منتديات عين الدفلى

منتديات عين الدفلى

منتديات عين الدفلى ، المنتدى الشامل ، الإبداعي ، التثقيفي ، وكذا التعليمي لشتى الأطوار
 
الرئيسيةاليوميةس .و .جبحـثدخولالتسجيل
  

شاطر | 
 

 حالات المادة ثلاث أم ست حالات؟

اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
الوردة الزرقاء
عضو مميز
عضو مميز
avatar

انثى
عدد المساهمات : 341
تاريخ التسجيل : 29/12/2009
العمر : 24

مُساهمةموضوع: حالات المادة ثلاث أم ست حالات؟   الخميس أبريل 21, 2011 9:10 am





السلام عليكم ورحمة الله تعالى وبركاته
من المعروف لدي معظم الناس وخاصة
طلاب المدارس أن حالات المادة ثلاث حالات وهى الحالة الصلبة والحالة
السائلة والحالة الغازية، وقد يرجع ذلك إلي قدم اكتشاف هذه الحالات فقد ظل
الإنسان قرونا طوال لا يعرف سواهن، وذلك بسبب قصور البحث العلمي أثناء تلك
الفترات وقلة الإمكانيات وعدم كفاية وكفاءة الأجهزة المستخدمة فى البحث،
ولعل الكثير منا يعرف أن العلوم الحديثة التي نعرفها الآن أسسها فى
البداية مجموعة من الباحثين الذين بهرتهم ظواهر الطبيعة العجيبة والبحث عن
أسرارها، والذين امتلكوا المقدرة المادية حينها علي تحقيق هذه الاكتشافات،
ونحن نعرف أن قانون الجذب العام الذي يحكم جميع ما فى الكون من أجسام
كبيرة تتولد عنها قوي جاذبية محسوسة تم اكتشافه بواسطة الإنجليزي السير
اسحق نيوتن Sir Isaac Newton عندما تأمل فى سقوط تفاحة عليه من شجرة كان
يجلس تحتها .

ونحن نتعجب حقاً من مقولة الفيزيائي الإنجليزي الشهير صاحب النظرية
الكهرومغناطيسية، جيمس كلارك ماكسويل James Clerk Maxwell عام 1871 خلال
محاضرته الافتتاحية بجامعة كمبريدج، وذلك عندما قال:
" خلال بضع سنوات سنستطيع أن نقدر علي وجه التقريب جميع الثوابت
الفيزيائية الهامة، وعندئذ لن يتبقي أمام أهل العلم إلا مهمة واحدة،
القيام بهذه القياسات لتضاف إليها أرقام عشرية جديدة بعد الفاصلة "

ففي هذا الوقت كان لدي الباحثين العلميين ما يكفي من الأسباب للتفاؤل فقد
غذت الفيزياء التقليدية Classical Physics ( الكلاسيكية )
والكهرومغناطيسية الثورة الصناعية، وبدا وكأن معادلاتهما قادرة علي توصيف
جميع النظم الفيزيائية، ولم تمض سوي ثلاثة عقود من الزمان حتى انطلقت
الشرارة الأولي للفيزياء الكمية والنسبية وما تبعها من ظهور الطاقة
النووية واقتحام الفضاء وسبر غور الذرة والثورة التكنولوجية والمعلوماتية
وفيزياء الجسيمات، ولنا أن ندرك الآن أن ماكسويل كان خاطئاً تماماً فلم
يكن يعرف عن الكون أكثر من 0.01% مما نعرف الآن.

