برنامه امتحانات نهایی دی ماه 93

فایل ضمیمه

امتحانات نهایی دی ماه 1393

فیزیک سوم تجربی چاپ قدیم  چاپ جدید

فیزیک سوم ریاضی چاپ قدیم  چاپ جدید

فیزیک چهارم تجربی

فیزیک چهارم ریاضی

چهار نیروی شگفت انگیز طبیعت

ذرات بنیادین عالم مانند پروتون، نوترون و الکترون برای ایفای نقش در جهان هستی و انجام کنش متقابل با یکدیگر از چهار قانون اساسی پیروی می‌کنند که مجموع آنها را قوانین چهارگانه طبیعت می‌نامیم. اگر جهان هستی را به یکی از زبان‌های بشری تشبیه کنیم، ذرات در حکم واژه‌ها و نیروها در نقش دستور زبان هستند. البته دستور زبان بسیار ساده ای که توانسته فقط با استفاده از چهار قاعده اصلی، کتابی با شکوه و زیبا بیافریند و عامل پیدایش موجودات هوشمندی شود که صفحات این کتاب را ورق بزنند، در مورد آن نیروها بیندیشند و از عهده توصیف کمی و کیفی آن بخوبی برآیند. شواهد محکمی در دست است که نشان می دهد منشا این چهار نیرو ابتدای خلقت، یک ابرنیروی واحد بوده که با افت شدید دما در نخستین لحظات پس از بیگ بنگ به چهار نیروی متفاوت شکسته شده و کنترل جهان هستی را به دست گرفته است. آشناترین و ملموس ترین عضو این خانواده، نیروی گرانش است.

گرانش

گرانش، نیروی جاذبه ای است که میان همه ذرات دارای جرم وجود دارد. افتادن اجسام بر اثر نیروی گرانش میان تک تک ذرات کره زمین و همه ذرات جسم مورد نظر روی می دهد. متراکم شدن مواد پس از انفجار بزرگ و تشکیل کهکشان ها و همین طور تجمع گازها درون کهکشان ها برای تشکیل ستارگان، حاصل نیروی گرانش است. چرخش ماه به دور زمین و زمین به دور خورشید و خورشید به دور مرکز کهکشان راه شیری هم بدون وجود گرانش ممکن نیست. گرانش به حرکت اجرام آسمانی نظم و آهنگ می بخشد.

گرانش دو ویژگی منحصربه فرد دارد. نخست این که این نیرو همیشه جاذبه است. حتی دو ذره با بار الکتریکی یکسان هم یکدیگر را بر اثر گرانش جذب می کنند، ولی این نیرو به قدری ضعیف است که تاب مقاومت در برابر نیروی دافعه الکتریکی آن دو را ندارد. ویژگی دیگر گرانش دوربرد بودن آن است. در فواصل کیهانی که جرم ساختارها چشمگیر است، نیروی گرانش بخوبی اثر خود را آشکار می کند. فاصله میان کهکشان راه شیری و کهکشان آندرومدا حدود ۲٫۵ میلیون سال نوری است؛ ولی نیروی گرانش میان آنها، از این فاصله هم موثر است و این دو کهکشان با سرعت ۳۰۰ کیلومتر بر ثانیه در حال نزدیک شدن به یکدیگر هستند و حدود ۴٫۵ میلیارد سال دیگر به هم برخورد خواهند کرد.

اگرچه داستان کشف جاذبه فقط با افتادن یک سیب از درخت، افسانه ای بیش نیست ولی اگر در این افسانه، نیوتن اندکی باهوش تر بود و پس از کشف جاذبه این را هم از خود می پرسید که چرا سیب به درون زمین فرو نرفت؟ احتمالا امروز او را کاشف نیروی الکترومغناطیسی هم می دانستیم.

