فیزیک موسیقی ۱

نویسندگان : علی فرهادی و محمد عرفان حق گو

 

در این سری از مطالب، می خواهیم شما را با فیزیک صوت در موسیقی آشنا کنیم. تمامی ساز ها و آلات موسیقی بر پایه ی مفهوم ساده ی موج صوتی تشکیل شده اند ، اما هر ساز صدا و زیبایی خاص خودش را دارد که انگار کاملا متمایز با ساز های دیگر است . انواع ساز ها نظیر کوبه ای (مثل دف و تنبک) ، زهی(مثل تار) و زهی مضرابی(مثل سنتور) و زهی آرشه ای(مثل ویولون) ، بادی (مثل نی و ترومپت) و یا ساز های پیچیده تر مثل پیانو با تبدیل انرژی مکانیکی بدن به صوت نواخته می شوند و تفاوت میان نحوه ی این تبدیل ، تفاوت در صدا را باعث می شود. این تبدیل عمدتا به دو صورت ضربه یا اصطکاک صورت می گیرد و مکان این تبدیل در بدنه ی ساز ، نت های مختلف را پدید می آورد . حال این سوال مطرح است که چنین سیستم پیچیده آی ، از کجا نشأت گرفته است

گذری کوتاه بر مفهوم زمان!

تاکنون برایتان پیش آمده است که زمان برایتان دیر بگذرد و مثلا گذر ۱۰ دقیقه را بیش از ۱ ساعت احساس کنید؟

یا وقتی ساعت مچی خود را همراه ندارید با توجه به علائم طبیعی همچون موقعیت خورشید، سایه های اجسام و… زما را درست تخمین بزنید؟

درک مفهوم زمان از مسئله هایی است که مدت هاست ذهن بشر را درگیر خود کرده است. اینکه آیا زمان صرفا یک مفهوم مجازی است یا اینکه زمان نیز مانند اجسام واقعیت دارد موضوعی است که درک آن میتواند برنامه ها  و زندگی ما را تحت تاثیر قرار بدهد.

در این مطلب قصد داریم به دیدگاه های متفاوت درباره زمان بپردازیم و کمی درباره مفهوم زمان صحبت کنیم. در خواندن این مطلب، بیش از آنکه به دنبال جواب باشید،‌به سوال ها فکر کنید!

پارادوکس برگ چای!

پارادوکس برگ چای

پدیده‌هایی در اطراف وجود داره که هر کسی دست کم یک‌بار اون‌ها رو دیده، ولی تا به حال بهش دقت نکرده. مثلا؛ وقتی یک لیوان چای که تفاله داشته باشه رو هم بزنیم، انتظار داریم به دلیل نیروی گریز از مرکز، اطراف کف لیوان جمع شوند، ولی وسط لیوان جمع می‌شوند (در صورتی که از چای سنگین‌تره). جواب این مسئله چیه؟

باتری چگونه کار میکند؟

باتری چگونه کار می‌کند؟

باتری ها قطعاتی الکترونیکی هستند که در مدار های ساده وصنعتی در ابعاد کوچک و بزرگ استفاده می‌شوند و منبع نیروی الکتریکی برای شارش الکترون ها در مدارند. بدون باتری، هیچ لپ تاپی، هیچ چراغ قوه ای، هیچ رباتی و… کار نمیکرد و علم به مدت ها پیش بر میگشت.

در این مطلب به اینکه این قطعات چگونه کار میکنند خواهیم پرداخت.

امواج گرانشی، از پیش‌بینی تا واقعیت

امواج گرانشی

در زمان‌های خیلی دور، در عمق فضا،‌ دو سیاهچاله سنگین به آرامی با هم رو در رو می‌شوند. این دو شبح ستاره‌ای همواره به طور مارپیچ به هم نزدیک می‌شوند، تا اینکه، تقریبا ۱.۳ میلیارد سال پیش، آنها با سرعت زیادی که نصف سرعت نور بود، به دور هم چرخیدند و سرانجام با هم یکی شدند. این برخورد لرزشی درون جهان منتشر کرد…

لرزش‌ها در تار و پود فضا-زمان امواج گرانشی نامیده می‌شوند. یکسال و پنج ماه پیش (سپتامبر ۲۰۱۵) از زمین عبور کردند؛ و برای اولین بار، فیزیکدانان امواج را شناسایی کردند، ۴ دهه تلاش، به نتیجه رسید و نگاه جدیدی به سمت آسمان آغاز شد.

فیزیک «از فلسفه تا ورود ریاضیات» (قسمت دوم: هنگام تمدن بشر)

تا آنجا گفتیم  که بشر برای رفع نیاز های اولیه خود شروع به فکر کرد (مجبور به فکر کردن و اندیشیدن چاره شد) به عنوان مثال فهمیدند که اگر پوست حیواناتی که شکار کرده اند را روی خودشان بیندازند گرم می شوند یا با چوبی که سرش تیز باشد می توانند از خودشان دفاع کنند یا گوشت شکار خود را بهتر تکه تکه کنند.

تا اینکه …

Image result for ‫کشف آتش‬‎

شیرینی، چوب شور و جایزه نوبل فیزیک ۲۰۱۶

جایزه نوبل

جایزه نوبل فیزیک امسال هم اهدا شد. جایزه رو به دو قسمت مساوی تقسیم کردند. یکی رو به آقای David J. Thouless از دانشگاه واشینگتون و اون یکی قسمت رو هم بین F. Duncan M. Haldane از دانشگاه پرینستون و J. Michael Kosterlitz  از دانشگاه براون تقسیم کردند. هر سه تاشون هم بریتانیایی بودن. جایزه رو برای کارشون در سال‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ دادن. کاری که کرده بودن توضیح یه چیز عجیب بود زمانی که یک ماده رو مثل یه صفحه له کنید یا به دمای نزدیک صفر مطلق ببرید. یا در واقع “کشف نظری انتقال‌های فاز توپولوژیکی و فاز‌های توپولوژیکی ماده”.

آقای هانس هانسون (Hans Hansson) یکی از اعضای کمیته جایزه نوبل گفت: “جایزه برای کار تئوری آنها بود. این ترکیب ریاضیات زیبا و بینش فیزیکی عمیق است. نتایج عجیب نظریه با آزمایشها تایید شده است.”

حالا، دقیقا این سه تا دانشمند چی رو اثبات کردند؟!

فیزیک «از فلسفه تا ورود ریاضیات» (قسمت اول : قبل از تمدن کامل بشری)

به نام خدایی که از نسبت محیط دایره به قطرش آگاه است

کلا اگر بخواهیم یک تاریخ یا پیشینه ای از علم به دست بیاریم با مطالعه اندک در میابیم که علمی که اکنون در دستان ما است و به پیشرفت در آن افتخار میکنیم  قبلا این چنین نبوده و اصلا کسی به دیدگاه علم به آن نگاه نمی کرد.

حال اولین سوال این است!

کدام علم اول بشر را به خودش جذب کرد؟ یا بهتر بگویم کدام پدیده ها برای بشر جالب بودند؟

وقتی به گذشته خیلی خیلی خیلی دور بر میگردیم کسی به فکر تبدیل مس به طلا و چگونه لاغر شویم و مراحل پیشگیری از سرطان و… نبود

بلکه به فکر این بودند که چگونه شکار کنند یا چگونه در سرمای طاقت فرسا زنده بمانند یا چگونه امنیت خود را تامین کنند…

Image result for first humans

 

یون کرافت، پرواز با الکتریسیته

معرفی

یون کرافت (ion craft) یک وسیله ی تولید نیروی پیشران با استفاده از ولتاژ بالاست. از این دستگاه و تئوری آن می توان در صنایع فضایی و فضاپیماها و همچنین از باد یونی حاصل در این وسیله، می توان در خنک سازی ابزار الکترونیکی همچون cpu کامپیوتر ها و … مورد استفاده قرار داد.

این ایده، ابتدا توسط توماس تاونسند براون (Thomas Townsend brown)در سال ۱۹۲۰٫م مورد بررسی قرار گرفته و طرح هایی برای آن زده شده است. همچنین اصل و بنیان فیزیک این وسیله بر تئوری ای به نام اثر بیفیلد براون ( biefeld brown effect ) استوار است.

تئوری
همانطور که گفته شد، اثر بیفیلد براون توضیح دهنده فیزیک این پدیده است. طبق این تئوری، در یک مدار با خصوصیاتی که در جلو ذکر خواهد شد، یون ها در فضای با چگالی بار بیشتر، به سمت فضای با چگالی بار کمتر حرکت میکنند. این مدار باید خصوصیات زیر را داشته باشد:

_ دارای ولتاژ بالا (بیش از ۱ kv) باشد.
_ یکی از الکترود ها نسبت به دیگری، مساحت و سطح مقطع کمتری داشته باشد(کوچک تر باشد؛ همچون سوزن و صفحه فلزی) تا در قسمت کوچکتر، چگالی بار بیشتر از قسمت پهن، بشود.
_ در اطراف این دستگاه، گازی وجود داشته باشد که با جریان ولتاژ بالا یونیزه شود(خلا نباشد)
_ فاصله ی دو الکترود از یکدیگر، ضربدر ضریب شکست الکتریکی گاز اطراف مدار، کمتر از ولتاژ موجود در مدار نباشد.( یعنی فاصله ی اندک آن موجب تخلیه الکتریکی و جرقه زدن نباشد)
_مقدار قسمت بالا، منهای ولتاژ موجود در مدار، بیش از ۱۵-۲۰ kv نباشد.(یعنی فاصله ی زیاد آن مانع از ایجاد باد یونی نشود)
با فراهم نمودن این مدار، شاهد جریان باد یونی از قطب کوچک، به قطب بزرگ خواهیم بود.

1 2