فیزیک و انرژی

مطالب در رابطه با فیزیک، انرژی، فلسفه علم، و مسائل مرتبط می باشد. برای راحتی مطالعه از تابلت یا PC استفاده شود

فیزیک و انرژی

مطالب در رابطه با فیزیک، انرژی، فلسفه علم، و مسائل مرتبط می باشد. برای راحتی مطالعه از تابلت یا PC استفاده شود

محلی برای نقد و گفتگوی علمی در خصوص مسائل مبتلابه با تکیه بر کاربرد آموخته های کلاسیک در تبیین و تشریح این مسائل. در این رابطه خواننده تشویق میشود که از دریچه دیگری به مسائل پیرامونی نگریسته و آنچه را میبیند و میشنود را به بوته نقد و آزمایش گذارد.

دنبال کنندگان ۲ نفر
این وبلاگ را دنبال کنید
بایگانی

۵ مطلب با کلمه‌ی کلیدی «سطح به حجم» ثبت شده است

۰۵
بهمن

آیا مجهولات عالم رو به افزایش است یا کاهش؟

    یکی از پرسش های کلیدی در حوزه علم و فلسفه که ذهن بسیاری را آزار میدهد همین سؤال بالاست.  بسیاری از فلاسفه براین هستند و شاید برخی دانشمندان هم آنرا تأیید کنند که بله، هرچه میزان دانسته های ما از عالم و هرچه حجم شناخته های ما از دنیای اطراف بیشتر و بیشتر شود، بهمان نسبت و بلکه حتی بیشتر، بر مجهولات جدید افزوده میشود.  این سوء برداشتی بیش نیست و در این مطلب میخواهیم بطریق علمی عکس آنرا ثابت کنیم.  خوشبختانه ریاضیات، همانطور که در بخش های پیشین متذکر شدیم، ابزار بسیار مفیدی در دست علم و علمای طبیعی است که بکمک آن نظرات خویش را ارائه کنند.  مجدد تکرار میکنیم که ریاضیات بخودی خود شناختی درباره عالم خارج ایجاد نمیکند.  نقش آن بمثابه کاتالیزور است و به طبقه بندی کمک میکند.  

    پیش از آنکه به ارائه دلیل بپردازیم، ذکر این نکته قابل تأمل است که چگونه به این شُبهات دامن زده میشود.  صرفنظر از اینکه چنین پرسش هائی در اصل بیان نگاه های فلسفی اصیل است و در جای خود محترم، اما باید توجه داشت که در حکومت های ایدئولوژیک دینی و برای حفظ سیطره آنچه خوانش سیاسی حاکم است، علم و نگاه علمی موجودی مزاحم است و باید تا آنجا که ممکنست آنرا مخالف ایمان نمایانده و آنرا دور ساخته مانع کنجکاوی های مزاحم شد.  مثلاً استدلال میکنند که دانش جدید از نوع "علم حصولی" است ولذا قابل اعتماد و اتکا نیست.  آنچه حقیقت است "علم حضوری" است که البته نزد علمای دین میباشد.  میگویند هرچه حجم شناخته ها بیشتر میشود، ناشناخته های جدید همزمان بصورت تصاعدی متولد شده و لذا شناخت حقیقی با روش علم حاضر غیرممکن است.  پر واضح است که در این نحوه نگاه، تکنولوژی برآمده از دانش های مدرن نه تنها مکروه و دستآورد کفار تلقی نمیشود بلکه مقبول بوده و بلکه ابزار کنترل جامعه و ادامه کار حاکمیت است.  قبلاً در این باره بسیار گفته شده است.  

     در آخرین پاراگراف مطلب پیشین (مذهب عشق، دی 1399)، از یکی از اصول اساسی طبیعت نام بردیم موسوم به "نسبت سطح به حجم".  این نسبت درباره هر توده مادی ولو خارج از هریک از شکل های هندسی، متناسب با عکس ابعاد است و لذا هرچه توده بزرگ و بزرگتر شود، این نسبت کوچک و کوچکتر شده و در حد بسمت صفر میل میکند.  همین قاعده عیناً درباره سطوح دوبُعدی صادق است.  مثلاً مربع را در نظر گیرید.  اگر طول هر ضلع a باشد، محیط = 4a در حالیکه مساحت = a2 میباشد.  همانطور که ملاحظه میشود نسبت محیط به مساحت متناسب با عکس a میباشد.  این درمورد هر شکل دیگر هندسی نیز صادق است.  بعبارت دیگر هرچه سطح وسیع و وسیعتر شود این نسبت کوچک و کوچکتر شده تا در حد بسمت صفر میل میکند.  