نیروی الکترومغناطیسی

این نیرو، اجزای ماده را کنار هم می نشاند. الکترون را در اتم مقید و با پیوند اتم ها به یکدیگر مولکول ها و ساختارهای بزرگ تر را تولید می کند. این نیرو مسئول همه تغییرات شیمیایی است و اساس کار آن یک جمله معروف است: «بارهای همنام یکدیگر را دفع و بارهای غیرهمنام همدیگر را جذب می کنند.» چرخش الکترون به دور پروتون برخلاف چرخش زمین به دور خورشید نمی تواند ناشی از نیروی جاذبه باشد، چراکه با جرم ناچیز الکترون و پروتون نیروی گرانش حاصل بسیار ناچیز و قابل چشم پوشی است. بنابراین به نیرویی با سازوکاری متفاوت نیاز داریم. نیروی الکترومغناطیسی باعث می شود الکترون با بار منفی جذب بار مثبت هسته اتم شود و با چرخش به دور هسته، اتم های پایدار به وجود بیاورد. نیروی الکترومغناطیسی ۱۰۳۶ بار قوی تر از گرانش است؛ یعنی اگر بزرگی گرانش را به اندازه یک نخود تشبیه کنیم، بزرگی نیروی الکترومغناطیسی از کل عالم هستی بزرگ تر است. زمانی که یک براده آهن جذب آهن ربا می شود، یک مجموعه کوچک با تعداد محدودی الکترون و پروتون بر کل نیروی گرانش حاصل از برهم کنش همه ذرات براده آهن با همه ذرات کره زمین غلبه می کند. نیروی الکترومغناطیسی با ایجاد پیوند میان اتم ها و مولکول ها ماده را می سازد و به آن انسجام می بخشد و باعث می شود سیب پس از افتادن از درخت به درون زمین فرو نرود.

ولی اگر نیروی الکترومغناطیسی میان بارهای همنام باعث می شود آنها یکدیگر را دفع کنند چگونه ممکن است ۹۲ پروتون با بار مثبت همراه ۱۴۳ نوترون، درون هسته یک اتم تجمع کنند و اتمی مانند اورانیوم ۲۳۵ را به وجود آورند؟ پاسخ به این پرسش، دانشمندان را به کشف نیروی سوم یعنی نیروی هسته ای قوی هدایت کرد.

نیروی هسته ای قوی

نیرویی که باعث پایداری هسته اتم می شود نیروی هسته ای قوی نام دارد. پسوند قوی، از شدت این نیرو نسبت به نیروی الکترومغناطیسی حکایت دارد. نیروی هسته ای قوی به قدری کوتاه برد است که حوزه تاثیر آن به درون هسته اتم محدود است و ما هیچ گاه نمی توانیم احساس مستقیم و درک ملموسی مانند آنچه از گرانش و الکترومغناطیس داریم از آن داشته باشیم. اگر یک متر را به ده میلیارد قسمت مساوی تقسیم کنیم، به فاصله ای می رسیم که می توانیم نیروی الکترومغناطیسی بین دو ذره باردار را احساس کنیم ولی برای احساس نیروی هسته ای قوی باید یک متر را ابتدا به یک میلیارد قسمت و سپس هر قسمت را به یک میلیون قسمت دیگر تقسیم کنیم.

پروتون و نوترون که خود از ذراتی کوچک تر به نام کوارک ساخته شده، تحت نفوذ این نیروی قوی قرار دارد. البته اگر یک نوترون پر انرژی وارد یک هسته سنگین مانند اورانیوم ۲۳۵ شود نیروی الکترومغناطیسی بر نیروی هسته ای قوی چیره خواهد شد و با متلاشی شدن هسته، انرژی فراوانی آزاد می شود. این پدیده شکافت هسته ای نام دارد و در ساخت بمب اتم از همین قاعده ساده استفاده می شود. ولی نیروها لزوما دو ذره را به سمت یکدیگر نمی کشند. نیروی چهارم نیرویی است که نقش اصلی آن کمک به واپاشی عناصر، تبدیل آنها به عناصر دیگر و ایجاد اثر رادیواکتیویته است.