ولقد تبعت هذه الثورة العلمية والتكنولوجية اكتشاف حالات المادة الثلاث
الأخرى، وقد اعتاد الفيزيائيين تسمية هذه الحالات تبعاً لترتيب اكتشافها،
فلقد سميت الحالة الصلبة للمادة بالحالة الأولي، وسميت الحالة السائلة
بالحالة الثانية، وسميت الحالة الغازية بالحالة الثالثة، ثم تلاهم بعد ذلك
أثناء اكتشاف الطاقة النووية ظهور الحالة الرابعة للمادة ألا وهي
البلازما، ثم فى عام 1938 اكتشاف الحالة الخامسة للمادة ألا وهي السيولة (
الميوعة ) الفائقة، وأخيراً عام 1995 تم التوصل للحالة السادسة للمادة ألا
وهي كثافة بوز – أينشتاين، ويوجد الآن بعض الظواهر المتعلقة بالطاقة
والمادة تعتبر كأبناء عم الحالات الست، ألا وهي الليزر، والتوصيلية
الفائقة، والإكسايتونات، ويرجع عدم معرفة الناس بالحالات الأخرى إلي أنها
ظلت قيد البحث والدراسة عقوداً عديدة.

وتمتاز كل حالة من حالات المادة بقوانينها التي لا توصف إلا من خلالها فلا
يصح أن توصف حالة من حالات المادة بقوانين حالة أخري، وسنتحدث تباعاً لذلك
عن الحالات الثلاث الأخيرة بالتفصيل، ولكن اسمحوا لي أن أعيد ترتيب حالات
المادة ترتيباً آخراً غير الترتيب المعتاد، والذي قد يثير غضب البعض من
محبي العلوم، وذلك لأن جميع هذه الحالات تتعلق بدرجة حرارة المادة، لذا
رأيت أنه من الأفضل ترتيبها حسب درجة حرارتها أو بمعني أدق حسب ترتيب
ظهورها إلي الوجود.

الحالة الأولي كثافة بوز – أينشتاين Bose-Einstein condensate، الحالة
الثانية السيولة الفائقة Superfluidity، الحالة الثالثة الصلب Solid،
الحالة الرابعة السائل Liquid، الحالة الخامسة الغاز Gas، الحالة السادسة
البلازما Plasma، ومن يدري لعل العلم يكشف لنا عن حالات أخري للمادة
.

___ التوقيع: __________________________________________________












الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
الوردة الزرقاء
عضو مميز
عضو مميز
avatar

انثى
عدد المساهمات : 341
تاريخ التسجيل : 29/12/2009
العمر : 24

مُساهمةموضوع: رد: حالات المادة ثلاث أم ست حالات؟   الخميس أبريل 21, 2011 9:16 am
















السلام عليكم ورحمة الله تعالى وبركاته
والآن مع الحالة الأولي للمادة

كثافة بوز – أينشتين ( أبرد مادة فى الكون )
)
من المعلوم أن أشهر مقياس نعرفه
لدرجة الحرارة هو مقياس سيلزيوس والذي يبدأ عند درجة انصهار الثلج والتي
اعتبرت الدرجة صفر، ويصل إلي 100 درجة عند غليان الماء، ونحن نسمع كثيراً
عن درجات حرارة تقع تحت الصفر، هذا صحيح، فهناك مقياس أعم وأشمل لدرجات
الحرارة، وهو مقياس كلفن Kelvin أو المقياس المطلق، وهذا المقياس يبدأ
تدريجه عند درجة حرارة تعادل - 273.15 سيلزيوس، أي أن الصفر المطلق أو
الكلفين يعادل – 273.15 سيلزيوس، وهذه الدرجة الكلفينية أو المطلقة هى أقل
درجة حرارة فى الكون فلا يستطيع أي جزء من الكون أن يصل إلي درجة حرارة
أقل من هذه الدرجة، وأعتبر هذه الدرجة – إن صح التعبير – من وجهة نظري هى
درجة تجمد الكون، فعند هذه الدرجة تتوقف كافة أشكال الحركة الكونية بدأ من
الذرات وحتى النجوم وتتوقف كافة أشكال التفاعلات الكيميائية والفيزيائية،
ويتوقف بثها للإشعاع الضوئي.