     پیش از این گفتیم که کارکرد علوم بطور کل و کارکرد فیزیک بطور اخص، چیزی نیست جز کشف شبکه ارتباط حوادث بظاهر مستقل با یکدیگر.  مثلاً افتادن سنگ، حرکت تیر پرتاب شده، حرکت ماه که همگی در دنیای کهن مقولات مستقلی قلمداد میشد، در قانون گرانش بیکدیگر مربوط شد.  مباحث ترمودینامیک و مکانیک شارّه ها و مکانیک آماری و مباحث دیگر فیزیک دست بدست هم داده اند تا در یک شبکه منظم بتوان پیش بینی آب و هوا را با دقت خوب انجام داد- چیزی که سابقاً منحصر به پیشگوها و مقدسین بود.  این شبکه ارتباط پدیده ها را میتوان بصورت یک شبکه خطوط متقاطع در نظر گرفت که علت وقوع هر پدیده ای به نقاط گرهی همسایگانش مربوط میشود که در جای خود، هریک بنوبه خود معلول نقاط گرهی همسایگان دورتر اند.  برای فهم مطلب لازمست به شکل پیوست نگاهی بیاندازیم.  در ساده ترین حالت شبکه ای متشکل از 4 خط متقاطع را در نظر گرفته ایم.  نقاط تقاطع (گرهی) پدیده های تبیین شده توسط قوانین فیزیک هستند.  اما در دنبال کردن سلسله علت و معلول ها نهایتاً به نقاطی میرسیم که برای ما ناشناخته اند و به پدیده دیگری ظاهراً مرتبط نیستند.  در این ساده ترین حالت، شناخته های ما (نقاط گرهی) 4 عدد و ناشناخته ها (نقاط انتهائی) 8 عدد میباشد.  واضحاً تعداد ناشناخته ها خیلی بیشتر از شناخته هاست.  شاید این مترادف با اوضاع زندگی بشر اولیه باشد که همه چیز برایش سؤال بود.  اما چیزی که مهم است نه مقدار مطلق هریک از ایندو بلکه نسبت آنهاست و منشاء شبهات از همینجاست.  این نسبت مشابه نسبت محیط به سطح است که در کناره آورده ایم.  در ساده ترین حالت برابر 2 است.  یعنی در این ساده ترین حالت، میزان ناشناخته ها و مجهولات 2 برابر شناخته هاست. 

    بتدریج که تلاش بشر برای شناخت، بیشتر و بیشتر میشود، این شبکه گسترش پیدا میکند و ناشناخته های قدیمی، وارد شبکه شناخت شده ولی نقاط ناشناخته نیز رو به تزاید است.  در تصویر بعدی که شبکه شامل تقاطع 6 خط میباشد، شناخته ها 9 و ناشناخته ها 12 بوده ولی نسبت مجهولات به معلومات کمتر از قبل میشود.  در تصاویر بعدی با مثال عدد و رقم نشان داده ایم که با گسترش دانش، مرتباً هم شناخته ها و هم ناشناخته ها افزایش می یابند.  بنابراین اینکه میگویند ناشناخته ها مرتباً بیشتر و بیشتر میشود حرف نادرستی نیست.  اما نکته مهم و اغلب مغفول اینست که نسبت مجهولات به معلومات بطور سیستماتیک کمتر و کمتر میشود بطوریکه در حد بسمت صفر میل میکند!  بزبان ریاضی، مجهولات از مرتبه بینهایت بزرگ مرتبه اول است اما معلومات از مرتبه بینهایت بزرگ مرتبه دوم است.  نتیجه اخلاقی آ ن اینست که برخلاف شبهات رایج، روش علمی کار میکند و خوب هم کار میکند و جائی برای ناامیدی نیست زیرا میدانیم که هرچه دانشها پیشرفت میکند از میزان نسبی مجهولات کاسته شده و ما را به آینده امیدوار میسازد.  