نیروی هسته ای ضعیف

این نیرو باعش واپاشی نوترون و پروتون و تبدیل آنها به یکدیگر است که در نتیجه به هسته یک عنصر به عنصر دیگر تبدیل می شود. این تبدیل عناصر، عامل اصلی پرتوزایی و تولید انرژی هسته ای است. نقش این نیرو در واکنش های هسته ای خورشید و تبدیل هیدروژن به هلیم بسیار حیاتی است. این نیرو ۱۰۱۱ مرتبه از نیروی الکترومغناطیسی ضعیف تر است و برد آن خیلی کوتاه تر از نیروی الکترومغناطیسی و با برد نیروی هسته ای قوی قابل مقایسه است.

اتحاد نیروها

اواسط قرن ۱۹ میلادی کلارک ماکسول توانست نشان دهد نیروهای الکتریکی و مغناطیسی که تا آن زمان تصور می شد دو نیروی متفاوتند در واقع دو روی یک سکه به نام نیروی الکترومغناطیسی هستند. شاید خود ماکسول هم از درک جایگاه ویژه کشف شگفت انگیزش باخبر نبود، ولی زمانی که اواخر قرن ۲۰ عبدالسلام و واینرگ نشان دادند نیروی الکترومغناطیسی و هسته ای ضعیف هم در انرژی های بالا به یک نیرو به نام الکتروضعیف تبدیل می شوند اوضاع دگرگون شد. ظاهرا همه نیروها در انرژی های بالا مانند آنچه بلافاصله پس از انفجار بزرگ وجود داشت با هم متحد می شوند. البته تلاش هایی که تاکنون برای اثبات اتحاد همه نیروها صورت گرفته هنوز به پاسخ قطعی منجر نشده است.

همکاری حیرت انگیز

هماهنگی نیروهای چهارگانه برای کنترل پدیده های عالم و ایجاد جهان کنونی بویژه برای ایجاد امکان حیات، حیرت انگیز و باورنکردنی است. بهترین نمونه برای نشان دادن این هماهنگی در فرآیند ایجاد انرژی در دل خورشید مشاهده می شود. این فرآیند پیچیده چنین آغاز می شود که نیروی جاذبه میان پروتون های خورشید، آنها را به هم نزدیک می کند. گاهی دو پروتون به قدری به هم نزدیک می شوند که بر اثر انرژی زیاد خود برای یک لحظه بر نیروی دافعه الکتریکی غلبه و به هم برخورد می کنند. در همین لحظه نیروی ضعیف، یکی از پروتون ها را به نوترون تبدیل می کند و در این هنگام نیروی قوی وارد عمل شده، پروتون و نوترون را به هم پیوند می دهد و اینجاست که هسته هلیم متولد می شود. بر اثر این پیوند، انرژی فراوانی ساطع می شود که به لطف نیروی الکترومغناطیسی به شکل تابش به زمین می رسد. حیات زمینی آهنگ مناسب سوختن خورشید را مدیون هماهنگی میان این نیروهاست. براستی این سازوکار باورنکردنی را باید حاصل اتفاقات و احتمالات دانست یا هنرنمایی یگانه وجودی هوشمند و مقتدر؟