تنشأ كثافة بوز – أينشتاين عندما يتم تبريد المادة بوسائل تبريد متطورة
جداً وغاية فى التعقيد إلي درجة تقترب كثيراً من الصفر المطلق، قد تصل
أحياناً إلي 50 ميكروكلفن – أي أصغر من الدرجة المطلقة أو واحد كلفن
بحوالي عشرين ألف مرة – وقد يستغرق الأمر من التبريد للوصول إلي هذه
الدرجة الغاية فى الصغر عدة سنوات أو حتى عدة عقود كما حدث مع الفيزيائي
الهولندي كلبنر Kleppner عندما حاول فى عام 1976 فى الوصول إلي هذه الحالة
مع الهيدروجين ونجح أخيراً فى الوصول إليها فى يونية عام 1998.


[size=9]بدأ كلپنر ملاحقة كُثافة بوز-آينشتاين في الهدروجين منذ
عام 1976 في سباق مع مجموعة هولندية، ويعلق على ذلك بقوله: "لقد استغرق
ذلك وقتًا أطول قليلاً مما توقع أيٌّ منا."

تخيل أنك تمكنت من تقليص نفسك حتى صرت بحجم الجزئ، حينها ستستطيع بكل
سهولة رؤية حركة الذرات وهى تبدو ككرات زجاجية تقفز هنا وهناك وترتد عن
بعضها باستمرار فى فضاء خال تقريباً، وفجأة تلاحظ أن حركة هذه الذرات بدأت
فى الهدوء شيئاً فشيئاً، علي الفور يدرك طالب العلوم أن هذه الذرات تحدث
لها عملية تبريد، حيث تبدأ الذرات فى تقليل سرعتها وتقترب من بعضها البعض،
وباستمرار عملية التبريد يزداد تقارب هذه الذرات من بعضها، ثم تري فجأة فى
مركز المنطقة أن هناك ذرتان من أبطأ الذرات تبدأن فى الإندماج معاً ليكونا
فى النهاية كرية كبيرة الحجم ومعتمة، ثم تعمل هذه الكرية كالمصيدة حيث
تبدأ فى التهام بقية الذرات المحيطة بها، وفي مفاجأة مروعة تختفي جميع
الذرات من حولك ولا يتبقي سوي كتلة ضخمة لا تتحرك، فماذا حدث للذرات
المنفردة ؟ وما هو هذا الجسم المعتم الغامض ؟

ما حدث بالفعل هو نشأة هذه الحالة من المادة، وهى أكثر أشكال المادة برودة
فى الكون، والتي تمتاز باندماج جميع ذرات هذه المادة مهما اختلفت أنواعها
فى كرية ضخمة، بل وتتوقف كافة أشكال الحركة الذرية والجزيئية للمادة،
وحينها يستحيل عملياً التمييز بين أي ذرتين مختلفتين فى هذه الحالة وذلك
ببساطة لأن جميع المواد فى هذه الحالة تسلك نفس السلوك وهو انعدام الحركة،
ولنتصور صعوبة فهم هذه الحالة، فإن الأشياء من حولنا عند هذه الدرجة
ستتحول إلي شئ موحد، فلن يكون لديك قلم أو كوب أو حتى الورقة التي تقرأها
الآن بالشكل المعروف، ويتكون ما يطلق عليه الذرة العملاقة.


شبكات دوامات تم تصويرها في كُثافة من ذرات الروبيديوم
التي تم تحريكها. لا تدور الكُثافة (a) حتى يصبح التحريك قويا لدرجة تكفي
لتوليد دوّامة كاملة (b)، يكون فيها لكل ذرة كمّ واحد من الاندفاع الزاوي.
ومع زيادة سرعة التحريك يزيد الدوران بإضافة دوامات أخرى. تبين الأمثلة في
هذه الصورة ثماني دوّامات (c) و12 دوّامة (d). وفي مراكز الدوامات المعتمة
يكون الدوران الأكثر سرعة وتكون كَثافة الغاز الأقل قيمة
.

تعود البداية إلي عشرينيات القرن الماضي حيث كان هناك فيزيائياً هندياً
يدعي ساتياندرا ناث بوزه يدرس إحدى الظواهر الجديدة الخاصة بالضوء، وتوصل
لفكرة عبقرية تتلخص فى كيفية تقوية وترابط الضوء لينتج شعاعاً ضوئياً
مترابطاً – الذي عرف فيما بعد بالليزر – ولقد كانت من عبقرية هذه الفكرة
حينها أن قوبلت بالمعارضة الشديدة، لذلك لم يستطيع نشر هذه الفكرة فى أي
مجلة علمية، لذا أرسلها إلي الفيزيائي الشهير ألبرت أينشتاين الذي اقتنع
جداً بالفكرة واستخدم نفوذه ليجد لها مكاناً للنشر.

