Return to Video

حرکت نامرئی اجسام بی حرکت - رن تیونی

  • 0:07 - 0:12
    اکثر اجسام بی جان اطراف شما
    احتمالا کاملا بی حرکت به نظر میرسند.
  • 0:12 - 0:16
    اما به عمق ساختار اتمی
    هر یک از آنها نگاه کنید،
  • 0:16 - 0:18
    و جهانی با لرزش مداوم را خواهید دید.
  • 0:18 - 0:19
    کش آمدن،
  • 0:19 - 0:20
    منقبض شدن،
  • 0:20 - 0:21
    جمع شدن،
  • 0:21 - 0:22
    حرکات نامنظم،
  • 0:22 - 0:25
    و کشیده شدن اتمها به هر طرف.
  • 0:25 - 0:28
    و با وجود اینکه این حرکات پریشان
    به نظر میرسند، اما اتفاقی نیستند.
  • 0:28 - 0:30
    اتم هایی که به هم متصل هستند،
  • 0:30 - 0:32
    و تقریبا ذات هر ماده ای را تشکیل می دهند،
  • 0:32 - 0:35
    بر اساس قوائدی حرکت میکنند.
  • 0:35 - 0:40
    برای مثال، مولکول ها را در نظر بگیرید،
    اتم ها با پیوند کوالانسی کنار هم هستند.
  • 0:40 - 0:42
    اساسا سه روش برای
    حرکت مولکول ها وجود دارد:
  • 0:42 - 0:43
    چرخش،
  • 0:43 - 0:44
    انتقال،
  • 0:44 - 0:46
    و لرزش.
  • 0:46 - 0:49
    چرخش و انتقال مولکول را
    در فضا حرکت می دهند
  • 0:49 - 0:52
    در حالی که اتم های آن
    نسبت به هم ثابت هستند.
  • 0:52 - 0:56
    در عوض، لرزش
    فاصله بین اتم ها را تغییر می دهد،
  • 0:56 - 0:58
    و در واقع ابعاد مولکول را
    عوض میکند.
  • 0:58 - 1:03
    برای هر مولکول، می توانید تعداد راه های
    متفاوتی که می تواند حرکت کند را بشمارید.
  • 1:03 - 1:05
    و این تعداد برابر با تعداد درجات آزادی
    آن خواهد بود،
  • 1:05 - 1:07
    که از نظر مکانیکی
  • 1:07 - 1:10
    اساسا به معنی تعداد متغیرهایی است
    که باید به حساب بیایند
  • 1:10 - 1:13
    تا سیستم به درستی شناخته شود.
  • 1:13 - 1:18
    فضای سه بعدی بوسیله سه محور y ،x و z
    توصیف میشود.
  • 1:18 - 1:23
    انتقال به مولکول اجازه می دهد تا
    در جهت هر یک از محورها حرکت کند.
  • 1:23 - 1:25
    این سه درجه آزادی است.
  • 1:25 - 1:29
    همچنین می تواند حول
    هر یک از محورها دوران کند.
  • 1:29 - 1:30
    واین سه درجه دیگر،
  • 1:30 - 1:33
    غیر از اینکه مولکول خطی باشد،
    مثل دی اکسید کربن.
  • 1:33 - 1:37
    در این حالت، دوران در یکی از جهات تنها به
    معنی چرخش مولکول حول محور خودش خواهد بود
  • 1:37 - 1:42
    که به حساب نمی آید، چونکه موقعیت
    اتمها در این صورت تغییر نمیکند.
  • 1:42 - 1:45
    توصیف حرکت لرزش
    کمی سختتر است.
  • 1:45 - 1:47
    یک مولکول ساده را در نظر بگیرید،
    مثلا هیدروژن.
  • 1:47 - 1:52
    طول پیوندی که دو اتم را کنار هم
    نگه داشته دائما در حال تغییر است
  • 1:52 - 1:54
    انگار که اتم ها با فنر به هم وصل شده اند.
  • 1:54 - 1:59
    این تغییر طول خیلی کوچک است،
    کمتر از یک میلیاردم متر.
  • 1:59 - 2:04
    هرچه تعداد اتم ها و پیوندهای مولکول بیشتر
    باشد، حالت های لرزش بیشتری خواهد داشت.
  • 2:04 - 2:07
    به طور مثال، یک مولکول آب
    سه اتم دارد:
  • 2:07 - 2:10
    یک اکسیژن و دو هیدروژن،
    و دو پیوند خواهد داشت.
  • 2:10 - 2:13
    این باعث می شود که مولکول
    سه حالت لرزش داشته باشد:
  • 2:13 - 2:14
    کشش متقارن،
  • 2:14 - 2:15
    کشش نامتقارن،
  • 2:15 - 2:17
    و خم شدن.
  • 2:17 - 2:21
    مولکول های پیچیده تر
    حتی حالتهای لرزش جالب تری دارند.
  • 2:21 - 2:22
    مثل تاب خوردن،
  • 2:22 - 2:24
    جنباندن،
  • 2:24 - 2:25
    و پیچاندن.
  • 2:25 - 2:30
    اگر بدانید هر مولکول چند اتم دارد،
    می توانید حالت های لرزش آن را بشمارید.
  • 2:30 - 2:32
    با تعداد درجات آزادی آن شروع کنید،
