چند واقعیت حیرت آور علمی در چالش با آموزه های دبیرستان
به گزارش وبلاگ خوراکی، تهران- خبرنگاران- بعضی موارد حیرت آور علمی مانند نظریه نسبیت اینشتین، جدول تناوبی و تکثیر دی.ان.ای را در دبیرستان آموخته ایم اما با افزایش سطح علمی متوجه می شویم که دنیا مملو از شگفتی های علمی است و آموخته های پیشین ما را به چالش می طلبد.
به گزارش روز دوشنبه گروه علمی وبلاگ خوراکی از پایگاه اینترنتی ساینس الرت، دانشی که ما در دبیرستان آموخته ایم در واقع پایه و اساس همه موارد علمی دیگری است که در خصوص آن ها مطالعه می کنیم.
اما قطعاً فراگیری دانش در دبیرستان به سرانجام نمی رسد و زمانی که به سطح علمی بالاتری می رسیم تازه متوجه می شویم که چقدر شگفتی های حیرت انگیزی در دنیا وجود دارد.
در این گزارش به بعضی واقعیت های باورنکردنی اشاره می کنیم که در دبیرستان نیاموخته ایم اما آرزو می کردیم کاش یاد گرفته بودیم.
** آب هم زمان می تواند بجوشد و یخ بزند
یکی از این واقعیت های باورنکردنی موضوع جوشیدن و یخ زدن هم زمان آب است. قطعاً این واقعیت به دلیل رسیدن به نقطه سه گانه ایجاد می گردد؛ نقطه سه گانه زمانی بروز می نماید که دما و فشار برای سه فاز (گاز، مایع و جامد) یک ماده در تعادل ترمودینامیکی باشند.
نقطه سه گانه آب نقطه ثابتی است که در آن یخ، آب و بخار آب با هم در حال تعادل قرار دارند. این حالت فقط در فشار معینی حاصل می گردد و یگانه است. ثابت شده است که در فشار 4.58 میلی متر جیوه (که فشار بسیار کمی است) نقطه جوش و انجماد آب به هم می رسند و با هم برابر می شوند معنی این اتفاق این است که آب در این فشار در یک نقطه هم می جوشد، هم منجمد می گردد، هم ذوب و هم بخار می گردد. پس در این وضعیت هر سه فاز آب (مایع-گاز-جامد) به تعادل می رسند یعنی در آنِ واحد هر سه حالت آب (آب مایع - بخار آب و یخ) در محیط در کنار هم وجود دارند. به این نقطه، نقطه سه گانه آب می گویند.
** نور لیزر را می توان در یک رشته آبشار گیر انداخت
یکی دیگر از واقعیت های باور نکردنی این است که نور لیزر را می توان در یک رشته آبشار گیر انداخت؛ بر اساس این واقعیت نور لیزر همیشه در یک رشته آبشار گیر می نماید. این موضوع نه تنها یک مثال باورنکردنی از بازتابش داخلی کلی (Total Internal Reflection) است بلکه نحوه کار کابل های اپتیکی نوری را برای راهنمایی جریان نور نشان می دهد.
اگر تابش از محیط غلیظ بر محیط رقیق صورت گیرد و نیز زاویه تابش از زاویه حد بزرگ تر باشد در این صورت هیچ نوری بر محیط دوم عبور نمی نماید و برخلاف زاویه حد در مرز مشترک محیط ها نیز نوری نخواهیم داشت. این بازتابش کامل نور به محیط اول را پدیده بازتابش داخلی کلی می نامند که با علامت اختصاری TIR نمایش می دهند.
** تخم مرغ شکسته زیر آب شبیه ستاره دریایی است
یک تخم مرغ شکسته، روی زمین کثیف کاری زیادی به بار می آورد اما 18 متر زیر سطح اقیانوس، فشار وارده بر تخم مرغ 2.8 برابر فشار اتمسفری هست و این فشار همانند یک پوسته نامرئی برای تخم مرغ عمل می نماید و باعث می گردد که سفیده و زرده تخم مرغ از هم جدا نشوند و شبیه یک ستاره دریایی در زیر آب شناور باشد.