    اما در اینجا ممکنست بگویند این ترفند ریاضی شما چه ربطی به واقعیت عالم خارج دارد و چه اعتباری هست که این نتیجه گیری درست بوده و با واقعیت های عینی سازگار باشد؟!  فلاسفه سنتی هم کاری جز این ندارند که با یک سری استدلال های ذهنی چیز هائی را بهم ببافند و ادعا کنند که آنچه محصول گمانه زنی های آنان است عیناً در خارج جاری و ساری است.  اتفاقاً قدرت روش علمی که میتوانیم آنرا با فلسفه علمی نیز مترادف بدانیم همینجا ظاهر میشود.  عینیت این نتیجه گیری را در مطلب پیشین درباره خورشید دیدیم.  میزان انرژی هدر رفته از سطح خورشید فوق العاده زیاد است و حیات زمین به کسری کوچکتر از 1 از میلیارد آن وابسته است.  واکنش زنجیری گداخت هسته ای در خورشید پا نمیگرفت اگر اندازه آن چنین بزرگ نمیبود بطوریکه نسبت هدررفت به تولید چیزی نزدیک صفر است.  دانشمندان و مهندسین امروزه با بزرگتر ساختن توکاماک سعی میکنند که از خورشید تقلید کنند که اگر بتوانند، حتماً موفق میشوند.  همین نسبت سطح به حجم عیناً در موضوع جرم بحرانی واکنش هسته ای شکافت ذیمدخل است.  باید سیستم باندازه کافی بزرگ باشد تا نسبت فرار نوترونها به میزان تولید آنها در واکنش زنجیری در حجم آنقدر کوچک شود تا سیستم خودکفا روی پای خود کار کند.  نوزاد تازه متولد چون کوچک است پس سطح به حجم او بزرگ است و لذا در معرض از دست دادن بیش از اندازه گرمای بدن است.  از همین رو مادر به غریزه او را قنداق کرده بیشتر میپوشاند.  فیل بعلت بزرگی جثه، قطعاً ضربان قلب کمتری دارد زیرا در غیر اینصورت از داخل گداخته میشد.  گوشهای بزرگش برای کمک به تبادل گرمای درون با بیرون است.  پرندگان کوچک، بهمین دلیل ضربان قلب بیشتری داشته و سوخت و ساز بیشتری هم دارند زیرا نسبت مزبور بزرگ است و باید جبران شود.  حتی نحوه خوابیدن انسان در ایام گرما و سرما خود مؤید همین نتایج است که با بازکردن دست و پاها یا با جمع کردن در زیر شکم سعی میکند این نسبت را زیاد و کم کند.  ساختن ترانس ها و بسیاری از ادوات مهندسی بویژه آنها که تولید گرما میکنند همه و همه از این اصل کلی پیروی میکنند.  بنابراین با وجود این همه شواهد که شمردن آنها خارج از حوصله است شکی باقی نمیماند که مطلب ارائه شده و نتیجه گیری های پیوست آن همگی در در عالم خارج مصداق داشته و فقط یک ترفند ریاضی یا بازی با الفاظ نیست. 

   نتیجه آنکه، با پیشرفت علوم، بطور نسبی از مجهولات کاسته و بر معلومات بطور تزایدی اضافه می شود.

 

 

  • مرتضی قریب
۰۴
دی

جبر یا اختیار؟

بعد از ارائه "بحران بزرگ" انتظار بود که دوستان در خصوص مسأله ای که در آن میانه پیش آمد اظهار نظر و راهنمائی فرمایند.  جز یکی دو نفر باقی با سکوت همیشگی برگزار کردند.  البته سکوت همیشه به معنای رضا نیست و چه بسا نمیدانند که از کجا شروع کنند.  زیرا آدمی هست و یک دنیا معما که همه را برجای خود میخکوب کرده و جسارت هرگونه حرکت را سلب کرده.  اما بنا به ضرب المثل چینی که "طولانی ترین راه ها با اولین قدم آغاز میشود" باید از جائی آغاز کرد هرچند با اعتماد کامل قرین نباشد.  باری، در آن مسأله دو مطلب مهم نهفته بود که حیف است شما عزیزان را آگاه نساخت.  یکی صرفاً مربوط به فیزیک و دومی منحصراً درباره فلسفه.  حال هر یک را یکی یکی باز میکنیم:

اصابت بزرگ-سنگ آسمانی به زمین

  یکی از راههای مقابله با برخورد سنگ بزرگ آسمانی انفجار آن است.  همانطور که دوستی دیگر نیز تأیید کرد، انفجار این سنگ آسمانی در مسیر خود نه تنها موجب پیشگیری از برخورد نمیشود بلکه به جای یک برخورد مهیب در یک منطقه خاص موجب فروریزی هزاران هزار قطعات کوچکتر و همچنان کشنده آن در سراسر کره زمین میگردد.  زیرا مجموع انرژی جنبشی این قطعات کوچکتر برابر انرژی جنبشی قطعه بزرگ اصلی خواهد بود.  لذا به نظر میرسد با منفجر ساختن سنگ بزرگ آسمانی با دست خود گستره فاجعه را وسیعتر و پاک کردن حیات از سطح زمین را قطعی تر کرده ایم!   اما صبر کنید.  هنوز نکته ای در این ماجراست که به حساب نیاورده ایم.  نکته همان مطلب آشنای سطح به حجم مذکور در گفتگوهای پیشین ماست.  توصیه میکنیم رد پای این فاکتور هندسی را در موضوعات دیگر نیز بکاوید و ببینید که چه نقش مهمی در همه امور بازی میکند.  اگر کره زمین جوی از خود نمیداشت مطلب همان خواهد بود که گفتیم.  اما اکنون که زمین دارای جو است تفاوت قضیه در این است که قطعات کوچکتر در طی مسیر خود داخل جو  سوخته و انرژی مربوطه جذب اتمسفر زمین میشود.  فقط قطعات  بسیار بزرگ، علیرغم آب رفتن و کوچکتر شدن، در انتهای مسیر خود با زمین اصابت و باعث خرابی میگردند.  اما این خرابی کجا و آن فاجعه کجا.  یادمان هست که همانطور قبلاً گفتیم، اگر جسمی را به قطعات کوچکتر تقسیم کنیم نسبت سطح به حجم مداوماً بیشتر و بیشتر میشود.  چون سوختن سنگ آسمانی، مثل سایر سوختن ها، از سطح آغاز میشود لذا تجزیه سنگ آسمانی به قطعات کوچکتر قطعاً تأثیر مثبت داشته بطوریکه اگر باندازه کافی کوچک باشند هیچ برخورد سختی با زمین اتفاق نخواهد افتاد همانطور که برخی اوقات ناظر سوختن رمانتیک آنها در آسمان شب هستیم.  انرژی عظیم این سنگ بزرگ آسمانی کجا میرود؟!  طبعاً جذب اتمسفر زمین شده و دمای آن را بالا میبرد.  خوشبختانه بزودی دما بواسطه تابش به فضای خارج به حالت اول بازمیگردد.  گو اینکه اگر جرم آسمانی خیلی بزرگ باشد، با وجود اضمحلال در اتمسفر و نجات زمین، بعلت تغییر ترکیب فیزیکی و شیمیائی جو ممکنست تغییراتی از نوع دیگر را باعث شود.  کسانی که مایل به آزمون این سناریو باشند میتوانند با مراجعه به برنامه جالبی که یکی از دوستداران فرستاده و در این وبگاه بارگذاری شده آنرا امتحان کنند.  به این شکل که یکبار با یک سنگ بزرگ چند ده کیلومتری نتایج را ببینند و بار دیگر آن را به قطعات کوچکتر تقسیم و همزمان روی همان مسیر و با همان پارامترها روانه زمین کنند.  لطفاً از نتایج خود مارا مطلع فرمائید.  متأسفانه بشر با این ازدیاد موالیدی که به بار آورده که فراتر از حد تحمل آن است دیگر نیازی به آوار آسمانی ندارد و شوربختانه کسانی نیز دانسته یا نادانسته آن را دامن میزنند.