مسعود توکلی / جام جم

رویدادهای نجومی سال 2014

درحالیکه در سال 2013 میلادی سفر دنباله‌دار آیسان (ISON) بداخل منظومه شمسی و نابود شدن در جو خورشید توجه اغلب اخترشناسان و منجمان را به خود جلب کرده بود، سال جدید میلادی با پدیده نجومی مشابهی همراه نیست. به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، در تقویم رویدادهای نجومی سال 2014 میلادی شاهد این پدیده‌ها خواهیم بود: 2 و 3 ژانویه (12 و 13 دی)- بارش شهابی ربعی بارش شهابی ربعی یا کوادرانت (Quadrantids Meteor Shower) یک بارش شهابی متوسط با نرخ ساعتی سرسویی حدود 40 در اوج بارش است. این بارش از گرد و غبار باقی‌مانده از دنباله‌دار 2003EH1 که در سال 2003 کشف شد، منشأ می‌گیرد. 20 مارس (29 اسفند)- اعتدال بهاری اعتدال بهاری (vernal equinox) نخستین روز از فصل بهار در نیمکره شمالی و اعتدال پاییزی (autumnal equinox) نخستین روز از پاییز در نیمکره جنوبی زمین است. این روز همچنین اعتدال مارس (March Equinox) است که خورشید در آن به طور مستقیم در خط استوا تابیده و طول روز و شب در تمام جهان تقریبا با هم برابر می‌شود. 15 آوریل (26 فروردین)- ماه‌گرفتگی کامل ماه‌گرفتگی کامل در اغلب مناطق آمریکای شمالی و جنوبی و استرالیا قابل مشاهده است. 22 و 23 آوریل ( 2 و 3 اردیبهشت)- بارش شهابی شلیاقی بارش شهابی شلیاقی (Lyrids Meteor Shower) یک بارش شهابی متوسط با نرخ ساعتی سرسویی حدود 20 در اوج بارش است. این بارش از گرد و غبار باقی‌مانده از دنباله‌دار C/1861G1 که در سال 1861 کشف شد، منشأ می‌گیرد. 29 آوریل (9 اردیبهشت)- خورشید گرفتگی حلقوی کسوف حلقوی (Annular Solar Eclipse) موسوم به «حلقه آتش خورشید» زمانی روی می‌دهد که فاصله ماه از زمین بسیار زیاد بوده و ماه نمی‌تواند تمام قرص خورشید را بپوشاند؛ در این زمان تنها حلقه پرنوری از خورشید دیده می‌شود و درون حلقه - روی تاریک ماه - کاملاً تاریک دیده می‌شود. ساکنان آفریقای جنوبی، قطب جنوب و سواحل شرقی استرالیا شاهد گرفت حلقوی خورشید خواهند بود. 5 و 6 می (15 و 16 اردیبهشت)- بارش شهابی اتا دلوی بارش شهابی اتای دلوی (Eta Aquarids Meteor Shower) یک بارش شهابی بالاتر از حد متوسط با نرخ ساعتی سرسویی حدود 60 در اوج بارش است. این بارش از گرد و غبار باقی‌مانده از دنباله‌دار هالی (Halley) منشأ می‌گیرد. 21 ژوئن (31 خرداد)- انقلاب تابستانی انقلاب تابستانی (summer solstice) نخستین روز از فصل تابستان در نیمکره شمالی و انقلاب زمستانی (winter solstice) نخستین روز از فصل زمستان در نیمکره جنوبی زمین است. این روز همچنین انقلاب ژوئن (June Solstice) است که قطب شمال زمین به سمت خورشید شیب پیدا کرده و خورشید به شمالی‌ترین نقطه در آسمان می‌رسد. 28 و 29 ژوئیه ( 6 و 7 مرداد)- بارش شهابی دلتا- دلوی جنوبی بارش شهابی دلتا- دلوی جنوبی (Delta Aquarids Meteor Shower) یک بارش شهابی متوسط با نرخ ساعتی سرسویی حدود 20 در اوج بارش است. این بارش از بقایای گروه دنباله‌دار Marsden and Kracht منشأ می‌گیرد. 10 آگوست (19 مرداد)- بزرگترین ابر ماه سال در این تاریخ ماه در نزدیک‌ترین فاصله تا زمین یعنی فاصله 356 هزار کیلومتری قرار می‌گیرد و ساکنان زمین شاهد بزرگترین ابر ماه (Supermoon) سال در آسمان