لم يكتف أينشتاين فى مساعدة بوزه فى نشر أبحاثه بل أضاف إليها شيئاً آخر،
فلقد رأي أن فرضيات بوزه تسري أيضاً علي الذرات، ولكن بشرط عند درجات
الحرارة المنخفضة، كان هذا فى عام 1924، ولقد تم الحصول علي هذه الحالة
لأول مرة فى التاريخ مع الروبيديوم صباح يوم 5 يونية عام 1995 فى المعهد
المشترك للفيزياء الفلكية المختبرية بالولايات المتحدة الأمريكية علي يد
كل من كورنيل، ووايمان، وكيتيرله مما أهلهم للفوز بجائزة نوبل فى الفيزياء
لعام 2001.

لمزيد من المعلومات برجاء الضغط علي الرابط التالي
http://www.oloommagazine.com/Article...s.aspx?ID=1413

أرجو أن يحوز علي اعجابكم ولا تنسونا من صالح دعائكم و بإذن الله موعدنا مع الحالة الثانية للمادة السيولة أو الميوعة الفائقة

[/size]

___ التوقيع: __________________________________________________












الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
الوردة الزرقاء
عضو مميز
عضو مميز
avatar

انثى
عدد المساهمات : 341
تاريخ التسجيل : 29/12/2009
العمر : 24

مُساهمةموضوع: رد: حالات المادة ثلاث أم ست حالات؟   الخميس أبريل 21, 2011 9:18 am















السلام عليكم ورحمة الله تعالى وبركاته
الحالة الثانية للمادة

السيولة الفائقة ( أغرب حالات المادة )

تعد هذه الحالة هى الحالة الثانية
للمادة بعد كثافة بوز – أينشتين، فهي تظهر فى السوائل عند درجة حرارة اعلي
قليلاً من الدرجة التي تحدث عندها الحالة الأولي، حيث تنتاب هذه السوائل
حالة من الجنون عند اقتراب درجة حرارتها من الصفر المطلق، إذ أنها تتدفق
إلي أعلي دون مقاومة وتنساب بلا توقف علي جوانب الأوعية الحاوية لها مهملة
قوي الاحتكاك والجاذبية، كما أنه بإمكان هذه السوائل اختراق الجدران
والدوران بلا توقف من تلقاء نفسها دون أن تنخفض سرعتها، حقاً إنها بالفعل
أغرب حالات المادة.

لقد تمكن علماء الفيزياء من إسالة – أي تحويل المادة إلي سائل – جميع
الغازات المعروفة فى نهاية القرن التاسع عشر ماعدا واحد فقط هو غاز
الهيليوم، فلقد قاوم هذا الغاز جميع المحاولات لتسييله مما جعل البعض
يعتقد بأنه غاز دائم لا يمكن أن يوجد فى حالة السيولة أو الصلابة، ولكن فى
عام 1908 تمكن الهولندي كامرلنج أونز K. Onnes من إسالته، وفي عام 1938
لاحظ كلا من السوفيتي كابيستا والكندي آلن أن الهيليوم المسال عندما يصل
لدرجة 2.2 كلفن تحدث له بعض السلوكيات الشاذة، فهو ينساب دون لزوجة مطلقاً
ويمكنه القيام بحيل مثل الانزلاق لأعلي صعوداً علي الجدران والخروج من
الوعاء المفتوح، كما أنه لا يبدي أي مقاومة لأي جسم يمر من خلاله ولا
يلتصق بأي جسم مثل السوائل العادية المعروفة.