تقدیر

  بار دیگر سناریوی فوق را مرور کنیم.  اگر این اتفاق هزار سال پیش روی داده بود ممکن بود نسل بشر بهمراه بسیاری از موجودات دیگر از صحنه روزگار منقرض میشد.  احتمالاً اگر بعدها موجودات هوشمند دیگری، شاید با شکل و شمایلی بسیار متفاوت، شانس ظهور و بروز میافتند در تاریخ زمین از این فاجعه نام میبردند.  درست همانگونه که ما از انقراض دایناسورها یاد میکنیم که بالغ بر دویست سال حکومت بر زمین چگونه پس از برخورد جرمی آسمانی حدود 66 میلیون سال پیش از صحنه زمین حذف شدند.  در هزار سال پیش و گذشته های دورتر تنها نامی که به آن داده میشد تقدیر بود و لاغیر.    در گذشته ها و حتی تا همین شصت یا هفتاد سال پیش هیچ و دقیقاً هیچ وسیله ای برای فرار از این اتفاق متصور نبود و شاید از همین رو به آن تقدیر گفته میشد.  یعنی آنچه که مقرر است انجام شود انجام خواهد شد و هیچ ذیروحی توان ایستادگی و مخالفت با آن را ندارد.  آیا معنی تقدیر غیر از این است؟  اما از این عصر تا زمانهای پیش رو اگر چنین سناریوئی کلید بخورد، پیش از آنکه فاجعه به منصه ظهور برسد و بسیار پیشتر از آنکه حتی به نزدیکی زمین برسد جلوی آن گرفته خواهد شد و یا دستکم از تبعات وخیم آن خواهد کاست.  یعنی چیزی که قرار بوده تقدیر باشد دیگر تقدیر نیست (مگر با بازی با کلمات).  معنی دیگرش اینست که یا علی الاصول تقدیری وجود ندارد و اگر هم چنین چیزی باشد بشر (یا هر موجود هوشمند دیگری) قادر به کنترل و هدایت آن در مسیر دیگری است.  سالهای سال فلاسفه و حکما در کتابهای خود با این دوگانگی دست و پنجه نرم میکردند و عده ای معتقد به تقدیر (جبریون یا قدریه) و عده ای، بر عکس، به اختیار (تفویضی ها) اعتقاد داشتند.  هر یک از این دو نحله فلسفی صاحب فلاسفه نامداری بوده که در کتب مربوطه به تفصیل عقاید آنان تشریح گردیده است.  اما چیزی که طی این مثال ثابت میشود اینکه تقدیر خط اصلی طبیعت نیست.  از سوی دیگر، راقم این سطور بنا به شواهد عدیده به نوعی از حتمیت و جبر معتقد است و این اتفاقاً بر خلاف تمایل قلبی اوست.  از روی تجربه دیده ایم که رفتار انسانها، علاوه بر عوامل محیطی، بسیار به تبار و پیشینه آنان بستگی دارد، عواملی که خارج از کنترل و اختیار شخص است.  قدما این نوع وابستگی را به خون نسبت میدادند در حالیکه علم امروز آن را به نام ژن میشناسد.  در آثار حکمای ما نیز بسیار از آن یاد شده کما اینکه "تربیت نا اهل را چون گردکان بر گنبد است".  یعنی همانطور که نمیتوانید گردو را روی گنبد (سطح کروی) بنشانید، متشابهاً فرزندی را که سر سفره پدر نااهل ارتزاق کرده و از آدم فروشی گذران زندگی کرده نمیتوانید تعلیم داده از او انسان مفیدی تربیت کنید حتی اگر تمام علم و حکمت دنیا را به پایش بریزید.  با اینکه چندان به این سخن اعتقادی نیست معذالک در عمل مواردی بر له آن شخصاً به چشم دیده ام که قابل چشم پوشی نیست.  لذا با قید احتیاط باید همچنان دستکم در حیطه انسانی آن را از نظر دور نداشت و شاید هم روزی برای دور زدن آن نیز راهی پیدا شود.  کوتاه سخن آنکه چیزی را همیشگی و وحی منزل نگیریم و موضوعات را در قالب مکانی و زمانی خود تعبیر و تفسیر و یقینیات را به حداقل برسانیم.  البته عده ای احتمالاً این را نمی پسندند ولی چه میشود کرد که راه و رسم علم همین است. 