خواهند بود. 12 و 13 آگوست (21 و 22 مرداد)- بارش شهابی برساوشی بارش شهابی برساوشی (Perseid Meteor Shower) یکی از بهترین بارش‌ها برای رصد با نرخ ساعتی سرسویی حدود 60 در اوج بارش است. این بارش از بقایای دنباله‌دار سویفت-تاتل (Swift-Tuttle) که در سال 1862 کشف شد، منشأ می‌گیرد. 23 سپتامبر – ( اول مهر) اعتدال پاییزی اعتدال پاییزی (autumnal equinox) نخستین روز از پاییز در نیمکره شمالی و اعتدال بهاری (vernal equinox) نخستین روز از فصل بهار در جنوبی زمین است. این روز همچنین اعتدال سپتامبر (September Equinox) است که خورشید در آن به طور مستقیم در خط استوا تابیده و طول روز و شب در تمام جهان تقریبا با هم برابر می‌شود. 8 اکتبر (16 مهر)- ماه‌گرفتگی کامل ماه‌گرفتگی کامل در آمریکای شمالی و جنوبی، شرق آسیا و استرالیا قابل مشاهده خواهد بود. 8 و 9 اکتبر (16 و 17 مهر)- بارش شهابی اژدها بارش شهابی اژدها (Draconids Meteor Shower) یک بارش خفیف با نرخ ساعتی سرسویی حدود 10 در اوج بارش است. این بارش از بقایای گرد و غبار دنباله‌دار 21P Giacobini-Zinner که در سال 1900 کشف شد، منشأ می‌گیرد. 22 و 23 اکتبر (30 مهر و اول آبان)- بارش شهابی جباری بارش شهابی جباری (Orionids Meteor Shower) یک بارش متوسط با نرخ ساعتی سرسویی حدود 20 در اوج بارش است. این بارش از بقایای دنباله‌دار هالی منشأ می‌گیرد. 23 اکتبر (اول آبان)- خورشید گرفتگی جزئی در کسوف جزئی (Partial Solar Eclipse) روی تاریک ماه تنها قسمتی از قرص خورشید را می‌پوشاند که به این حالت گرفت جزئی گفته می‌شود. ساکنان آمریکای شمالی و مرکزی شاهد گرفت جزئی خورشید خواهند بود. 5 و 6 نوامبر (14 و 15 آبان)- بارش شهابی ثوری بارش شهابی ثوری (Taurids Meteor Shower) یک بارش طولانی مدت خفیف با نرخ ساعتی سرسویی حدود 5 تا 10 در اوج بارش است. این بارش از بقایای دو جریان جداگانه شامل گرد و غبار سیارک 2004 TG10 و بقایای دنباله‌دار 2P Encke منشأ می‌گیرد. 17 و 18 نوامبر (26 و 27 آبان)- بارش شهابی اسدی بارش شهابی اسدی (Leonids Meteor Shower) یک بارش متوسط با نرخ ساعتی سرسویی 15 در اوج بارش است و هر 33 سال یکبار به اوج بارش می‌رسد. این بارش از بقایای گرد و غبار دنباله‌دار تمپل-تاتل (Tempel-Tuttle) منشأ می‌گیرد. 13 و 14 دسامبر (22 و 23 آذر)- بارش شهابی جوزایی بارش شهابی جوزایی (Geminid Meteor Shower) یکی از بی‌نظیرترین بارش‌های چند رنگ با نرخ ساعتی سرسویی 120 در اوج بارش است. این بارش از بقایای سیارک 3200 Phaethon منشأ می‌گیرد. 21 دسامبر (30 آذر)- انقلاب زمستانی انقلاب زمستانی (winter solstice) نخستین روز از فصل زمستان در نیمکره شمالی و انقلاب تابستانی (summer solstice) نخستین روز از فصل تابستان در نیمکره جنوبی زمین است. این روز همچنین انقلاب ژوئن (December Solstice) است که در آن قطب جنوب زمین به سمت خورشید شیب پیدا کرده و خورشید به جنوبی ترین نقطه در آسمان می‌رسد. 22 و 23 دسامبر ( 1 و 2 دی)- بارش شهابی دبی بارش شهابی دبی (Ursids Meteor Shower) یک بارش خفیف با نرخ ساعتی سرسویی حدود 5 تا 10 در اوج بارش است. این بارش از بقایای دنباله‌دار تاتل (Tuttle) که در سال 1790 کشف شد، منشأ می‌گیرد. منبع: http://mojeaseman.blogfa.com

