چقدر کاغذ باید در کفه‌ی دیگر ترازو بریزیم؟!!

ولی ما چند تا کاغذ A4 بیشتر نیاز نداریم.

عکس بالا شما را به حل این مسأله راهنمایی می‌کند.

خوب حالا چطور؟ می‌توانید وزن ماشین را تعیین کنید.

شروع کنیم:

با اندازه گیری سطحی که هر لاستیک با زمین تماس دارد و اندازه گیری فشار هر لاستیک، می‌توانیم وزن ماشین را محاسبه کنیم.

احتمالاً حدس‌هایی زدید.

این کار به راحتی قابل انجام است. بنابراین فکر کردیم بهتر است که این مبحث زیبا را به صورت آزمایشی ارائه دهیم تا اگر خواستید، شما هم آزمایش کنید و از این آزمایش لذت ببرید.

وسایل لازم

یک دستگاه ماشین

فشار سنج باد لاستیک ماشین

خط کش

کاغذ میلیمتری( کاغذی است که شبیه خط کش عمل می کند و می توان به کمک آن سطح را پیدا کرد.)

کاربن

چند برگه A4

گام اول

شما باید مقدار سطحی را که لاستیک های ماشین با زمین تماس دارد، اندازه گیری کنید. برای این کار می‌توانید از یک ورق کاربن روی کاغذ استفاده کنید تا مساحتی که لاستیک با سطح زمین تماس داشته را به‌ دست بیاورید. بعد یک کاغذ میلی‌متری را روی اثر لاستیک، قرار دهید و به کمک شمردن خانه ها، مساحت را به دست آورید.

یک خبر خوب:

اثر لاستیک‌ها روی زمین به صورت مستطیل، منظم است. بنابراین می‌توانید با توجه به شکل زیر طول و عرض مستطیل را اندازه گیری کنید و مساحت را به راحتی به‌دست آورید.

این هم عکس چند نفر که علاقه‌مند به فیزیک هستند.

شاید هم در حوالی محل سکونت آن‌ها باسکول نیست؟!!

گام دوم

مساحت سطحی که چهار لاستیک با زمین در تماس هستند را اندازه گیری کنید. اگر سطوح یکسان باشد می‌توان سطح یکی را در 4 ضرب کرد.

گام سوم

به کمک فشار سنج، فشار هوای داخل لاستیک را اندازه گیری کنید.

گام نهایی

برای یافتن وزن ماشین کافی است، مساحت را در فشار ضرب کنید.

مثال

فشار هوای لاستیک:

• اگر فکر می‌کنید خیلی دقیق هستید، محاسبات بالا را برای هر لاستیک جداگانه انجام دهید.
• برای اطمینان از محاسبات، بهتر است ماشین خود را با باسکول نیز وزن کنید.
• نگران این که اثر لاستیک روی سطح زمین کاملاً مستطیل نیست و یا شیارهایی روی لاستیک وجود دارد، نباشید. چون اثر چندانی ندارند.

چرخه کارنو

یکی از مهم‌ترین چرخه های بازگشت پذیر، چرخه‌ی کارنو است که توسط سعدی کارنو معرفی شد. این سیستم شامل یک ماده است که انتقال گرما را به عهده دارد و اصطلاحاً " ماده‌ی کار " نامیده می‌شود. چرخه از دو فرآیند هم دمای بازگشت پذیر (ISOTHERMAL )و دو فرآیند بی در روی بازگشت پذیر (ADIABIATIC ) تشکیل شده است.

می‌توانید در مدل سازی بالا، مراحل مختلف کار این چرخه را مشاهده کنید. برای سادگی، می‌توان ماده‌ی کار را یک گاز ایده آل فرض کرد که در استوانه ای قرار دارد که قاعده‌ی آن رسانای گرماست، ولی دیواره های آن و پیستون، عایق گرما هستند. نتیجه این چرخه آن است که گرما توسط سیستم به کار تبدیل شده است.

اگر چه ماشین‌های گرمایی واقعی بر پایه‎ی یک چرخه‌ی بازگشت پذیر کار نمی کنند، ولی چرخه‌ی کارنو ( که بازگشت پذیر است ) اطلاعات مفیدی درباره رفتار هر ماشین گرمایی به دست می‌دهد و اهمیت خاصی دارد؛ زیرا می‌توان اثبات کرد چرخه کارنو تعیین کننده حد بالای بازده ماشینهای حقیقی است و بنابر این هدفی را که باید به آن برسیم مشخص می‌کند.