  • 2:32 - 2:35
    که سه برابر تعداد اتم های
    موجود در مولکول است.
  • 2:35 - 2:39
    و به این دلیل است که هر مولکول
    می تواند در سه جهت مختلف حرکت کند.
  • 2:39 - 2:41
    سه تا از آنها مربوط به انتقال است
  • 2:41 - 2:45
    زمانی که همه اتم ها
    در یک جهت حرکت میکنند.
  • 2:45 - 2:49
    و سه تا، یا دو تا برای مولکولهای خطی،
    مربوط به دوران است.
  • 2:49 - 2:54
    و بقیه ۳N-۶ یا
    ۳N-۵ برای مولکولهای خطی،
  • 2:54 - 2:56
    لرزش ها هستند.
  • 2:56 - 2:58
    خوب چه چیزی این حرکات را
    به وجود می آورد؟
  • 2:58 - 3:02
    مولکولها حرکت میکنند چون
    آنها انرژی را از اطرف خود جذب میکنند،
  • 3:02 - 3:06
    و بیشتر آن از جنس انرژی گرمایی یا
    تشعشعات الکترومغناطیسی است.
  • 3:06 - 3:08
    زمانی که این انرژی
    به مولکولها منتقل میشود،
  • 3:08 - 3:09
    آنها تندتر میلرزند،
  • 3:09 - 3:10
    تندتر میچرخند،
  • 3:10 - 3:13
    و یا سریع تر جابجا میکنند.
  • 3:13 - 3:17
    حرکت با سرعت بیشترانرژی جنبشی
    مولکول ها و اتم ها را افزایش میدهد.
  • 3:17 - 3:21
    ما این اتفاق را به صورت افزایش دما
    و انرژی حرارتی میبینیم.
  • 3:21 - 3:25
    این همان پدیده ای است که اجاق ماکروویو شما
    برای گرم کردن غذا از آن استفاده میکند.
  • 3:25 - 3:29
    اجاق پرتوهای ماکروویو ساطع میکند
    و مولکول ها آن را جذب میکنند،
  • 3:29 - 3:32
    مخصوصا مولکولهای آب.
  • 3:32 - 3:34
    پس با سرعت بیشتری به حرکت در میآیند،
  • 3:34 - 3:38
    و با برخورد با یکدیگر دما و انرژی
    گرمایی غذا را افزایش میدهند.
  • 3:38 - 3:41
    اثر گلخانهای هم مثال دیگری است.
  • 3:41 - 3:43
    بعضی از پرتوهای خورشید
    که با سطح زمین برخورد میکنند
  • 3:43 - 3:46
    به سمت اتمسفر بازتاب داده میشوند.
  • 3:46 - 3:51
    گازهای گلخانه ای، مانند بخار آب
    و دی اکسید کربن این پرتوها را جذب می کنند
  • 3:51 - 3:53
    و و با سرعت بیشتری حرکت می کنند.
  • 3:53 - 3:58
    این مولکولهای داغ تر و سریع تر
    پرتوهای فروسرخ را به همه طرف می تابانند،
  • 3:58 - 4:00
    از جمله به سمت خود زمین،
    و باعث گرم شدن آن می شوند.
  • 4:00 - 4:03
    آیا این حرکات مولکولی
    متوقف هم می شود؟
  • 4:03 - 4:06
    ممکن است فکر کنید که این اتفاق
    در صفر مطلق امکان پذیر است،
  • 4:06 - 4:08
    پایین ترین دمای ممکن.
  • 4:08 - 4:11
    هیچ کس تا به حال نتوانسته چیزی را
    تا آن دما سرد کند،
  • 4:11 - 4:12
    اما اگر هم می شد،
  • 4:12 - 4:16
    مولکولها به خاطر
    یک قانون مکانیک کوانتومی
  • 4:16 - 4:19
    به نام انرژی نقطه صفر،
    هنوز هم به حرکت ادامه می دادند.
  • 4:19 - 4:23
    به بیان دیگر، از لحظههای آغازین کائنات
    همه چیز در حال حرکت بوده است،
  • 4:23 - 4:27
    و تا مدتها هم به حرکت ادامه خواهد داد،
    مدتها پس از رفتن ما.
Title:
حرکت نامرئی اجسام بی حرکت - رن تیونی
Description:

درس کامل در: http://ed.ted.com/lessons/the-invisible-motion-of-still-objects-ran-tivony

اکثر اجسام بی جان اطراف شما احتمالا کاملا بی‌حرکت به نظر می‌رسند. اما به عمق ساختار اتمی هر یک از آنها نگاه کنید، و جهانی با لرزش مداوم را خواهید دید. کش آمدن، منقبض شدن، جمع شدن، حرکات نامنظم، و کشیده شدن اتم‌ها به هر طرف. رن تیونی دلیل و نحوه حرکات مولکول‌ها را شرح می‌دهد و تحقیق می‌کند که آیا این حرکت زمانی متوقف می شود یا نه.

درس از رن تیونیُ انیمیشن از زادم مدیا.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:44

Persian subtitles

Revisions Compare revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.