 

  • مرتضی قریب
۲۰
آذر

"پیش دادن" به سبک قدیم و فکر کردن به سبک جدید

همانطور که اشاره شد، نسبت سطح به حجم اجسام اینجا نیز اهمیت خود را نشان میدهد.  در مورد مطلب قبلی (جرم بحرانی) با کوچکتر شدن این نسبت حرکت بسمت ایجاد جرم بحرانی برای وقوع واکنش زنجیری خود-کفا تسهیل میگردید.  اما در اینجا، برعکس، بزرگ بودن این نسبت باعث تسهیل در جداسازی سره از ناسره میگردد.  در کشاورزی حین برداشت محصول مقداری هم خاک و خاشاک ناخواسته همراه محصول اصلی برداشت میشود که در گذشته ها که این صنایع جانبی بسته بندی  و غیره مانند امروز نبود محصول بصورت فله همراه گرد و خاک به مصرف کننده تحویل میشد.  لذا در منزل تمیزکاری نهائی توسط کدبانوی خانه و وردست ها تکمیل میگردید.  فرض کنید مطلب در مورد لپه است که در یک سینی ریخته ایم.  با پیش دادن ذرات خاک که در عمل کوچکتر از دانه های لپه است در قسمت بالای سینی برجای میمانند در حالیکه دانه های لپه به بخش فرودست سینی میلغزند.  خانه دار با فوت کردن یا دست کشیدن زوائد بخش بالادست سینی را بیرون ریخته و مجدداً عمل پیش دادن را تکرار و تکرار میکند.  تا سرانجام با تقریب خوبی به پاکیزگی آنچه برجای مانده رضایت دهد.  چه چیز باعث این جداسازی شد؟!  ذرات ریز خاک چون کوچکترند لذا داری نسبت سطح به حجم بزرگتری بوده و از اینرو نیروی اصطکاک لغزشی، هنگام سر خوردن روی سینی، بر نیروی سنگینی چربیده و ذرات ریز در بالادست های سینی برجای میمانند.  توجه کنید که اصطکاک با سطح و سنگینی با حجم متناسب است!  نکته جالبی که شاید دقت کرده باشید اینکه برجای ماندن ذرات خاک در بخش بالائی سینی خود دارای طیفی است که ذرات بسیار نرم (بیشترین سطح به حجم) در فوقانی ترین بخش سینی و همینطور دانه بندی های بزرگتر در پائین دست تر سینی توزیع شده اند.  شاید بتوانید آن را یک توزیع پیوسته قلمداد کنید.  در هر حال اجرام بزرگ (لپه ها) در پائین دست ترین بخش سینی جمع آوری میشود.  ضمناً، کدبانو با تنظیم شیب سینی نسبت به افق با مهارت ( و بطور غریزی) ضریب جدائی را تنظیم میکند.  چه اینکه اگر سینی را زیاده افقی یا عمودی بگیرد کار خراب میشود. 

  اما خبر خوش اینکه اگر به جای لپه، لوبیا یا نخود داشته باشیم فرایند جداسازی از این هم سریعتر پیش میرود.  گرد بودن نخود و لوبیا باعث غلتیدن آنها نیز میشود و علاوه بر لغزش چرخیدن هم اضافه میشود.  میدانیم که اصطکاک غلتشی بسیار کوچکتر از اصطکاک لغزشی بوده و لذا این حبوبات در پائین آمدن با اصطکاک بسیار کمتری روبرو اند و لذا جداسازی با راندمان بیشتری صورت میگیرد.  یادآور میشویم که امروزه اتصال محور با چرخ گردان بکمک بلبرینگ اصطکاک لغزشی به غلتشی تبدیل میشود تا حرکت با اصطکاک کمتر انجام شود. 

توجه:  در خلال توضیحات، از اصطلاحاتی نیز استفاده کردیم که شاید در جاهای دیگر دیده اید.  اصطلاحاتی مثل تکرار، تقریب خوب، جداسازی، طیف، توزیع (پیوسته و ناپیوسته)، ضریب جداسازی، راندمان ...  . سعی کنید معنی و مقصود از آنها را بخاطر بسپارید.

  • مرتضی قریب
۱۱
آذر


پی نوشت برای "غبار روی شیشه"

ما در مطلب قبلی خود شیشه را به عنوان مثال انتخاب کردیم زیرا غبار روی آن بهتر دیده میشود والا غبار روی همه چیز مینشیند خواه افقی باشد خواه عمودی، خواه عایق باشد خواه رسانا.  لذا مسأله چندان به رسانا یا عایق بودن سطح مورد نظر بستگی ندارد گو اینکه به نوعی به پدیده الکتریسیته ربط پیدا میکند.  در اصل ملکولها از نظر توزیع بار الکتریکی کاملاً متقارن نیستند و همین باعث نوعی جاذبه برقی بین ملکولی میشود که به نیروی بین ملکولی یا نیروی "واندروالس" مشهور است.  بنابراین این چسبندگی همیشه وجود داشته و دارد منتها اگر نیروی گرانش زمین غالب باشد اغلب به نظر نمیآید.  این نیرو اگر مابین ذرات خود ماده باشد به نیروی التصاقی ( cohesion ) و اگر بین دو ماده مختلف باشد به نیروی اتصالی ( adhesion) معروف است. 