بازده یک ماشین گرمایی (e) عبارتست از نسبت کار انجام شده توسط ماشین (w) در یک چرخه، به گرمای گرفته شده از منبع گرم (Q1 ):

این معادله نشان می‌دهد که بازده ماشین گرمایی تا وقتی گرمای خارج شده از سیستم صفر نشود، به یک نمی رسد. تجربه نشان می‌دهد که ماشین در موقع تخلیه‌ی دود، مقداری گرما از دست می‌دهد. این، همان مقدار گرمایی است که هدر می‌رود و در طی فرآیند به کار تبدیل نمی شود.

چرخه‎ی کارنو را می‌توان با معکوس کردن جهت فرآیند‌ها انجام داد ( توجه کنید که تمامی مراحل این چرخه بازگشت پذیرند. ). در چنین چرخه ای، باید کار روی سیستم انجام شود تا گرما از منبعی با دمای پایین به منبعی با دمای بالا ( یعنی در جهت عکس فرآیندهای خود به خود طبیعت ) منتقل گردد. بنابر این، سیستم مانند یخچال عمل می‌کند. یعنی با کاری که به آن داده می‌شود ( توان الکتریکی ورودی ) گرما را از جایی که دمای پایین قرار دارد ( درون یخچال ) به جایی با دمای بالاتر ( اتاق ) منتقل می‌کند.

کارنو نخستین کسی بود که مطالبی علمی در مورد ماشینهای گرمایی منتشر کرد. او در سال 1824 مقاله ای با عنوان " اندیشه هایی درباره‌ی قدرت محرکه‌ی گرما " منتشر کرد. در آن هنگام استفاده از ماشین بخار که یک ماشین گرمایی است، در صنعت متداول بود. کارنو توجه خود را به این واقعیت معطوف کرد که اختلاف دمای دو منبع، سر چشمه‌ی حقیقی قدرت محرکه است و نوع ماده کار از لحاظ نظری اهمیتی ندارد. او هم چنین این قضیه را - که اهمیت عملی زیادی دارد - بیان کرد:

بازده تمام ماشین های بازگشت پذیری که بین دماهای یکسانی کار می‌کنند، با هم برابر است و بازده هیچ ماشین بازگشت ناپذیری، که بین همان دو دما کار می‌کند، نمی تواند بیشتر از این باشد.

توجه داشته باشید که در این قضیه هیچ اشاره ای به ماده کار نشده است. یعنی بازده یک ماشین بازگشت پذیر مستقل از ماده کار است و تنها به دما بستگی دارد. علاوه بر این، بازده یک ماشین برگشت پذیر، حداکثر مقدار ممکن برای هر ماشینی است که در بین همان دو حدّ دمایی کار می‌کند.

این واقعیت از آن جا ناشی می‌شود که می‌توان نشان داد که در چرخه کارنوQ1/Q2=T1/T2 و در نتیجه:

e=1-Q₁/Q₂=1-T₁/T₂

برای دست یابی به حداکثر بازده ممکن، دمای T2 باید صفر مطلق باشد. تنها هنگامی که منبع سرد در صفر مطلق (273- درجه سانتی گراد ) قرار گیرد، تمامی گرمای جذب شده از منبع گرم به کار تبدیل خواهد شد.

امّا چون نمی توانیم یک منبع سرد با دمای صفر مطلق داشته باشیم، ساختن یک ماشین گرمایی با بازده صد درصد نیز عملاً غیر ممکن است. این تجربه منجر به قانون سوم، ترمودینامیک شده است که می‌توان آن را به صورت ساده چنین بیان کرد: با هیچ روشی، هر قدر هم ایده آل باشد، امکان ندارد بتوان دمای یک سیستم را با انجام عملیاتی به تعداد محدود، تا صفر مطلق کاهش داد.

در مطالب بعدی در این مورد بیشتر توضیح خواهیم داد.

