Advanced Search

عرض المشاركات

هنا يمكنك مشاهدة جميع المشاركات التى كتبها هذا العضو . لاحظ انه يمكنك فقط مشاهدة المشاركات التى كتبها فى الاقسام التى يسمح لك بدخولها فقط .


مواضيع - اسلحة الطاقه

صفحات: [1] 2 3 4
1
منتدى علم الكيمياء / صنع هدروجين فلزي
« في: ديسمبر 31, 2008, 10:35:55 مساءاً »
أخيرًا، تمكن الفيزيائيون من تحويل الهدروجين إلى فلز عن طريق تعريضه لظروف قاسية من الضغط ودرجة الحرارة، مماثلة لتلك السائدة في قلب كوكب المشتري.

 يبلغ طول مدفع الغاز ذي المرحلتين، الموجود في مختبر لورنس ليڤرمور القومي، طولَ حافلتين صغيرتين، وفيه كمية من غاز الهدروجين تعادل قوةُ انفجارها قوة عشر أصابع من الديناميت، ويطلق قذائفه بسرعة تبلغ نحو 7 كيلومترات في الثانية، وهو ما يعادل 20 ضعفا من سرعة الصوت أو 15 ضعفا من سرعة رصاصة منطلقة. إن هذا المدفع ليس سلاحا، بل هو وسيلة تجريب واختبار قوية وفعّالة، تهدف إلى صنع بضع قُطيرات من سائل.

وبالطبع، ليس هذا السائل سائلا عاديا، مع أنه من الهدروجين، الذي يُعدُّ أكثر العناصر شيوعا في الكون. وقد بدا هذا العنصر، ببنيته الذرية البسيطة ـ إذ تتشكل ذرته من پروتون واحد وإلكترون واحد ـ أكثر تعقيدا بكثير مما ظنه العلماء. فهو عنصر غازي يتشكل من جزيئات ثنائية الذرة (في كل جزيء ذرتان)، يمكن تبريده وتحويله إلى سائل فيما دون الدرجة 20 كلڤن، أي ما يعادل (253- درجة سيلزية) وإلى صلب فيما دون الدرجة 14 كلڤن (259- درجة سيلزية)، وهو في جميع حالاته هذه، عازل لا ينقل التيار الكهربائي. إلا أن الفيزيائيين كانوا قد تنبؤوا في الثلاثينات من القرن العشرين بأن تعريض الهدروجين لضغوط فائقة يمكن أن يؤدي إلى تفكك جزيئاته (أي انقسامها إلى ذرات) مما يحوِّله إلى فلز موصل.

وفي الستينات، بيّن [من جامعة كورنل] أن الهدروجين الفلزي الصلب ينقل الكهرباء من دون مقاومة؛ فإذا أمكن إبقاؤه على حالته الفلزية الصلبة هذه، في الشروط الاعتيادية من ضغط ودرجة حرارة، أمكن استخدامه مادةً ذات موصلية فائقة superconductor في درجة حرارة الغرفة، وهي ما كان يبحث عنه الفيزيائيون طوال عقود. إضافة إلى ذلك فإن هذا الفلز الصلب يمكن أن يستخدم مصدر طاقة مُدْمجا، كما يمكن أن يستخدم مادةَ بناء خفيفة الوزن.

وحديثا، قمت وزملائي بخطوة للتحقق من إمكانية تحقيق ذلك، حيث عمدنا، باستخدام مدفع الغاز في ليڤرمور، إلى ضغط الهدروجين السائل إلى الحد الذي سمح بتحويله إلى حالة فلز سائل، بقي فيها لأقل من جزء من مليون جزء من الثانية، وهو زمن أتاح الفرصة لنا لإجراء بعض القياسات عليه ولتحديد موصليته الكهربائية. وعلى الرغم من عدم تمكننا من تحقيق كل ما هدفنا إليه من صنع هدروجين فلزي صلب، فإن ما حصلنا عليه سمح لنا بإلقاء الضوء على سلوك الهدروجين في ضغوط ودرجات حرارة فائقة الارتفاع. وقد تساعد هذه المعرفة الباحثين على ابتكار وسائل أفضل لبدء تفاعلات الاندماج بغية توليد الطاقة، كما قد تزيد من فهمنا لما في باطن كوكب المشتري ذي الكتلة الهائلة، التي يعتقد معها أن الهدروجين السائل، في داخل العملاق الغازي، يتعرض إلى انضغاط شديد يحوِّله إلى حالة فلزية.

منذ نهاية القرن التاسع عشر، تنبأ عدد من العلماء بأن الهدروجين يمكن أن يصبح فلزيا عند تكاثفه. إذ إنه، وعلى الرغم من كل شيء، يحتل مكانا في العمود الأول من الجدول الدوري مع العناصر الفلزية القلوية. وقام الفيزيائي السكوتلندي في عام 1898، بإسالة الهدروجين، كما قام بعد ذلك بسنة واحدة بتجميده وتحويله إلى صلب. ولدهشة الكثيرين بدا الهدروجين في هاتين الحالتين المتكاثفتين، مادة عازلة، إذ ظلّت ذراته مرتبطة إحداها بالأخرى في جزيئات ثنائية الذرة، تسلك كما الهالوجينات الواقعة في العمود السابع من الجدول الدوري، مثل الكلور والفلور.

ومع بدء عهد الميكانيك الكمومي، الذي يهتم بدراسة فيزياء العالَم الذري، أجريت دراسات وتحاليل جديدة عن سلوك عنصر الهدروجين، فتوقع الباحث

[من جامعة پرنستون] في سنة 1935، أن الهدروجين الصلب العازل ذا البنية الجزيئية الثنائية الذرة، قد يتحول، بتأثير ضغوط شديدة الارتفاع، إلى هدروجين صلب فلزي أحادي الذرة. وتراوحت، عبر السنين، التقديرات النظرية لقيم الضغوط اللازمة لتحقيق ذلك بين 25 و2000 گيگاپاسكال، وهو ما يعادل 000 250 إلى 20 مليون ضغط جوي عند مستوى سطح البحر (گيگا = 109، پاسكال # 5-10 ضغط جوي). وتشير أحدث الحسابات المجراة إلى أن قيمة الضغط اللازم لتحويل الهدروجين الجزيئي الصلب إلى حالته الفلزية تبلغ 400 گيگاپاسكال (أي ما يعادل 4 ملايين ضغط جوي)؛ في حين تُظهِر حسابات حديثة أجريت بوساطة الأشعة السينية أن قيمة هذا الضغط تبلغ 620 گيگاپاسكال.

يمكن تحقيق مثل هذا الضغط الفائق الارتفاع، الذي تقرب قيمته من قيمة الضغط في مركز الأرض، بضغط عينة بين سطحين فائقي القساوة، كما في خلية السندان الماسي [انظر: "The Diamond Anvil High-Pressure Cell," by A. Jayarman; Scientific American, April 1984].

لقد تمكن باحثون باستخدام هذه الطريقة من تحقيق ضغوط تصل إلى 500 گيگاپاسكال.

حاول كل من و [من معهد كارنيگي في واشنطن] و [من جامعة هارڤارد] و [من كورنل] تحويل الهدروجين إلى فلز بإخضاعه لضغوط تصل إلى 340 گيگاپاسكال. وعلى الرغم من تصلب الهدروجين، مما يسمح بإجراء قياسات عليه لانعراج الأشعة السينية، ولإخضاعه لقياسات طيفية، فإن هؤلاء الباحثين لم يتمكنوا من كشف موصليته بصورة مباشرة، لأن أسلاك التوصيل الكهربائي المستخدمة في خلية السندان الماسي كانت تتكسر تحت تأثير هذا الضغط العالي. كما تعذر تحويل الهدروجين السائل إلى حالته الفلزية، في هذه الخلية، لأن المائع كان ينفُذ وينتشر بسرعة عبر جدرانها.

 

يؤمن الاصطدام الفجائي تحقيق ضغط الصدمة اللازم لانضغاط عينة من الهدروجين السائل وتحويلها إلى حالة فلزية. ففي مدفع الغاز (في الأعلى)، تُسرّع قذيفة (قرص فلزي بقياس ربع الدولار، مكسو بطبقة من البلاستيك) إلى سرعة عالية تبلغ نحو سبعة كيلومترات في الثانية؛ وعند ارتطام هذه القذيفة بحامل عينة الهدروجين تنشأ في طبقة الهدروجين السائل الرقيقة (اللون الأصفر) موجة صدم، لا تلبث أن تأخذ بالترداد بين صفيحتين قاسيتين من السفير (الياقوت الأزرق) (اللون الأزرق)، معرِّضة الهدروجين إلى ضغط يبلغ نحو 180 گيگاپاسكال. تعمل إبرة زناد (اللون الأرجواني) على تشغيل آلية تسجيل تسمح للمسارِي (اللون البرتقالي) بقياس موصلية الهدروجين لتحديد بدء تحوله إلى الحالة الفلزية.

إطلاق مدفع الهدروجين :

بدأت طريقة استخدام مدفع الغاز منذ نحو عشر سنوات، إثر اكتشاف الموصلات الفائقة في درجات الحرارة المرتفعة. إن هذه المواد الشبيهة بالسيراميك تنقل الكهرباء من دون مقاومة في درجات حرارة قريبة من درجة غليان النتروجين (البالغة 77 درجة كلڤن، أو 196 درجة سيلزية)، وهي أعلى بكثير من درجات الحرارة اللازمة لعمل الموصلات الفائقة التقليدية (القريبة من درجة غليان الهليوم البالغة 4 درجات كلڤن، أو - 269 درجة سيلزية). وبدأتُ في مطلع التسعينات باستخدام هذا المدفع لاختبار تلك المواد. كانت شركة جنرال موتورز قد طورت هذا المدفع منذ الستينات، لاستخدامه في أبحاث القذائف الباليستية الذاتية الدفع، وقد استُخدم نموذج كبير منه لتسريع أنواع من القذائف لمحاكاة تأثير عودتها إلى الجو الخارجي بسرعات كبيرة. وحديثا حصل مختبر ليڤرمور على نموذج صغير من هذا المدفع يمكن استخدامه في أبحاث الدفاع، وذلك لإمكانية تعريض المواد فيه لظروف قاسية جدا.

ومن معرفة قيم الضغوط التي يستطيع المدفع تحقيقها، اعتقدتُ أنه يمكن أن يكون مفيدا في دراسة موصلية الهدروجين المائع. ترتفع نقطة انصهار الهدروجين، عند تعريضه لضغوط مرتفعة، فتبلغ 1500 درجة كلڤن (أي ما يزيد على 1200 درجة سيلزية) عند تعريضه لضغط مقداره 100 گيگاپاسكال؛ لذا ينبغي تسخين المائع لمنعه من التجمد. إن الطريقة المثلى لضغط الهدروجين وتسخينه، هي تعريضه لموجة صدم shock wave. وموجة الصدم، المعروفة على نحو شائع بأنها انفجار الصوت الذي تحدثه الطائرات الأسرع من الصوت، هي تغير مفاجئ للضغط يُقسِر الجزيئات على الاقتراب، بعضها من بعض، بسرعة كبيرة مما يزيد من درجة حرارتها. وبدأتُ وزملائي و في عام 1991، باستخدام مدفع الغاز لإحداث موجة صدم تردادية reverberating في الهدروجين السائل.

يتكون المدفع من جزأين، أولهما مؤخرة فيها نحو 3.3 كيلوغرام من البارود الذي يدفع عند تفجيره مكبسا ثقيلا نحو أسفل أسطوانة يبلغ طولها عشرة أمتار وقطرها 90 مليمترا (انظر الشكل العلوي في الصفحة 49). تُملأ الأسطوانة بستين غراما من غاز الهدروجين (وهو غير الهدروجين المراد تحويله إلى الشكل الفلزي). يضغط المكبس الذي يزن نحو 6.8 كيلوغرام، الهدروجين نحو مقدمة الأسطوانة، وعندما يصبح ضغطه مساويا 0.1 گيگاپاسكال، يمزق صماما يسمح للغاز بدخول الجزء الثاني من المدفع، وهو أسطوانة مخلاة أضيق من سابقتها، يبلغ طولها تسعة أمتار وقطرها 28 مليمترا، ويؤدي تضيق الأسطوانة إلى زيادة سرعة الغاز فيها.