وتعد
أغرب خصائص الهيليوم الفائق السيولة فى كونه ينساب بسرعة وحرية أكبر فى
الأنابيب الضيقة أكثر منها فى الأنابيب المتسعة علي العكس تماماً من
السوائل العادية، بل من الهيليوم المسال نفسه عند درجة حرارة أعلي قليلاً،
فمثلاً ففي الماء أو الزيت لا يمكن لهما السريان عبر الأنابيب الرفيعة إلا
بمساعدة قوة ضغط عليه، فمثلاً عند وضع الماء فى حقنة طبية لن يندفع الماء
من الإبرة الرفيعة إلا إذا ضغطنا علي مكبس الحقنة، ولكن مع الهيليوم فائق
السيولة فإنه يندفع من تلقاء نفسه بمجرد وضعه فى الحقنة.

وتزداد غرابة وإثارة الهيليوم عند وضعه فى كأس زجاجي ووضع الكأس علي قرص
دوار، فإنه من المتوقع كما فى السوائل العادية أن يدور الهيليوم المسال مع
دوران الكأس حيث تكون سرعة الدوران فى وسط السائل أبطأ من أطرافه المتصلة
بجدار الكأس من الداخل، ولكن حدث العكس تماماً فلقد كانت سرعة دوران
الهيليوم فائق السيولة فى الوسط أكبر بكثير من سرعة دورانه عند الحافة
مخالفاً بذلك قوانين بقاء الحركة، وتظهر هذه الحركة الغريبة فى الوسط علي
شكل دوامات، وعند تقليل سرعة الدوران قليلاً تحدث مفاجأة أخري، حيث تتوقف
حافة السائل تماماً عن الحركة بينما يظل وسط السائل فى حالة دوامات عنيفة.

سمة ظاهرة أخري محيرة وغريبة تتعلق بانتقال الحرارة داخل الهيليوم الفائق
السيولة، فإن انتقال الحرارة خلاله لحظي وهائل السرعة بعكس السوائل
العادية كما تزيد سرعة انتقال الحرارة كلما كان الفرق فى درجة الحرارة
صغيراً وهو مناقض لقوانين الديناميكا الحرارية، حيث تنتقل الحرارة بسرعة
أكبر كلما زاد الفرق فى الحرارة بين الجزء البارد والجزء الساخن فى
الحالات العادية، لذا فالهيليوم الفائق السيولة لا يمكن وضعه فى حالة
غليان، إذ أن ارتفاع درجة الحرارة فى أي جزء منه تعمل علي نقل الحرارة إلي
جميع أجزاء السائل بالتساوي.

إن السوائل الفائقة السيولة تبدي سلوكيات شاذة وغريبة عن كل ما هو معروف
بالنسبة للسوائل، ولم يتمكن الفيزيائيين لعقوداً عديدة من تفسير هذه
السلوكيات بناءاً علي قوانين السوائل العادية وحتى قوانين الفيزياء
التقليدية، ومنذ عدة سنوات استطاع الفيزيائيين تفسير بعض هذه الظواهر
الغريبة من خلال قوانين فيزيائية معقدة تسمي ميكانيكا الكم.








___ التوقيع: __________________________________________________












الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
hamtat hassa
عضو مميز
عضو مميز
avatar

ذكر
عدد المساهمات : 473
تاريخ التسجيل : 27/12/2010
العمر : 24
العمل/الترفيه : sports

مُساهمةموضوع: رد: حالات المادة ثلاث أم ست حالات؟   الجمعة أبريل 22, 2011 9:15 am

شكرا لك
ربما هذا صحيح
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
هاجر
عضو نشيط
عضو نشيط
avatar

انثى
عدد المساهمات : 45
تاريخ التسجيل : 28/01/2011
العمر : 24
العمل/الترفيه : طالبة

مُساهمةموضوع: رد: حالات المادة ثلاث أم ست حالات؟   الخميس أبريل 28, 2011 11:07 am

شكرا على الموضوع الرائع
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
 
حالات المادة ثلاث أم ست حالات؟
الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
منتديات عين الدفلى  :: الأقسام التعليمية *الجزائر* :: منتدى التعليم الثانوي-
انتقل الى: