تحقیق در مورد فیزیک 1پیش دانشگاهی تجربی 26 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 26 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

فیزیک 1پیش دانشگاهی ( تجربی )

فصل اول

گزیدة نکات مفهوم حرکت در یک بعد و دو بعد :

اگر جسمی بر روی محور X ها ( در راستای مستقیم ) حرکت کند مکان جسم با بردار مشخص می شود . که برداریکه ( به طول واحد )

هنگامی که جسم حرکت می کند بردار مکان تغییر می کند برای مشخص کردن بردار مکان جسم در هر لحظه ای t کافی است که x تابعی از زمان ( t ) باشد . یعنی

مثال :

رابطه را معادله حرکت جسم می نامیم .

حرکت جسم را می توان با استفاده از نمودار مکان ـ زمان نمایش داد .

مثال : معادله حرکت جسمی در یک بعد به صورت داده شده است نمودار مکان ـ زمان آن را رسم کنید .

حل : از طریق نقطه یا بی رسم میکنیم با توجه به این معادله سهمی است

نکته : برای رسم منحنی

توجه می کنیم به Q اگر 0 Q باشد نقض منحنی به سمت ی مثبت اگر 0 a باشد نقض منحنی به سمت ی منفی است .

گزیده نکات مفهوم سرعت متوسط و لحظه ای :

تعیین سرعت متوسط :

بردار جابجایی

: در حرکت یک بعدیبه شرط ثابت بودن شتاب

سرعت لحظه ای

اگر از معاد له حرکت مشتق بگیریم معاد له سرعت به دست می آید .

در نمودار x – t ، شیب خط در حرکت یکنواخت یاشیب خط مماس در حرکت شتاب دار در هر لحظه معرف سرعت است .

در نمودار شیب خط در حرکت با شتاب ثابت و یا شیب خط مماس در حرکت با شتاب متغیر در هر لحظه معرف شتاب است .

6- در نمودار سطح محصور بین نمودار و محور زمان معرف جا به جایی است .

7- در نمودار سطح محصور بین نمودار و محور زمان معرف تغییرات سرعت است .

8- علامت و جهت سرعت همواره هم علامت و هم جهت حرکت است .

9- فرمول کلی ( حرکت با شتاب ثابت )

یا

مستقل اززمان

مستقل از شتاب

مثال : متحرکی با سرعت اولیه 4 و با شتاب 2 در یک مسیر مستقیم m 12 جابجا می شود . سرعت متوسط متحرک در این جابجایی چند متر بر ثانیه است ؟

مثال : نمودار مکان - زمان متحرکی به شکل زیر است نسبت سرعت متوسط در 5 ثانیه دوم به 5 ثانیه اول چقدر است ؟ در 5 ثانیه دوم

در 5 ثانیه اول

گزیده نکات حرکت یکنواخت روی خط راست :

جابجایی یا تغییر مکان حرکت :

حرکت صوت و نور از نوع حرکت یکنواخت است .

= فاصله متحرک در شروع حرکت از مبدأ مکان .

در نمودار x-t ، شیب معرف سرعت است .

در نمودار ، شیب معرف شتاب است .

فرمول حرکت یکنواخت :

یا

مثال : اگر معادله حرکت جسمی در دستگاه ( SI ) به صورت 24-t 12 =x باشد ، تغییر مکان متحرک در 2 ثانیه اول حرکت چند متر است ؟

حل : ابتدا مکان متحرک را در 0= t و 2 = t بدست می آوریم .

اگر حرکت با شتاب ثابت باشد مسافت طی شده در ثانیه ی t ام . از رابطه زیر بدست می آید .

مثال : اتومبیلی از حالت سکون با شتاب ثابت شروع به حرکت می کند اگر مسافت طی شده در ثانیه اول 5/2 متر باشد ، مسافت طی شده در ثانیه دوم چند متر است ؟

حل :

تحقیق در مورد فیزیک از آغاز تا امروز

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 37 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

چاپ دوم

 به انضمام فناوری نانو

مشخصات کتاب

تعداد صفحات: 888 صفحه

نام: فیزیک از آغاز تا امروز

مؤلفین: حسین جوادی – افسانه جوادی

ناشر: اندرز

نوبت چاپ: دوم

تاریخ نشر: شهریور 1387

تعداد فصول: 36 فصل

تعداد صفحات: 888 صفحه

قیمت: 11500 تومان

پیشگفتار:

این که نیوتن با مشاهده سقوط سیب، قانون جهانی گرانش را کشف کرد، داستانی تخیلی بیش نیست. اما اگر گفته شود که نیوتن تنها کسی بود که وجه مشترک سقوط سیب و گردش ماه به دور زمین را درک کرد، واقعیتی انکار ناپذیر است. اندیشه های مربوط به قانون جهانی گرانش، سال ها قبل از تولد نیوتن نیز وجود داشت و برخی نظریه های ارائه شده توسط دیگر فیزیک دانان با دست آورد نیوتن، تنها گامی فاصله داشت و آن ذره ای فرض کردن زمین و خورشید بود و این گام مهم را نیوتن برداشت.  

روند مشابهی در پیدایش مکانیک کوانتوم و نسبیت نیز مشاهده می شود. زمینه های فکری نسبیت را می توان در کارهای لورنتس مشاهده کرد و آنگاه خواهیم دید که چگونه اینشتین گام نهایی را برداشت و با نفی دستگاه مطلق اتر، انسان را با دنیایی جدید آشنا کرد که در آن فضا مستقل از ماده نیست و زمان با فضا در آمیخته است. مکانیک کوانتوم نیز آن طور که ماکس پلانک ارائه داد بود، قادر به توجیه پیدیده های میکروسکپی نبود و چند گام مناسب توسط اینشتین، بور، کمپتون و دوبروی و ... برداشته شد تا سرانجام توسط شرودینگر، دیراک و فاینمن و ... مکانیک کوانتوم جدید شکل گرفت. با این وجود هنوز مکانیک کوانتوم نیاز بکارهای زیادی دارد تا بتواند مشکلات و ابهامات موجود در فیزیک ذرات را برطرف کند.  

 کتاب حاضر برای مشخص کردن این گام ها و توضیح نحوه ی اندیشیدن به پدیده های فیزیکی به رشته تحریر در آمده است. هرچند که سعی شده رویدادهای تاریخی فیزیک در تحریر کتاب فیزیک از آغاز تا امروز نیز مد نظر قرار گیرد، اما این کتاب، تاریخ فیزیک نیست. اما در این کتاب چنان به روند تکامل علم فیزیک توجه شده است که زمینه رشد اندیشه هایی منجر به کشفیات فیزیکی تشریح گردد.

 بحث های فلسفی در کنار رویدادهای تاریخی مطرح شده است تا فلسفه ی علم فیزیک، زینت بخش محتوای علمی آن گردد. با این وجود نمی توان کتاب را فلسفی قلمداد کرد. درک عمیق دانش فیزیک، بدون توجه به روند تاریخی و نگرش های فلسفی آن، از جذابیت این دانش بنیادی می کاهد. به همین دلیل هرجا که لازم دیده شد، محتوای علمی کتاب با تاریخ و فلسفه فیزیک در هم آمیخته است تا زوایای تاریک و مبهم فیزیک برای خواننده روشن گردد.

 کتاب در سطحی تهیه شده است که برای همه ی گروه های سنی با هر پایه ای از معلومات فیزیکی، مفید واقع شود. با این وجود کتاب حاضر برای دانشجویان رشته های فیزیک، ریاضی و مهندسی مناسب تر است. تلاش شده جهت گیری مطالب کتاب به گونه ای باشد که انگیزه پژوهش دانشجویان و دانش آموزان عزیز را تقویت کند. اگر دانشجویان و دانش آموزان، مطالب این کتاب را متناسب با مطالب درسی انتخاب و مطالعه کنند، مطالب کتب درسی بیشتر قابل لمس و درک خواهد شد. علاوه بر آن، خواننده کتاب درگیر اندیشه های منجر به نظریه های علمی می شود و پس از مدتی می تواند موشکافانه نظریه های فیزیکی را با نگاهی نقادانه مورد مطالعه قرار دهد. 

 هریک از فصول کتاب تکمیل کننده فصل قبلی است، بنابراین پیشنهاد می شود کتاب با فصل بندی ارائه شده مطالعه شود تا پیوستگی و ارتباط نظریه های فیزیکی و اهمیت آنها مشخص شود. در این صورت خواننده مشاهده خواهد کرد که هیچ نظریه ای کامل نیست و هر نظریه جدیدی با اشکالات و ابهامت خاص خود رو به رو است که زمینه اندیشه و پژوهش های بعدی را فراهم می سازد.

در پایان لازم است از معاونت پژوهشی دانشگاه تهران، به ویژه آقای دکتر فروزبخش که با مساعدت خویش، تدوین و تکمیل کتاب را امکان پذیر کردند، تشکر و قدردانی شود. همچنین از آقایان فرید علیزاده، مهندس مأموری و سید امین مرادی سالاری که در تدوین صفحات و تصاویر روی جلد همکاری داشتند، سپاس گزاری می شود. امید است این کتاب زمینه انتشار آثار ارزشمند و غنی تری را فراهم کند. در هر صورت آرزومند است این گام کوچک مورد قبول جامعه ی علمی کشور عزیزمان قرار گیرد. همچنین از استاد گرامی جناب آقای دکتر پرویز تاجداری که همواره از راهنمای و همکاری ایشان در جهت انتشار کتاب برخوردار بوده ایم، سپاس گزاری می شود.

 همچنین از خوانندگان عزیز تقاضا می شود نقطه نظرهای خود را همراه با ذکر نارسایی های کتاب یادآور شوند تا در چاپ های بعدی رعایت گردد. هرگونه نظر و انتقاد و پیشنهاد یا ذکر غلط های تحریری کتاب با کمال میل پذیرفته می شود و موجب سپاس گزاری است. مطالب بیشتری در زمینه مباحث این کتاب را می توانید در آدرس زیر ملاحظه کنید.

 http://cph-theory.persiangig.com

با تشکر، حسین جوادی

افسانه جوادی

تهران، شهریور 1386 

فهرست مطالب:

فصل یک: فیزیک، پیش از قرون وسطی

فیزیک ماقبل تاریخ  

 ستاره شناسی باستانی  

 اعتقادات بابلیان  

 مصریان  

 چینی‌ها

 تمدن مایا  

 فیزیک یونانی    

 نخستین اندیشه های علمی   

 الکتریسیته و مغناطیس 

  عناصر تشکیل دهنده ی جهان اتم    

 نجوم 

 محاسبات اراتستن 

  بن بست فیزیک یونانی 

  مکانیک یونانی 

  نور  

  منطق ارسطویی  

 بن بست فیزیک یونانی  

فصل دو: نگهداری و تکامل علوم یونانی 

تحقیق در مورد شیمی فیزیک

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .DOC ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 13 صفحه

 قسمتی از متن .DOC : 

شیمی فیزیک (Physical chemistry) بخشی از علم شیمی است که در آن ، از اصول و قوانین فیزیکی ، برای حل مسائل شیمیایی استفاده می‌شود. به عبارت دیگر ، هدف از شیمی فیزیک ، فراگیری اصول نظری فیزیک در توجیه پدیده‌های شیمیایی است. برای آشنایی بیشتر با علم شیمی فیزیک ، باید با زیر مجموعه‌های این علم آشنا شویم و اهداف این علم را در دل این زیر مجموعه‌ها بیابیم.

ترمودینامیک شیمیایی

تعیین سمت و سوی واکنش

ترمودینامیک شیمیایی در عمل ، برقراری چهارچوبی برای تعیین امکان پذیربودن یا خود به خود انجام شدن تحولی فیزیکی یا شیمیایی معین است. به عنوان مثال ، ممکن است به حصول معیاری جهت تعیین امکان پذیر بودن تغییری از یک فاز به فاز دیگر بطور خود به خود مانند تبدیل گرافیت به الماس یا با تعیین سمت و سوی خود به خود انجام شدن واکنشی زیستی که در سلول اتفاق می‌افتد، نظر داشته باشیم.

در حلاجی این نوع مسائل ، چند مفهوم نظری و چند تابع ریاضی دیگر بر مبنای قوانین اول و دوم ترمودینامیک و برحسب توابع انرژی گیبس ابداع شده‌اند که شیوه‌های توانمندی برای دستیابی به پاسخ آن مسائل ، در اختیار قرار داده‌اند.

تعادل

پس از تعیین شدن سمت و سوی تحولی طبیعی ، ممکن است علم بر میزبان پیشرفت آن تا رسیدن به تعادل نیز مورد توجه باشد. به عنوان نمونه ، ممکن است حداکثر راندمان تحولی صنعتی یا قابلیت انحلال دی‌اکسید کربن موجود در هوا ، در آبهای طبیعی یا تعیین غلظت تعادلی گروهی از متابولیتها ( Metabolites ) در یک سلول مورد نظر باشد. روشهای ترمودینامیکی ، روابط ریاضی لازم برای محاسبه و تخمین چنین کمیت‌هایی را بدست می‌دهد.

گرچه هدف اصلی در ترمودینامیک شیمیایی ، تجزیه و تحلیل در بررسی امکان خود به خود انجام شدن یک تحول و تعادل می‌باشد، ولی علاوه بر آن ، روشهای ترمودینامیکی به بسیاری از مسائل دیگر نیز قابل تعمیم هستند. مطالعه تعادلهای فاز ، چه در سیستم‌های ایده آل و چه در غیر آن ، پایه و اساس کار برای کاربرد هوشمندانه روشهای استخراج ، تقطیر و تبلور به عملیات متالوژی و درک گونه‌های کانی‌ها در سیستم‌های زمین‌ شناسی می‌باشد.

تغییرات انرژی

همین طور ، تغییرات انرژی ، همراه با تحولی فیزیکی یا شیمیایی ، چه به صورت کار و چه به صورت گرما مورد توجه جدی قرار دارند؛ این تحول ممکن است احتراق یک سوخت ، شکافت هسته اورانیوم یا انتقال یک متابولیت در بستر گرادیان غلظت باشد.

مفاهیم و روشهای ترمودینامیکی ، نگرشی قوی برای درک چنان مسائلی را فراهم می آورد که در شیمی فیزیک مورد بررسی قرار می‌گیرند.

الکتروشیمی

تمام واکنش‌های شیمیایی ، اساسا ماهیت الکتریکی دارند؛ زیرا الکترونها ، در تمام انواع پیوندهای شیمیایی (به راههای گوناگون) دخالت دارد. اما الکتروشیمی ، بیش ار هر چیز بررسی پدیده های اکسایش- کاهش (Oxidation - Reduction) است. روابط بین تغییر شیمیایی و انرژی الکتریکی ، هم از لحاظ نظری و هم از لحاظ عملی حائز اهمیت است.

از واکنش‌های شیمیایی می‌توان برای تولید انرژی الکتریکی استفاده کرد، (در سلولهایی که "سلولها یا پیلهای ولتایی" یا "سلولهای گالوانی" نامیده می‌شوند) و انرژی الکتریکی را می‌توان برای تبادلات شیمیایی بکار برد (در سلولهای الکترولیتی). علاوه بر این، مطالعه فرایندهای الکتروشیمیایی منجر به فهم و تنظیم قواعد آن گونی از پدیده های اکسایش- کاهش که خارج از این گونه سلولها یا پیلها روی می دهد نیز می‌شود.

سینتیک شیمیایی (Chemical Kinetic)

سینتیک شیمیایی عبارت از بررسی سرعت واکنش‌های شیمیایی است. سرعت یک واکنش شیمیایی را عوامل معدودی کنترل می‌کنند. بررسی این عوامل ، راههایی را نشان می‌دهد که در طی آنها ، مواد واکنش‌دهنده به محصول واکنش تبدیل می‌شوند. توضیح تفضیلی مسیر انجام واکنش بر مبنای رفتار اتم‌ها ، مولکول‌ها و یون‌ها را "مکانیسم واکنش" می‌نامیم.

در ترمودینامیک و الکتروشیمی ، کارها پیش‌بینی انجام واکنش بود؛ اما مشاهدات صنعتی ، نتایج ترمودینامیک شیمیایی را به نظر تایید نمی‌کند. در این حالت نبایستی فکر کنیم که پیش بینی ترمودینامیک اشتباه بوده است؛ چون ترمودینامیک کاری با میزان پیشرفت واکنش و نحوه انجام فرایندها ندارد. نظر به اهمیت انجام فرایندها از نظر بهره زمانی ، لازم است که عامل زمان در بررسی فرایندها وارد شود.

تحقیق در مورد معرفی رشته فیزیک

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 11 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

معرفی رشته فیزیک

هدف در معرفی علم فیزیک دکتر پروین استاد فیزیک دانشگاه امیرکبیر می‌گوید: «فیزیک علم زندگی و اصلا علم حیات است» . و یا دکتر منیژه رهبر استاد فیزیک دانشگاه تهران معتقد است هر چیزی که در اطراف خویش می‌بینیم به فیزیک ربط پیدا می‌کند. همچنین پاسخ به بسیاری از سوالهایی را که همیشه ذهن بشر به آن مشغول بوده است به وسیله علم فیزیک می‌توان داد. مثل این که دنیا چگونه بوجود آمده است؟ از چه تشکیل شده و کوچکترین جزء آن چیست؟ در کل می‌توان گفت که جهان در بزرگترین مقیاس تا ریزترین مقیاس در ارتباط با علم فیزیک می‌باشد. یکی دیگر از استادان دانشگاه نیز فیزیک را دانش کشف و استفاده عملی از قوانین و روابط حاکم بر پدیده‌های طبیعی می‌نامد که مبنای این دانش بر تجربه و آزمایش استوار است. ماهیت :رشته فیزیک در حد لیسانس عبارت است از فیزیک دبیرستانی به اضافه فیزیک قرن بیستم . از سوی دیگر می‌توان گفت که فیزیک در حد لیسانس مفاهیم فیزیکی دبیرستانی را عمیق‌تر کرده و طرز برخورد با مسائل فیزیکی را آموزش می‌دهد». دکتر پروین نیز می‌گوید: «فیزیک دانشگاهی بر پایه کتاب فیزیک هالیدی و برخی کتب دیگر که به زمینه‌های فیزیک مدرن می‌پردازد، قرار گرفته است یعنی به نظر من اگر کسی مطالبی را که در فیزیک هالیدی نوشته شده است به درستی بفهمد باید به او لیسانس فیزیکش را بدهند». گرایش‌های مقطع لیسانس: رشته فیزیک در دوره کارشناسی دارای 5 گرایش اتمی مولکولی، هسته‌ای ، حالت جامد، هواشناسی و نجوم است (البته فیزیک دارای گرایش دبیری نیز هست که ما در اینجا به بررسی آن نمی‌پردازیم چرا که گرایش دبیری به عنوان یک گرایش تخصصی در علم فیزیک مطرح نمی‌باشد) که تعداد واحدهای تخصصی هر یک از این گرایش‌ها در دوره کارشناسی بسیار محدود است و به همین دلیل گرایش‌های فوق در این دوره تفاوت محسوسی با یکدیگر ندارند. برای اطلاع هرچه بیشتر به معرفی اجمالی هر یک از گرایشهای این دوره می‌پردازیم. گرایش اتمی - مولکولیفیزیک اتمی- مولکولی که مربوط به فیزیک جدید است از زمانی متولد شد که دانشمندان متوجه شدند کوچکترین جزء در طبیعت اتم نیست بلکه اتم از اجزای کوچکتری به نام الکترون‌ها و هسته تشکیل شده است. یعنی اتم از هسته‌ای تشکیل شده است که الکترون‌هایی در اطراف آن می‌گردند. دکتر منیژه رهبر استاد فیزیک دانشگاه تهران در ادامه سخنان خویش می‌گوید: «در این میان فیزیک اتمی به بررسی نقل و انتقال‌های الکترون‌های اطراف هسته می‌پردازد و خواص آنها را مورد بررسی قرار می‌دهد. یعنی ما در فیزیک اتمی کاری به این نداریم که هسته از چه تشکیل شده است بلکه هسته برایمان مرکزی با بار مثبت است و بیشتر توجه ما جلب الکترون‌های اطراف هسته می‌شود». دکتر هوشنگ روحانی‌زاده استاد فیزیک دانشگاه تهران نیز در معرفی فیزیک اتمی می‌گوید: «اگر ما بپذیریم که در کل، علم فیزیک به دو بخش دنیای بزرگ و دنیای کوچک تقسیم می‌شود. دنیای بزرگ فیزیک ، مربوط به دنیای روزمره است و در آن حرکت اتومبیل‌ها، موشک، ماهواره و در کل تمام حرکاتی که می‌بینیم مورد بررسی قرار می‌گیرد، فیزیک اتمی به دنیای بی‌نهایت کوچک‌ها برمی‌گردد چرا که ما در فیزیک‌اتمی به بررسی ساختار ذره‌ای به نام اتم می‌پردازیم و این که اتم چگونه تشکیل شده و چه ویژگی‌هایی دارد؟» گرایش فیزیک هسته‌ای دکتر رهبر در معرفی فیزیک هسته‌ای می‌گوید: «در فیزیک هسته‌ای، خود هسته، مورد مطالعه قرار می‌گیرد یعنی متخصصان و دانشمندان بررسی می‌کنند که هسته از چه تشکیل شده و چه نیروهایی بین اجزای هسته حکمفرما است و در نتیجه واکنش‌های انجام شده،‌ چقدر انرژی آزاد می‌گردد؟» دکتر دویلو نیز در معرفی این گرایش می‌گوید: «انرژی هسته‌ای و رادیوایزوتوپ‌ها مسائلی هستندکه در فیزیک هسته‌ای مورد بررسی قرار می‌گیرد». فیزیک حالت جامد گرایش حالت جامد مربوط به سیستم‌های بس ذره‌ای مخصوصا جامدات است. سامان مقیمی عراقی در ادامه می‌گوید: «ابتدایی‌ترین کار در این گرایش بررسی بلورهای جامدات و خواص اپتیکی ، مکانیکی، الکتریکی و صوتی امواجی است که در آن منتشر می‌شود که این بررسی منجر به پدیده‌های مختلفی مثل ابر رسانایی، نیم رسانایی و یا پخش و انتقال گرما می‌گردد.» دکتر پروین نیز می‌گوید: «مطالعه دانش مربوط به کریستال‌ها و ویژگی‌های فیزیکی آنها به گرایش حالت جامد بر می‌گردد.» گرایش هواشناسی دو گرایش نجوم و هواشناسی بسیار محدودتر از سه گرایش اتمی – مولکولی، هسته‌ای و حالت جامد ارائه می‌شود. برای مثال در سال تحصیل 79-78 گرایش هواشناسی تنها در دانشگاه هرمزگان ارائه شده و گرایش نجوم اصلا ارائه نشده است. اما در معرفی این گرایش سامان مقیمی عراقی می‌گوید:

تحقیق در مورد مطالب علمی فیزیک 7ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 7 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

فیزیک دان ایرانی و شگفت آفرینی تازه سیاه چاله ها

یک فیزیک دان ایرانی مقیم دانشگاه میسوری در کلمبیا هنگام بررسی نتایج نظریه نسبیت اینشتین روی ذراتی زیر اتمی که با سرعت زیاد در حرکتند موفق به کشف اثر تازه و شناخته نشده ای از سیاه چاله ها شده است.

سیاه چاله ها که در زمره ی عجیب ترین اجرام کیهانی به شمار می آید باز هم شگفتی آفریده اند و اخترشناسان را حیرت زده کرده اند. به نوشته ی هفته نامه ی علمی نیوساینتیست بهرام مشحون و همکارش کارمن چیکانک در دانشگاه میسوری در بررسی های علمی خود به این نکته پی برده اند که سیاه چاله ها می توانند نیروهای جزر و مدی عجیبی تولید کنند که بر ذرات با سرعت زیاد تاثیری متفاوت از ذرات با سرعت کم باقی می گذارد. این اثر پیشبینی نشده به این معناست که سیاه چاله ای که در مرکز کهکشان خود ما قرار دارد می تواند منبع پرتوهای کیهانی بسیار پرقدرت و نادری باشد که اخترشناسان تاثیر مخرب آنها را در جو زمین مشاهده کرده اند اما تاکنون نتوانسته اند توضیحی برای منشا شان پیدا کنند.

نیروهای جزر و مدی بر اساس نظریه ی نیوتونی هنگامی ظاهر می شوند که تاثیر نیروی جاذبه به واسطه ازدیاد فاصله کم می شود به عنوان مثال 2 ذره که در فواصل متفاوتی نسبت به یک سیاه چاله قرار دارند تحت تاثیر 2 نیروی مختلف قرار می گیرند و یکی از آنها که نزدیک تر است شتاب بیشتری پیدا می کند. اما توضیحی که از طریق فیزیک نیوتونی به دست می آید برای شرایطی که در نزدیک سیاه چاله ها برقرار است کفایت نمی کند. اخترشناسان از مدت ها قبل به این نکته پی برده بودند که در پلاسما(ماده در دما و فشار زیاد) که اطراف سیاه چاله ها در گردش است ذرات بنیادی و زیر اتمی با سرعت بسیار زیاد فراوانند.

مشحون و همکارش در تلاش محاسبه این امر بودند که این ذرات در میدان جاذبه قدرتمند سیاه چاله ها چگونه رفتار می کنند. این 2 فیزیکدان دریافتند که تاثیر میدان جاذبه سیاه چاله ها روی ذراتی که با سرعت کم در این میدان حرکت می کنند دقیقا به همان نحو است که فیزیک نیوتن پیشبینی می کند اما در مورد ذراتی که با سرعت نزدیک به سرعت نور حرکت می کنند نتایج به دست آمده کاملا خلاف انتظار بود. ذراتی که با سرعتی بیش از 70درصد سرعت نور300هزار کیلومتر در ثانیه حرکت می کنند رفتارشان تابع جهت حرکتشان است.

ذرات پرسرعتی که در امتداد محور چرخش سیاه چاله ها حرکت می کنند از شتاب حرکتشان نسبت به ذرات کند کاسته می شود اما ذرات تند سرعتی که در جهت عمود بر این محور سیر می کنند شتابی بسیار زیاد و انرژی حیرت انگیز و عظیم کسب می کنند.

نتایج بدست آمده به وسیله مشحون و همکارش شماری از رصد ها و مشاهدات توضیح ناپذیری را که اخترشناسان در گذشته انجام داده بودند قابل فهم ساخته است. از جمله این امور افشانه های بسیار پر قدرت از جنس ذرات زیر اتمی است که از قطب های اجرام کیهانی موسوم به((مایکروکازارها)) به بیرون پرتاب می شوند. تلقی خترشناسان آن است که مایکروکازارها سیاه چاله ها را درون خود پنهان ساخته اند. آنچه که موجب حیرت اخنرشناسان بود آن است که این ذرات پر انرژی دارای شتاب کاهش یابنده هستند. علاوه بر این از تحقیقات مشحون و همکارش چنین بر می آید که رویداد های حیرت انگیز دیگری نیز در جهات دیگر و هنگام حرکت ذرات پر شتاب رخ می دهد که هنوز مشاهده نشده است. به اعتقاد مشحون نیروهای جزر و مدی کند کننده تنها در زاویه55 درجه از محور یک سیاه چاله ظهور می یابد و تنها در این زاویه است که ذرات زیر اتمی شتاب منفی پیدا می کنند و از سرعتشان کاسته می شود. در همه جهت و زوایای دیگر حول این محور این نوع ذرات شتاب مثبت بدست می آورند و براساس نظریه اینشتین سرعت این ذرات می تواند تا سرعت نور بالا برود. اگر نظریه مشحون و همکارش درست باشد سیاه چاله هایی که در کهکشان ما قرار دارند دائما ذرات پر شتاب و پر سرعتی عمدتا از جنس پروتون را به بیرون پرتاب می کنند که انرژی شان هنگامی که به زمین می رسند بیش از1020الکترون ولت است. به گفته مشحون می توان نظریه پیشنهادی او و همکارش را با مقایسه رابطه میان جهت ورود پرتوهای کیهانی مافوق پرقدرت به جو زمین و موقعیت مایکروکازار ها در کهکشان راه شیری را مورد آزمایش قرار داد.

چگاله های گرما

برای ساختن چگاله ی بوز-آینشتاین فیزیکدانان معمولا گاز های اتمی را در چند میلیاردم یک درجه ی کلوین سرد می کنند. به تازگی گزینه ی جدیدی مطرح شده که می توان این سیستم های کوانتمی درشت مقیاس را در دما های نسبتا بالا با استفاده از پولاریتون ها کاوید.

بر اساس مکانیک کوانتمی، طبیعت موجی یک شئ به آن اجازه می دهد تا از میان مانعی بگذرد که از نظر فیزیک کلاسیک مطلقا غیر قابل نفوذ است.

پس چرا نمی توانیم تونل زنی و دیگر پدیده های کوانتمی را در زندگی روزمره مان ببینیم؟

دلیل اینست که این پدیده ها تنها در مقیاس طول موج اتم هایی اتفاق می افتد که اشیا ریز- مقیاس را شکل می دهند، و این طول موج ها بسیار کوچکتر از آنند که اثرشان دیده شود. برابر فرمول (در این فرمول p اندازه ی حرکت است و برابر است با حاصل جرم در سرعت)، طول موج دوبروی یک اتم نوعی در دمای اتاق در حدود است.

برای مشاهده ی رفتار موجی یک ذره ما باید اندازه حرکت آن را کاهش دهیم. اگر اندازه حرکت گروهی از ذرات آنقدر پایین باشد که طول موج ذرات با فاصله بینشان برابر شود، تابع موج منحصر به فرد ذرات شروع به انطباق سازنده می کنند یا به عبارتی افزایش می یابند. وضعیت بسیار منظمی که حاصل می شود به نام چگالش بوز- آینشتاین شناخته می شود که در آن تمام ذرات همچون یک موج واحد رفتار می کنند. این پدیده تنها در میان ذراتی به نام بوزون ها که دارای اندازه حرکت زاویه ای و اسپین صحیح هستند شکل می گیرد.

از زمان ساخته شدن اولین چگاله ی بوز- آینشتاین (BEC) از اتم های گاز روبیدیم، 12 پیش، فیزیکدانان علاقمند بوده اند که به این اندازه حرکت بسیار کوچک از طریق سرد کردن ذرات (کم کردن سرعتشان) برسند. اما دمای مورد نیاز فوق العاده پایین است، در مجموع تنها چند میلیاردم درجه، که نیازمند تکنیک های بسیار پیشرفته سرمایش از جمله سرمایش لیزری می باشد. گزینه ی دیگر که هماکنون توسط لابراتوار های بسیاری در سرتاسر دنیا دنبال می شود، ساختن نوع خاصی از ذرات بسیار سبک به نام پولاریتون است. پولاریتون ها که بوزون هایی هستند متشکل از یک جفت حفره- الکترون و یک فوتون، میلیارد ها بار سبک تر از اتم های روبیدیم هستند، بنابراین باید قادر باشند BEC را در دما های بسیار بالاتر تشکیل دهند.

اولین نشانه ی چگاله ی پولاریتون سال گذشته زمانی که Jacek Kasprazk از دانشگاه ژوزف فوریه در فرانسه به همراه همکارانی در سویس و انگلستان، از لیزر برای افزایش پیوسته چگالی پولاریتون ها در یک ریز حفره ی نیمه رسانا که در دمای نسبتا گرم 19K قرار دارد استفاده کردند، بدست آمد. آنها دریافتند که بالای چگالی بحرانی پولاریتون ها شروع می کنند به نشان دادن رفتار همدوس یک BEC.