بزرگترین بارش شهابی سال / تصاویر

آسمان زمین در این دوره از سال با نمایش آتش بازی طبیعی و کیهانی روشن می شود، چرا که بارش شهابی به اتمسفر زمین نزدیک شده است.

به گزارش عرش نیوز به نقل از مهر،
بارش شهابی برساوشی یکی از مهمترین بارش‌های شهابی سالیانه است. بیشینه نرخ ساعتی سرسویی این بارش غالبا در حدود 100است. این بارش شهابی از توده ذرات برجا ‌مانده از دنباله‌ دار سوئیفت ‌تاتل که آخرین بار در سال 1992 از نزدیک ما عبور کرد به وجود می ‌آید و معمولا از 27 تیر تا 3 شهریور (بیش از یک ماه) فعال است که بازه زمانی بلندی برای یک بارش شهابی به ‌شمار می رود.

 

منظره ای تماشایی برفراز قلعه لیندیسفرن در نورثامبرلند در زمان بارش شهابی برساوشی، دو شهاب آسمان پر ستاره شب را که کهکشان راه شیری در آن مشاهده می شود شکافته اند

 

 

شب گذشته رگه های روشن نور آسمان را در بسیاری از نقاط دنیا با نرخ سرعتی حدود یک شهاب در هر دقیقه مشاهده شده است.

 

یک عکاس این تصاویر خیره کننده از بارش شهابی برساوشی را که به 60 شهاب در یک ساعت تبدیل شده بود را در بریتانیا عکاسی کرده است

 

 

بارش شهابی در ولز، منظره تماشایی که انسانها طی 2 هزار سال گذشته از آن لذت برده اند.

 

آسمان صاف در شمال انگلستان منظره چشمگیری را رقم زده است.

 

تام هیتون 29 ساله عکاس برخی از تصاویر بارش شهابی در این رابطه گفت: این منظره بسیار چشمگیر بود، ما در یک ساعتی که آنجا بودیم 60 شهاب مشاهده کردیم. معمولا شهابها از یک سوی آسمان می آیند اما این شهابها از تمام جهات آمده که به نظر هیجان انگیز می رسیدند.

 

شب گذشته رگه های روشن نور آسمان را با نرخ هر شهاب در یک دقیقه می شکافت

 

 

وی گفت: برخی از این شهابها بزرگ بودند که شبیه گلوله آتش به چشم می رسیدند. آسمان صاف بود بنابراین شرایط برای مشاهده بارش شهابی ایده آل بود.

 

شهابها در نتیجه ذرات کوچکی شکل می گیرند که با سرعت بالا وارد اتمسفر زمین می شوند.

 

این گرما و هوای اطراف آنها موجب مشاهده رگه های زیبای نور از زمین می شود

 

 

بارش سالانه شهابی در نتیجه فرو افتادن موادی از دم دنباله سوئیفت تاتل شکل می گیرد

 

 

آلن فیتزسیمونز از دانشگاه بلفاست کوئین گفت: دنباله دار سوئیفت تاتل تا سال 2125 از نزدیکی زمین عبور نمی کند، اما هر سال ما این یادآوری زیبا را دریافت می کنیم که زمین از میان بقایایی حرکت می کند که این دنباله دار در مدار خود باقی گذاشته است. هر کدام از شهاب ها یک ذره از ذرات این دنباله دار هستند که با ورود به اتمسفر ما با سرعت 57 کیلومتر در ثانیه بخار می شوند.

 

یک شهاب که در پس کلیسای کاتولیک نزدیک روستانی باگوشوچی در 100 کیلومتری مینسک، بلاروس وارد اتمسفر زمین شد

 

 

آسمان کلیسای سنت آیون در نزدیکی روستای پاتسورننستی، بلغارستان در زمان بارش شهابی برساوشی

 

 

آسمان نوادا در طی بارش سالیانه شهابی که در نتیجه عبور زمین از میان بقایای به جای مانده توسط دنباله دار سوئیفت تاتل شکل می گیرد

منبع: http://mojeaseman.blogfa.comر