فیزیک ذرات بنیادی یا به طور خلاصه فیزیک ذرات، بخشی از فیزیک است که در آن به بررسی ذرات نهایی یعنی کوچکترین و بنیادی ترین چیزهای دنیا پرداخته می شود. ذراتی که مواد یا ضد مواد یا فوتون‌ها و یا ... از آن‌ها تشکیل شده اند.

شاید حدود صد سال پیش، فیزیک ذرات محدود به بررسی الکترون‌ها و هسته اتم بود (الکترون در اوایل قرن 20 کشف شده است) اما امروز با یافتن شواهد جدیدتر مبنی بر وجود ذرات بنیادی تر و کوچک‌تر و مجهز شدن فیزیک‌دانان به آزمایشگاه های بسیار پیشرفته در این زمینه ،رشته‌ی فیزیک ذرات بنیادی گسترش بیشتری یافته است.

فیزیک ذرات بنیادی بیش‌تر توسط فیزیکدانان تئوری دنبال می شود، اما بسیار پیش می آید که برای انجام آزمایشی خاص، فیزیکدانان تئوری یک نوک پا به آزمایشگاه می روند. از این نوک پاهای فعلی، می توان ساختن و تجهیز آزمایشگاه و شتاب دهنده cern را مثال زد که در این پروژه، چند صد دانشمند از چندین کشور دنیا مشغول تحقیق هستند. این آزمایشگاه ، بزرگ‌ترین آزمایشگاه ذرات بنیادی دنیا خواهد بود.

اما در زمینه‌ی تئوری ذرات،  نظریه های جدیدی مثل نظریه‎ی ریسمان نیز ذهن بسیاری از فیزیک‌دانان را درگیر خود کرده است. در نظریه‌ی ریسمان سعی می شود مدلی برای وحدت بین نیروها و نیز اجزای تشکیل دهنده ذرات بنیادی ارائه شود.

نکته‌ی جالب این است که دو حد فیزیک یعنی حد دنیای بزرگ کیهان شناسی و حد دنیای بسیار کوچک (ذرات بنیادی) کم کم به هم نزدیک شده و این روزها فعالیت های زیادی برای پاسخ به سوالهای مشترک در بین این دو زمینه انجام می گیرد. به طوری که احتمال می رود مسایل مربوط به این دو شاخه شاید روزی به صورت همزمان و همراه با شناخت کامل ما از مواد و نیروها انجام پذیرد.

آرام در کنار آن‌ها نشستم و با علامت دست خواهش کردم بحث خود را ادامه دهند. سه نفر بودند ؛ توکا ، کبوتر و آرش ... کبوتر با هیجان و اندکی خشم گفت: - هر چیزی را که نمی شود معنا کرد؛ "بالا" یعنی بالا و "پایین" یعنی پایین. بعد سرش را به طرف توکا برگرداند و گفت: - سرت را بالا بگیر . توکا از روی صندلی بلندشد، ایستاد و سرش را به طرف آسمان گرفت. – حالا ، آرش ، تو سرت را پایین بگیر. آرش بلند شد، کف دو دستش را روی زمین گذاشت و با حرکتی تند، تلاش کرد پاهایش را به طرف آسمان ببرد و روی دو دست خود بایستد ( مثل کسانی که آکروبات می کنند) ولی نتوانست و از سمت دیگر افتاد و پشتش محکم به زمین خورد. فریادی کشید و گفت: - چه کار سختی ؟ من نمی توانم . ولی کبوتر خشمگین تر به او گفت: - چرا خودت را به سادگی می زنی؟ همان جور که روی دو پایت ایستاده ای ، می توانی سرت را "پائین" بگیری؛ به طرف زمین  و ادامه داد می بینید، "بالا" یعنی به طرف آسمان و طرف ستارگان و "پایین" یعنی به طرف زمین . این را همه می فهمند.