** زمانی که سیاه چاله، ستاره ای را می بلعد چه اتفاقی می افتد
یک محقق دانشگاه جانز هاپکینز در آمریکا می گوید: زمانی که ستاره ای به درون سیاه چاله ای بلعیده می گردد، فواره ای بزرگ از پلاسما با شتاب از سیاه چاله خارج می گردد و صدها سال نوری در فضا می چرخد. زمانی که ستاره توسط نیروهای جاذبه ایِ سیاه چاله متلاشی می گردد، بعضی قسمت های ستاره در سیاه چاله می افتد و بقیه با سرعت های زیاد در فضا تزریق می شوند.
** سیستم فرود گربه ها بر دو پا
گربه ها حس به دقت تنظیم شده ای از تعادل و چارچوب استخوانی بسیار انعطاف پذیر دارند (چرا که تعداد مهره های ستون فقرات گربه از انسان بیشتر است) و این امر به آن ها امکان می دهد تا بدنشان را بچرخانند و خودشان را هنگام فرود راست نگه دارند- یک توانایی ذاتی که بازتاب راست نماینده نامیده می گردد.
هنگامی که یک گربه می جهد یا از جای بلندی پایین می پرد، از قوه بینایی یا دستگاه دهلیزی اش (یک سیستم تعادلی که درون گوش داخلی قرار گرفته است) استفاده می نماید تا بالا را از پایین تشخیص دهد و سپس قسمت فوقانی بدنش را طوری می چرخاند تا به سمت پایین قرار گیرد. قسمت تحتانی بدن گربه هم این جهت را دنبال می نماید.
حتی بچه گربه ها می توانند بدون ترس پایین بپرند، چراکه اغلب آن ها تنها در 7 هفتگی در این کار مهارت پیدا می نمایند.
گربه ها همچنین به علت بدن های کوچک، ساختار استخوانی سبک و موی ضخیمشان که باعث کاهش سرعت نهایی شان می گردد، آرام به زمین برخورد می نمایند.
بعضی از گربه ها به شیوه ای مانند چتر نجات بدن هایشان را پهن می نمایند تا مقاومت بیشتری در برابر هوا ایجاد نمایند و سقوط آهسته تری انجام دهند.
** توپ چرخان در حین سقوط به پرواز درمی آید
یکی دیگر از واقعیت های باورنکردنی این است که اگر توپی را که می خواهیم از بلندی به پایین بیاندازیم در حین انداختن بچرخانیم توپ واقعاً پرواز می نماید؛ این اتفاق به دلیل اثر مگنوس (Magnus effect) بروز می نماید؛ اثر مگنوس اثری است که عموماً در یک توپ در حال چرخش دیده می گردد به این صورت که توپ چرخان را از جهت معمول خود به صورت حرکت منحنی وار منحرف می نماید.
هنگامی که یک جسم در حال چرخیدن است سعی دارد تا هوای مجاور خود را که در تماس مستقیم با سطح آن است، همراه خود بچرخاند و این هوا به نوبه خود سعی می نماید بر روی هوای مجاور اثر بگذارد. با این شیوه جسم دارای یک لایه هوا در مرز و محدوده خود می گردد که آن را با خود می چرخاند.
هنگامی که جسم چرخان در حال حرکت و چرخیدن است و یک لایه جریان هوا از چپ به راست با سرعت مشخصی با سطح جسم در تماس است. در قسمت بالای جسم سرعت جسم و سرعت هوا در یک جهت هستند اما در پایین جسم سرعت هوا و سرعت جسم در خلاف جهت هم هستند. همان طور که از اصل برنولی می دانیم در نقاطی که سرعت زیاد باشد، فشار کم است و در نقاطی که سرعت کم باشد فشار زیاد است پس در اینجا در نقطه بالا فشار کم و در نقطه پایین جسم چرخان فشار زیاد است در نتیجه این اختلاف فشار باعث ایجاد نیرویی از سمت نقطه پرفشار به نقطه کم فشار می گردد؛ و نیروی مگنوس را ایجاد می نماید که باعث انحراف جهت جسم چرخان می گردد.
علمی**2038** 1055
منبع: ایرنا