  چسبندگی غباری که روی شیشه مینشیند ناشی از نیروی  اتصالی بین غبار و شیشه است.  اگر نیروی وزن غبار چندان زیاد نباشد همچنان به سطح شیشه چسبیده و به پائین سر نمیخورد.  اما اگر به اندازه کافی بزرگ باشد، نیروی وزن بر نیروی چسبندگی غلبه کرده و سقوط میکند.  در تحلیل نهائی این فقط ذرات ریز (غبار) است که روی شیشه اتوموبیل چسبیده باقی میماند و مثلاً هیچگاه توپ فوتبال به شیشه چسبیده نخواهد ماند.  اینجاست که پای مطلبی به میان میآید که قبلاً در مطالب پیشین به اندازه کافی بحث شده بود: نسبت سطح به حجم !

  نیروی وزن متناسب است با حجم و لذا توان سوم ابعاد (مثلاً شعاع).  اما نیروی چسبندگی، مثل همه واکنش های شیمیائی، وابسته است به سطح و لذا توان دوم ابعاد.  پس برای ذرات باندازه کافی ریز نیروی چسبندگی بر وزن غلبه کرده و غبار ریز همچنان خود را به سطح چسبیده نگاه میدارند.  اتفاقاً اگر سطح شیشه مرطوب باشد شدت چسبندگی بیشتر میشود.  اگر سطح شیشه خشک باشد با تلنگری که میزنیم ذرات بزرگتر فرو میریزند اما کوچکتر ها دوام میآورند (قرینه دیگری بر اینکه آنها که بیش  از توان خود بزرگ میشوند زودتر فرومیریزند!).  حال در وضعی هستیم که شاید بتوانیم یک پدیده جالب که در کودکی شاهد بوده ایم تعلیل کنیم.

  در گذشته ها  حبوبات که به این تمیزی در بازار است نبود، مادر بزرگ ها در یک سینی بزرگ آن را "پیش" میدادند و تمیز ها را از خس و خاشاک جدا میکردند.  مادر بزرگ ها بدون اطلاع از فیزیک کلاسیک چگونه بدین کار موفق میشدند؟  علت این جداشدن در چیست؟ اگر پی بردید در بحث ما شرکت کرده و بنویسید.

  • مرتضی قریب
۰۹
آذر

غبار روی شیشه پنجره یا شیشه اتوموبیل

اغلب برخورد ما با پدیده ها بصورتی است که آنها را واضح و مبرهن می انگاریم.  در صورتی که واقعاً اینطور نیست و اگر به کنه پدیده ها نگاه کنیم چندان هم واضح و مبرهن نیست.  البته این نوع نگاه در مسایل اجتماعی و فرهنگی نیز تسری دارد که مشکلات زیادی را هم به همراه دارد.  در هر حال یکی از این موضوعات همین مطلب حاضر  است که چرا غبار روی شیشه در اثر سنگینی خودش سر نمیخورد و به پائین سقوط نمی کند!  ولی ما چون به این مشاهده عادت کرده ایم برایمان عادی مینماید.  اگر به نوعی با بزرگنمائی به سطح شیشه نگاه کرده و غبار را معاینه کنیم، ملاحظه خواهیم کرد که تقریباً از گلوله های کروی شکلی تشکیل شده که روی سطح شیشه چسبیده است.  اگر با انگشت ضرباتی به شیشه وارد کنیم ذرات درشت تر فرو میریزد اما ریزتر ها همچنان چسبیده اند مگر اینکه بکمک پارچه پاک شوند.  چرائی این مسأله به نوعی بطور غیر مستقیم به مطلب گذشته ما در خصوص جرم بحرانی هم مربوط میگردد.  قدری به آن فکر کنید تا در مطلب بعدی چرائی آن را توضیح دهیم.

  • مرتضی قریب