سلام بچه ها
انجمن علمی دانشکده فیزیک دانشگاه امیرکبیر هرسال مسابقه عکاسی فیزیکی برگزار میکنه! مهلت ارسال آثار این دوره تا پایان روز جمعه 10 مرداد تمدید شده
هرسوالی داشتید درباره مسابقه ازخودم بپرسید
سعی میکنم یه چندنمونه از آثار برگزیده دوره های قبل رو هم بذارم که بیشتر بامسابقه آشنا بشید
لوله روبن-اثر برگزیده بخش آزمایشگاهی دوره چهارم-آقای عباسعلی کلبادی نژاد از اصفهان
دستگاه آزمایش نشان داده شده لوله ی روبن نام دارد و نقش فشار هوا برای تولید موج صوتی را نشان می دهد. این دستگاه یک لوله صوتی یک سر باز است که روی آن در فواصل مساوی سوراخ هایی ایجاد شده است̨ از یک سر لوله گاز وارد می شود و یک تولیدکننده ی موج صوتی (اسپیکر) در طرف دیگر لوله قرار دارد.اگر اسپیکر موجی از مرتبه فرکانس تشدید لوله تولید کند انتظار داریم موج فرستاده شده با بازتاب آن از انتهای دیگر لوله همپوشانی کند و موجی ساکن ایجاد شود. با وارد شدن گاز و مشتعل شدن آن مشاهده می شود که ارتفاع همه ی شعله ها یکسان نیست.بنابراین شعله های بلند مربوط به مکان هایی با فشار گاز بالا و شعله های کوتاه مربوط به فشار پایین تر هستند بدین صورت که بلندترین شعله مکان شکم موج صوتی را مشخص می کند و جایی که شعله نداریم گره است. همچنین در غیاب تولیدکننده موج صوتی ارتفاع همه شعله ها یکسان خواهد بود. در این تصویر هماهنگ سوم نمایش داده شده است
پاسخ : پنجمین دوره مسابقه عکاسی فیزیکی دانشگاه امیرکبی
پراکندگی رایلی-اثر شایسته تقدیر دوره چهارم-آقای حمید آزادی از تهران
هنگامی که نور به یک دوقطبی الکتریکی برخورد میکند از سطح آن پراکنده میشود. رایلی نشان داد که شدت پراکندگی از یک دوقطبی الکتریکی که اندازه آن بسیار کوچک‌تر از طول‌موج نور است به صورت زیر با طول موج نور فرودی و فاصله از دوقطبی مرتبط است که هرچه طول‌موج نور کوتاه‌تر و فاصله ناظر از ملکول‌ها و اتم‌های موجود در اتمسفر که نقش دوقطبی الکتریکی را ایفا میکنند بیشتر باشد، آن طول موج بیشتر پراکنده میشود وشدت آن نیز در فواصل کوتاه، هنگامی که به ما می‌رسد بیشتر است. در این عکس که پیش از غروب آفتاب گرفته شده است، آسمان دور دست به نظر زرد رنگ و در کناره ها متمایل به سبز به نظر می‌رسد در حالی که طبق رابطه پراکندگی این طول‌موج‌ها در بازه مرئی بسیار کم پراکنده میشوند علاوه بر این ، زرد و سبز به نسبت رنگ آبی و قرمز پهنای طیفی کمتری دارند به همین دلیل احتمال دیدن آسمان به رنگ سبز و زرد بسیار کم است اما نکته جالب این عکس نمایان شدن آسمان در این دو رنگ است.به صورت خلاصه می توان علت این پدیده را شدت گرفتن میزان پراکندگی نور سبز و زرد با توجه به موقعیت خورشید و مکان گرفتن عکس دانست در واقع نسبتλ و R به گونه‌ای بوده است که طول موج‌های انتهای محدوده سبز بیشترین میزان پراکندگی را داشته است.
ابرها از تجمع قطره‌های کوچک آب با اندازه‌های گوناگون تشکیل شده‌اند. تجمع ریزترین قطرات، رنگ بنفش و آبی و تجمع قطرک های کمی بزرگتر، رنگ سبز و تجمع بزرگترین قطرک‌ها، رنگ قرمز را پراکنده میکند، پراکنده شدن تمامی رنگ‌ها و ترکیب تمامی این طول‌موج‌ها، رنگ سفید ابر را ایجاد میکند.تجمع بارهای الکتریکی،نوسانِ هماهنگِ دوقطبی‌های الکتریکی را سبب میشود که پیامد آن افزایش شدت نور و درخشان شدن ابرها است.
تجمع قطرک‌های بزرگتر مقدار زیادی از نور فرودی را جذب میکند و سبب کم شدن شدت پراکندگی میشود که نتیجه آن تیره به نظر رسیدن ابرهاست، علاوه بر این رنگ زمینه نیز در میزان درخشندگی ابرها موثر است
پاسخ : پنجمین دوره مسابقه عکاسی فیزیکی دانشگاه امیرکبی
دندریت مس،درخت گونه ای در لیزر برمید مس-مقام اول دومین دوره مسابقه-خانم سیما صدریه ازتهران
دندریت به معنای ساختارکریستالی درخت گونه است.بلورهایی منحصر به فردو خودمتشابه که تشابه زیادی به شکل درختان دارند.نمونه روزمره دندریت برفک ایجاد شده برروی شیشه ها است.عکس بالا ساختار درونی یک لیزر بخار برمید مس را نشان می دهد و نور سبز موجود در تصویر نورلیزر است.مبنای ساخت لیزرهای بخار برمید مس به این صورت است که دراین لیزرها،در دو مرحله جداگانه بر بخار ولتاژ اعمال می شود.در طی فرآیند تولیدگذار لیزری در لیزربخاربرمید مس،گرمای بوجود آمده ازتخلیه الکتریکی باعث تبخیر برمید مس میشود.درمرحله دوم با اعمال ولتاژ،انرژی لازم برای برانگیخته شدن بخار مس,وگذار به ترازهای با انرژی بالاتر داده میشود.هرچه دمای سطحی لوله بیشترباشدبرمید مس باسرعت بیشتری تجزیه شده ومس آن احیا میشود.پس ازتولید گذار لیزری،بسیاری از اتم های مس به علت فرار برم،قادر به تشکیل دوباره پیوند نیستندو باگذشت زمان در نقاط داغ لوله ی تخلیه الکتریکی تجمع کرده ودندریت های مس را بوجود می آورند.از آنجایی که دمای کاری لیزر برای ذوب مس کافی نمی باشد.این دندریت ها درداخل لوله لیزر باقی مانده و باگذشت زمان به علت افزایش ارتفاع باعث مسدود شدن مسیر نور لیزری میشود.
امسال گالری چهاردوره برگزارشده مسابقه عکاسی رو توی IPM درزمان سمینار بهاره در دو روز برگزارکردیم که با استقبال فیزیک پیشه گان بزرگی چون دکترشیخ جباری,دکتر یاسمن فرزان ودکتر اردلان روبه روشد
رنگین کمان پرطاووس،تاثیر ساختار میکروسکوپی-اثر شایسته تقدیر دومین دوره مسابقه-آقای علی مرادی از تهران
رنگ در دنیای زیستی نه تنها به وسیله جذب نورتوسط رنگ دانه ها توضیح داده میشود بلکه پدیده های متنوع اپتیکی مانند تداخل،پراش و پراکندگی نورنیزدر بوجود آمدن آن تاثیرگذار هستند.به رنگی که تحت تاثیر پدیده های اپتیکی ایجاد میشود رنگ ساختاری گفته میشود،زیراکه نور وریزساختارجسم هردو دربوجود آمدن این رنگ دخیل هستند.پرطاووس یکی ازشناخته شده ترین مثال های این رنگ است.ساختار تناوبی ملاتین گرانول که در زیرسطح پرطاووس مشاهده میشود عامل بوجودآورنده این رنگ هاست.دراین پرنده ملاتین گرانول ها(که ساختار تناوبی ریزساختار ها راشکل میدهند)با تناوبی که باطول موج نور مرئی قابل مقایسه است درکنار یکدیگر قرار گرفته اند که همین نکته منشا تداخل اپتیکی است.
قله توچال واصل برنولی-اثر شایسته تقدیر سومین دوره مسابقه-آقای محسن حیدری از تهران
دردینامیک سیالات اصل برنولی بیان میکند که برای یک سیال غیرویسکوز،افزایش درسرعت سیال همزمان باکاهش فشار یاکاهش انرژی پتانسیل درهمان نقطه ازسیال همراه است.درواقع باکاهش سطح مقطع جریان یک سیال درحال حرکت،سرعت افزایش وفشار کاهش می یابد.وجود کوه درمسیرجریان هوای گذرنده سطح مقطع موثر گذرسیال را کاهش می دهدو همین باعث می شود جریان هوا با رسیدن به قله کوه به علت کاهش در سطح مقطع افزایش سرعت پیداکند و بطور همزمان فشار درقله کوه کاهش یابد.بالارفتن سرعت هوا درقله کوه باعث رانده شدن ابرها ازقله ها به سمت دامنه میشود واین موضوع سبب میشود تا در سرعت های بالای باد،برروی قله ابری نبینیم.اینجاست که ابرهای قرارگرفته دردامنه کوه،ازمکان پرفشاربه سمت قسمت های کم فشار،یعنی ازارتفاع کم به زیادصعود میکنند.
قوس الکتریکی در زغال باتری-مقام اول بخش آزمایشگاهی سومین دوره مسابقه-آقای عباس حمیدسمیعی ازتهران
بیش از70 سال قبل ازادیسون دانشمندی انگلیسی به نام همفری دیوی تکنیک ساخت لامپ الکتریکی کنترل شده راتولید کرده بود.اولین نورالکتریکی مصنوعی ازدو میله کربنی ساخته شده از زغال چوب و متصل به دو پایانه ازمجموعه ای از سلول های ولتاییک تشکیل میشد.هنگامی که کلید اتصال الکترود ها وباتری زده میشود الکتریسیته بین نوک کربن ها منتقل میشود ونتیجه آن یک تابناکی حرارتی نقطه ای سفید و پیوسته است.میتوان در اختراع دیوی به جای سلول های ولتاییک ازباتری های 12یا 18 ولتی وبه جای زغال چوب از زغال درون باتری استفاده کرد.زمانیکه ولتاژ به میله های کربنی اعمال میشود ذرات کربن درون میله دچار شکست الکتریکی میشوند؛الکترودها دراثر حرارت سفیدرنگ میشوند و ستونی از گازملتهب بین الکترودها بوجود می آید.یونش شدید گاز درقوس الکتریکی به این دلیل امکان پذیراست که کاتدتعداد زیادی الکترون گسیل میکند.این الکترون ها دربرخورد باگاز بین دو الکترودوایجاد تخلیه الکتریکی گاز را یونیزه میکنند.
رفتار غیرخطی تار عنکبوت-مقام اول بخش پدیده فیزیکی درطبیعت سومین دوره مسابقه-آقای حمید آزادی ازتهران
دراین عکس قطرات باران بر روی تارعنکبوت قرارگرفته اند و به علت وجود نیروی چسبندگی بین آب وتارعنکبوت این قطرات به صورت معلق توسط تارعنکبوت نگه داشته شده اند.هریک از این قطرات که به علت کشش سطحی بین مولکول های آب به صورت کروی قرارگرفته اند مانند یک عدسی محدب عمل میکنند.توانایی تحمل کشش درتارعنکبوت درمقایسه با همان وزن فولاد بیشتر است.رفتار غیرخطی تارعنکبوت درمقابل فشار،رمز موفقیت شبکه تار می باشد.تحت فشارهای کم,تارفشار را به تمامی نقاط منتقل کرده,نرم وقابل ارتجاع می ماند.تحت فشارهای زیاد تار درمحل اعمال فشار سفت وصلب شده ومانع از انتقال فشاربه باقی قسمت های شبکه میشود.درنتیجه در تارعنکبوت با اعمال فشار بیش از حد تنها محدوده تحت فشار پاره شده وبقیه قسمتها وساختارکلی سالم باقی میماند
رنگین کمان آتشین-اثرمنتخب کادراجرایی چهارمین دوره مسابقه-آقای عباس نخلبند از تهران
رنگین کمان های آتشین با نام علمی” قوس افقی” (circumhorizontal arc ) که با تابش خورشید بر بلورهای یخ پدید می آیند,درحقیقت نه رنگین کمان و نه آتش هستند بلکه به دلیل ظاهر رنگارنگ و شعله مانند آن ها این نام به آن ها اطلاق شده است.
این پدیده نادر است چرا که ابرها باید به اندازه کافی در ارتفاعات بالا قرارداشته باشند تا بلورهای یخ تشکیل شوند به علاوه خورشید باید درست به میان این بلورها بتابد و باهمان زاویه فرودی از آن ها خارج شود تا مردم بتوانند این پدیده را مشاهده کنند. بنابراین بلورها باید کاملا افقی نسبت به راستای نور فرودی جهت گیری کنند تا انحراف 90 درجه ی آن ها نور را بطور موثری تفکیک کند و باعث تشکیل یک پالت واضح از رنگ ها شود. اهمیت ارتفاع خورشید باعث می شود تا امکان مشاهده این پدیده درمناطق نزدیک به دو قطب وجود نداشته باشد. اگر خورشید حداقل در پنجاه وهشت درجه بالای سطح افق قرارداشته باشد(زاویه مطلوب 67 درجه می باشد), نور آن با بالای بلورهای یخ که همانند یک منشور عمل می کنند, برخورد کرده و به رنگ های مختلف تفکیک می شود.از آن جایی که این سطوح تنها در ابرها وجود دارند ونه چیزی اطراف آن ها, تمام ابر خود, به رنگین کمان تبدیل می شود.این پدیده بیشتردر زمان انقلاب تابستانی رخ می دهد
گذار دود،لمینار به آشوبناک-اثر شایسته تقدیر اولین دوره مسابقه-خانم سمیه رفیعی از قم
جریان درمکانیک یک حرکت پیوسته ازسیال از یک مکان به مکان دیگر است.به طورکلی دو نوع جریان وجود دارد که به نام های لمینار وآشوبناک شناخته میشوند.هنگامیکه شیرآب را خیلی کم بازمیکنیداگر هیچ آشفتگی درکارنباشدیک جریان منظم خواهیددید.به این جریان لمینار میگویند که مشخصه آن هم جهتی وهم سرعتی شاره درطول حرکت است.که باافزایش سرعت و کاهش ویسکوزیته سیال وافزایش قطرلوله این جریان لمینار به جریان آشوبناک ونامنظم گذار میکند.