آرش زمزمه کرد: - ولی آسمان و ستارگان ، فقط "بالا" نیستند؛ حتی در "پایین" هم ، آسمان و ستاره است. پس به نظر تو "بالا" یعنی جایی که می تواند"پایین" یا "سمت راست" یا "سمت چپ" یا "روبه رو" و "پشت سرهم" باشد؟ توکا دخالت کرد: - "پایین" جایی است که همه چیز به طرف آن می افتد. کبوتر پذیرفت . ولی توکا ادامه داد: - پس آن طور که خیال می کنیم، نمی توان گفت :"بالا" یعنی بالا و "پایین" یعنی پایین . هر چیزی نیاز به تعریف دارد. ولی آرش موضوع را پیچیده تر کرد: - این درست! ما در ایران که در نیمکره‌ی شمالی هستیم، با آن‌ها که در نیمکره‌ی جنوبی هستند،از جمله در استرالیا، در دو جهت مختلف ایستاده ایم ؛ "پایین" برای ما و برای آن‌ها در دو جهت مخالف است. نمونه‌ی دیگری بیاوریم که در گفت و گوهای معمولی واژه های"بالا" و "پایین" معناهای دیگری هم دارند:"بالاتر از چهار راه" ، "پایین تر از فلان خیابان".

این جا دیگر "بالا" و "پایین" به آن مفهومی که گفتیم، معنا نمی دهند . در ضمن ، اگر به کسی نشانی منزل خود را این طور بدهید:"پایین تر از چهارراه A و بالاتر از مغازه B " ، در واقع او را سرگردان کرده اید. چهار خیابان یا کوچه در چهار راه A به هم می رسند؛ کدام طرف را بالا و کدام طرف را پایین می دانید؟ ...  . توکا گفت: من حرف دیگری دارم. – وقتی در هوای سرد زمستان ، نفس خود را بیرون می دهید، بخار آبی که از دهان شما خارج می شود، به طرف زمین نمی رود. وقتی کتری یا سماور می جوشد، باز هم بخار آب در جهت عکس می رود و به زمین نمی رسد. درست است که من گفتم :"پایین جایی است که همه چیز به طرف آن می افتد"؛ ولی مگر بخار آب جزو "همه چیز " نیست؟ این مشکل را چگونه حل کنیم؟ کبوتر می اندیشید ... بعد سرش را بالا گرفت و گفت: - مشکل دیگری هم هست .

من در یک فیلم که به یک سفینه‌ی واقعی فضایی مربوط بود، دیدم چیزی به طرف کف فضا پیما نمی افتد، همه چیز در هوا معلق می شود. نمی دانم در این باره چه بگویم؟ در آن "بالا" کجاست و "پایین" کجا؟ آرش دخالت کرد: - آن نقطه "صفر" است، مرز پایین و بالا است. نه بالایی وجود دارد و نه پایینی . کبوتر و توکا هر دو اعتراض داشتند. –"صفر " یعنی چه ؟ مگر "صفر" به معنای "هیچ" نیست؟ چیزی که "هیچ" است، یعنی وجود ندارد. مگر می شود داوری خود را بر پایه "چیزی" بگذاریم که وجود ندارد؟ - سکوت! هر سه نفر رو به من کردند. می خواستند مشکل آن‌ها را حل کنم . پرسیدم: - شماها به چه چیزی "واقعی"می گویید؟ از کجا بفهمیم" چه چیزی وجود دارد و چه چیزی وجود ندارد"؟ کبوتر: - چیزی "وجود دارد" که قابل لمس باشد، بتوان آن را "حس کرد، "وجودی" مادی باشد یا بشود آن را "شنید" یا "بوئید". "صفر " نه قابل لمس است، نه قابل شنیدن و نه قابل بوییدن. – درباره‌ی مفاهیمی مثل "عشق" ، "دوستی" ، "کینه" ، "ریا" و ... چه می گویید؟ این‌ها "وجودهایی" مادی نیستند و با هیچ یک از "حس‌های" پنجگانه ما تشخیص داده نمی شوند؛ ولی "وجود" دارند. – سکوت! – به نظر من ، وجودی " واقعی" است که کنشی داشته باشد و بتوان اثر کار آن را دید یا حس کرد. عشق و دوستی ، رفتار آدمی را تغییر می دهد؛ نه تنها در اخلاق و رفتار شخصی فرد، بلکه در برخوردهای اجتماعی او اثر و نتیجه عمل آن را می بینیم .

آدم‌هایی هستند که چشم و گوش خود را به روی پیش آمدها می بندند، به خوب و بد دیگران کار ندارند، گرفتاری‌های مردم، فقر و رنج آ‌ن‌ها و یا برکس ظلم و غارتگری آن‌ها، در او تاثیر نمی کند ، او "بی طرف" است ، با هر کس روبه رو می شود، به میل و دلخواه او حرف می زند، به چیزی و اندیشه ای معتقد نیست، تنها می خواهد این چند روز زندگی را با "آرامش" و "بی دردسر" بگذراند و ... به چنین کسانی "صفرهای اجتماعی" می گویند. ولی این " صفرها" وجود دارند، می توان آن‌ها را لمس کرد، راه می روند ، می خورند، می خوابند، روز و شب در اندیشه‌ی جیب خود و " خور و خواب" خود هستند. می دانید چرا نام این آدم‌ها را "صفرهای اجتماعی" گذاشته اند. در این نام‌گذاری ، به یکی از ویژگی های عدد صفر نظر داشته اند. اگر "صفر" در سمت راست عددی قرار گیرد ، آن را ده برابر می کنند؛ اگر عدد مثبت باشد، آن را ده برابر می کند و اگر جلوی عدد منفی هم قرار گیرد، باز آن را ده برابر می کند. "صفرهای اجتماعی" چون تنها به سود خود و گذران عادی زندگی خود فکر می کنند، به طور معمول دنباله رو سود پرستان و قدرت‌مندان هستند، بنابراین، به نیروی آن‌ها می افزاید؛ یعنی نیروهای منفی جامعه را تقویت می کنند. با این نام‌گذاری می خواهند بگویند: "بی طرفی" در عمل، به معنای "طرفداری" از نیروهای منفی جامعه است. می بینید، بسته به این که کجا از "صفر" استفاده کنیم، می تواند ارزش‌های مختلفی داشته باشد.

به هر حال ، " صفر" مثل هر عدد دیگری ، ضمن عمل خود، در نتیجه‌ی کار اثر می گذارد؛ پس وجود دارد. صفر، عددی است مثل هر عدد دیگر. مجموعه ها را می شناسید، معنای "مجموعه‌ی تهی" را هم می دانید. اگر مجموعه ای یک عضو داشته باشد و این عضو برابر صفر باشد، مجموعه‌ی تهی با مجموعه ای که عضو آن برابر صفر است ، فرق دارد. نتیجه می گیریم وقتی از مفهوم صحبت می کنیم، نباید آن را سهل و ساده و همان طور که در حرف‌های روزانه به کار می بریم، بنگریم  و باید ببینیم در کجا از آن استفاده می کنیم . بعضی مفهوم‌ها تنها نام‌گذاری است؛ مثل شکلی که به آن دایره می گوییم . در این جا یک تعریف درست ، برای شناسایی کافی است ( تعریف دایره). ولی بسیاری از مفهوم‌ها ، معنایی نسبی دارند؛ مثل مفهوم "بالا" و "پایین" ، ولی عدد صفر هیچ تفاوتی با عددهای دیگر ندارد و مثل هر عدد دیگری ، ویژگی‌هایی دارد که برخی از آن‌ها مخصوص صفر است. برای نقشی که "تعریف" دارد، آزمایشی می کنیم. از کبوتر و توکا خواستم رودرروی هم و به فاصله یک متر بایستند. جایی را که توکا ایستاده بود، مرکز فرض کردم و به شعاع برابر یک متر ، دایره ای دور او و روی زمین کشیدم. از کبوتر خواستم روی محیط این دایره و رو به توکا حرکت کند تا به جای اول خود برسد. از توکا خواستم همراه حرکت کبوتر، دور خود بچرخد؛ به نحوی که همیشه رودرروی کبوتر باشد.

وقتی کبوتر به جای اول خود رسید ، از او پرسیدم: - آیا توانستی یک دور ، دور توکا حرکت کنی ؟ آیا توکا را دور زدی ؟ - بله، یک دور کامل دور توکا چرخیدم . آرش موافق نبود: - تو به هیچ وجه دور توکا نچرخیدی. در همه حال ، صورت توکا را می دیدی و این را نمی توان دور زدن توکا نامید. – ولی من محیط یک دایره را به طور کامل پیموده ام. این دور زدن است. من دخالت کردم: - هر دو درست می گویید و این بسته به تعریفی است که برای دور زدن بپذیریم . با یک تعریف ، تو دور توکا چرخیده ای ، ولی با تعریفی که آرش از دور زدن دارد، تو دور او نچرخیده ای . ببینید، با این که امروز می دانیم زمین به دور خورشید می چرخد ، در صحبت‌ها و نوشته ها از حرکت ماه و خورشید نام می برند. همین حرکت ظاهری خورشید و ماه و ستارگان هزاران سال موجب اشتباه دانشمندان شد و وقتی هم که در کم‌تر از پانصد سال پیش نظریه‌ی "خورشید مرکزی" مطرح شد ، به خاطر آن ، نوشته‌ی "کپرنیک" را ممنوع اعلام کردند، " گالیله " را به دادگاه کشاندند و "جیوردانوبرونو" را  در کومه ای از آتش سوزاندند و ... به هر حال ، اگر زمین را مبنا بگیریم، خورشید ، سیاره ها و ستارگان حرکت می کنند. حرکت ، مفهومی نسبی است. وقتی در اتومبیل به سرعت از کنار درختان عبور می کنید، مثل این است که درختان به سمت عقب شما حرکت می کنند و شما ساکن هستید؛ یعنی اگر مبنا یا به اصطلاح ریاضیدانان، مبدا را اتومیبل بگیریم، آن وقت می گوییم درختان نسبت به این مبدا در حرکت اند. تعریف و قرار داد، تکلیف بسیاری از مفهوم‍‌ها را روشن می کند. همیشه باید بدانیم از چه چیزی صحبت می کنیم ، چه تعریفی برای آن داریم و در ضمن ، از دانش خود یاری بخواهیم تا بتوانیم درست را از نادرست تشخیص دهیم. در دانش و از جمله در ریاضیات ممکن است واژه ای که به کار می بریم ، با معنای عادی و روزمره‌ی آن متفاوت باشد.

این حالت ماده، یعنی حالت متراکم، تنها حالت ماده است که در زمان کشف شدن آن، شما هم به دنیا آمده بودید. در 1995 دو دانشمند به نام های کرنل و وای من، این حالت ماده را ساختند. دو دانشمند دیگر یعنی ساتیندرا بوز و آلبرت انیشتین وجود داشتن این حالت را در سال 1920 پیش بینی کرده بودند. ولی آنها وسایل و امکانات لازم را برای ساختن آن نداشتند. اما ما حالا می توانیم!

اتم های پلاسماها فوق العاده داغ و فوق العاده برانگیخته هستند. اما حالت متراکم(BEC) درست برعکس این است. آنها کاملا تحریک نشده و فوق العاده سرد هستند.

درباره حالت متراکم:

بگذارید اول "متراکم شدن" را توضیح بدهیم. متراکم شدن یا چگالش وقتی رخ می دهد که چند مولکول گاز با یکدیگر جمع شده و تبدیل به مایع بشوند. این اتفاق به خاطر کاهش انرژی می افتد. اتم های گازها واقعا برانگیخته و پر انرژی هستند. وقتی انرژیشان کم می شود، حرکتشان کند می شود و دور هم جمع می شوند و می توانند تبدیل به قطره شوند.

وقتی آب را می جوشانید، بخار آب روی در  قابلمه چگالیده یا متراکم می شود.

یعنی روی در فلزی سرد شده، دوباره به مایع تبدیل می شود. حالا به آن یک ماده چگال می گویند.

حالت متراکم در دمای فوق العاده پایین اتفاق می افتد. حتما درباره مقیاس های دما و درجه کلوین می دانید. در صفر درجه کلوین تمام مولکول ها از حرکت می ایستند. دانشمندان راهی پیدا کرده اند که بتوانند ماده را تا دمای نزدیک به صفر مطلق سرد کنند.

وقتی که دما تا این حد کم می شود، می شود با چند عنصر خاص حالت متراکم ماده ساخت. کرنل و وای من این کار را با عنصر روبیدیم انجام دادند.

بگذار یکپارچگی رخ بدهد!

خب حالا ماده ای داریم که سرد است اما نه هر سردی! چون یک تکه یخ هنوز در حالت جامد است. اما وقتی به دمایی نزدیک صفر مطلق می رسیم، اتفاق خاصی می افتد. اتم ها شروع به جمع و یکپارچه شدن می کنند. تمام این اتفاق در دمایی حدود چند بیلیونیم درجه رخ می دهد، در نتیجه شما آن را توی خانه تان تجربه نمی کنید.

نتیجه ی این یکپارچه شدن اتم ها، حالت متراکم بوز - انشتین است.

اتم هایی که در یک محل جمع شده اند، تشکیل یک ابر اتم می دهند. دیگر هزاران اتم مجزا نداریم. همه آنها کیفیت مشابهی دارند و برای هدف ما تبدیل به یک توده واحد شده اند.

آیا واقعاً تخم مرغ ها نفس می کشند؟ در این آزمایش شما حقیقت اینکه آیا تخم مرغ ها واقعاً نفس می کشند یا نه را کشف می کنید.

وسایل لازم:

یک عدد تخم مرغ

ظرف شیشه ای تمیز با دهانه گشاد (می توانید از ظرف شیشه ای مخصوص ژله، زیتون یا ترشی استفاده کنید)

آب گرم

ذره بین

راهنما

مراحل انجام آزمایش:

تخم مرغ را داخل ظرف شیشه ای قرار دهید. (مراقب باشید که تخم مرغ نشکند) سپس ظرف را از آب گرم شیر پرکنید. (آب آنقدر گرم باشد که دست شما را نسوزاند.)

ظرف شیشه ای را روی میز قرار دهید و برای چند دقیقه آن را مشاهده کنید.

اگر تغییری را مشاهده کردید، به کمک ذره بین آن دقیقاً بررسی کنید.

چه اتفاقی می افتد و چرا؟

حبابها به تدریج بر روی پوسته تخم مرغ ظاهر می شوند. این حبابها در آب شناور شده و به سطح آب می روند.

دلیل به وجود آمدن این حبابها آن است که سطح تخم مرغ سوراخ های بسیار بسیار ریزی دارد که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیستند. پوسته ی هر تخم مرغ تقریباً 7000 سوراخ دارد!!

داخل پوسته تخم مرغ یک محفظه کوجک هوا قرار دارد. هوا در حال خاج شدن از سوراخ های موجود در پوسته تخم مرغ با آب گرم برخورد کرده و به شکل حباب در آب ظاهر می شود.

این عمل مانند این می ماند که تخم مرغ نفس می کشد !!!

به همان سادگی که هوا از سوراخهای موجود در پوسته خارج می شود به همان سادگی نیز وارد تخم مرغ می شود. این امر باعث می شود که بوی تخم مرغ تغییر کند، حتی وقتی دوباره هوا از سوراخ ها خارج می شود بو داخل تخم مرغ باقی می ماند.

به همین دلیل است که اگر تخم مرغ ها خارج از جعبه مخصوص - که شما تخم مرغها را داخل آن خریداری می کنید- نگهداری شوند بو و مزه مواد غذایی دیگری که داخل یخچال نگهداری می شوند، مثل گوشت بد بو ، پنیر و پیاز را می گیرند.

بنابراین همیشه تخم مرغ ها را داخل جعبه مخصوص و داخل یخچال نگهداری کنید.

اندازه مردمک چشم شما تغییر می کند تا مقدار نوری را که به چشمان شما وارد می شود، کنترل کند. شما می توانید ببینید که اندازه مردمک چشمان شما متناسب با میزان نور ورودی تغییر می کند. همچنین می توانید با طراحی آزمایشی پی ببرید که چگونه تابش نور در یکی از چشم ها باعث تغییر اندازه  مردمک در چشم دیگر می شود.

وسایل لازم:

*یک ذره بین (حداقل به قطر 2.5 سانتی متر)

*یک آینه ( آینه های کوچک جیبی، آینه پلاستیکی 10×10 یا بزرگ تر، یا یک آینه دیواری) آینه های پلاستیکی از آینه های شیشه ای ایمن تر بوده و در فروشگاه های لوازم پلاستیکی یافت می شوند.

*یک چراغ قوه

روش کار:

ذره بین را روی سطح آینه قرار دهید. با یکی از چشمان خود به مرکز این ذره بین نگاه کنید. اگر شما لنز یا عینک دارید می توانید در حین انجام آزمایش از آن ها هم استفاده کنید. فاصله خود را از آینه تغییر دهید تا جایی که به یک تصویر واضح و بزرگ از چشمان خود دست یابید.

به بخش سفید چشمان، دایره رنگی عنبیه،  مردمک و حفره سیاهی که در مردمکتان قرار دارد توجه نمایید.

نور را به مردمک یکی از چشمان بتابانید. اگر از یک آینه کوچک استفاده می کنید، چراغ قوه را در پشت آینه قرار داده و نور را از اطراف آینه به چشمان خود بیاندازید. اگر از آینه بزرگی استفاده می کنید، نور را از بالای آینه به چشم خود بیاندازید و ببینید که اندازه مردمک چطور تغییر می کند.

توجه کنید که برای گشاد شدن مردمک، نسبت به تنگ شدن آن زمان بیشتری نیاز است. جالب است بدانید که گاهی مردمک هم خطا می کند،بیش از اندازه کوچک می شود و سپس به تدریج به اندازه مورد نیاز باز می گردد.

نتیجه تغییر اندازه یکی از مردمک ها را هنگامی که شما یا دوستتان نور را به داخل مردمک دیگر انداخته یا از آن بر می دارید، مشاهده کنید.

در یک اتاق نیمه تاریک، در حالی که یکی از چشمان خود را باز و بسته می نمایید، نتیجه تغییرات مردمک را بر چشم دیگر مشاهده نمایید.

چه اتفاقی می افتد؟

مردمک روزنه ای است که اجازه می دهد نور به داخل چشم راه یابد. با توجه به اینکه بیشتر نوری که داخل چشم می شود امکان فرار ندارد، مردمک سیاه رنگ به نظر می رسد.در نور های کم، اندازه مردمک بزرگ تر می شود تا نور بیشتری به داخل چشمان راه پیدا کند، در نور شدید هم جمع می شود. قطر مردمک از حدود 1.5 میلی متر تا 8 میلی متر تغییر می کند.

نوری که توسط شبکیه ما شناسایی می شود، به پالس های عصبی تبدیل می شود که از طریق اعصاب نوری ما منتقل می شود. بخشی از این پالس های عصبی از طریق اعصاب به عضلاتی منتقل می شوند که کنترل کننده اندازه مردمک اند. بخشی از نور دریافتی توسط یک چشم، توسط این اعصاب به عضلات کنترل کننده چشم دیگر منتقل می شوند.به همین دلیل است که ما با تاباندن نور به یکی از چشمان شاهد تغییر اندازه مردمک در چشم دیگر خواهیم بود.

در این آزمایش، نوری که از چشم شما بازتابیده می شود، دوبار از ذره بین عبور می کند. یک بار قبل از رسیدن به آینه و بار دیگر در زمان بازتاب از آن. در نتیجه ذره بین اندازهِ چشم شما را دو برابر معمول بزرگ خواهد کرد.

و در آخر...

اندازه مردمک نمایان گر وضعیت بدن و مغز شماست. اندازه مردمک ممکن است به دلیل اینکه شما ترسیده اید، عصبانی هستید، درد دارید، عاشق شده اید یا تحت تاثیر مواد دارویی هستید نیز تغییر کند.

مردمک علاوه بر نشان دادن محرک های عصبی اشخاص، خود نیز به عنوان یک محرک عمل می کند. اندازهِ مردمک یک شخص می تواند احساس صمیمیت و مهمان نوازی را به طرف مقابل بدهد.

عکس العمل مردمک یک فعل ناخودآگاه است. مانند جهیدن زانو در برابر ضربه. از تست واکنش های مردمک برای تعیین این که ساختار بدن خوب کار می کند یا آسیب دیده است، استفاده می کنند.

وجود مردمک عاملی است که باعث می شود گاهی چشمان ما در عکس ها به رنگ قرمز در بیاید. وقتی که نور شدید فلاش وارد مردمک می شود، می تواند خون قرمز شبکیه (بخش حساس به نور انتهای چشم) را بازبتاباند. و نور انعکاسی از مردمک خارج می شود. اگر این اتفاق بیافتد، به نظر می رسد که شخص در عکس چشمان قرمز رنگی دارد. برای اجتناب از آن، عکاسان فلاش را با فاصله از لنز دوربین قرار می دهند. با این ترفند، نوری که از طریق فلاش وارد چشم می شود، باعث روشن شدن بخشی از شبکیه می شود که توسط لنز دوربین قابل مشاهده نیست.