يدفع الهدروجين الغازي أمامه، بعد مروره عبر الصمام، صفيحة معدنية بقياس الكوارتر (وهو قطعة نقدية تعادل ربع الدولار) تسمى المِصْدَمة impactor (يسرِّع الهدروجين القذيفة على النحو الأفضل لأن له، من بين جميع الغازات، الوزن الجزيئي الأدنى وسرعة الصوت الأعلى). تزن المصدمة 20 غراما، وتنطلق نحو أسفل الأسطوانة بسرعة قد تبلغ 7 كيلومترات/ثانية (أي ما يعادل 000 16 ميل/ساعة)، فتصدم في نهايتها حاملا من الألمنيوم يحوي عينة الهدروجين السائل على شكل طبقة سماكتها 0.5 مليمتر، موضوعة بين صفيحتين من السَّفير (الياقوت الأزرق) sapphire القاسي، وقد تم سابقا تبريد الهدروجين المائع حتى الدرجة 20 كلڤن، لتأمين كثافة أولية مرتفعة له.

 

تبين نتائج التجارب التي جرت في مدفع الغاز أن المقاومية للهدروجين السائل تنخفض، ومن ثم ترتفع موصليته، عند زيادة الضغط الواقع على العينة، فعندما تراوح قيمة هذا الضغط بين 93 و120 گيگاپاسكال، يكون الهدروجين في حالة شبه موصلة، وعندما ترتفع قيمة هذا الضغط إلى 140 گيگاپاسكال، تنخفض المقاومية إلى نحو 0.0005 أوم-سنتيمتر، حيث يغدو في حالة فلزية. ويسلك الدوتيريوم، وهو نظير للهدروجين، السلوك ذاته.

يؤدي ارتطام المصدمة بحاوية الألمنيوم إلى إحداث موجة صدم قوية تعبُر، من خلال هذه الحاوية، نحو طبقة الهدروجين السائل وتنعكس بين صفيحتي السفير المحيطتين بهذه الطبقة، ويتكرر انعكاسها وارتدادها بينهما أكثر من عشر مرات، مما ينشئ ضغط صدم في طبقة الهدروجين، تقدر قيمته ب180 گيگاپاسكال، فتنضغط هذه الطبقة إلى عُشْر حجمها الأصلي وترتفع درجة حرارتها إلى نحو 3000 درجة كلڤن. يشكل ترداد reverberation موجة الصدم وتراكمها accumulation وضغطها أساس نجاح التجربة؛ فتعرّض الهدروجين المائع لموجة صدم وحيدة بالضغط ذاته، قد يرفع درجة حرارته بصورة أعلى كثيرا من المطلوب.

تعمل إبرة زناد trigger pin موضوعة في حامل العينة على تشغيل جهاز تسجيل فور كشفها وصول موجة الصدم الأولى إلى العينة. وعلى الرغم من تعرض هذه الأخيرة إلى الضغط الأعظمي الناشئ لمدة 100 نانوثانية فقط، (أي عُشر واحد من مليون جزء من الثانية)، فإن ذلك يكفي لبلوغ الهدروجين فيه مرحلة التوازن الحراري، كما يكفينا نحن لإجراء قياساتنا. ومن حسن الحظ أن زمن إجراء التجربة هذا صغير إلى الحد الذي لا يتيح المجال للهدروجين لكي ينفُذ وينتثر عبر حامله، أو أن يتفاعل معه كيميائيا.

لم تكن تجربتنا تخلو من الأخطار، فقد كان علينا أخذ الاحتياطات التي تؤمن عدم امتزاج غاز الهدروجين في المدفع بغاز الأكسجين في حجرة الهدف. ولما كان تفاعل كمية الهدروجين التي في المدفع مع الأكسجين، يحرر طاقة تكافئ في شدتها شدة انفجار كيلوغرامين من مادة ثلاثي نترو تولوئين (TNT)، فقد كان علينا أيضا التأكد من أن حجرة الهدف متينة وقادرة على تحمل شظايا الاصطدام لأن انثقابها سوف يتيح المجال أمام الهواء (والأكسجين) للدخول إليها. وراعينا في تصميمنا أن الهواء، حتى إذا تسرب إلى داخل الحجرة، لن يكون كافيا لإحداث انفجار فيها، فكنا نوقف فورا، بعد إطلاق المدفع، جميع مصادر التغذية الكهربائية اللازمة لتعرّف ما يجري في هذه الحجرة، مما يؤمن عدم حدوث شرارة كهربائية قد تفجر غاز الهدروجين فيها، كما كنا نعمل سريعا وبعد كل إطلاق على ضخ غاز النتروجين في الحجرة لتخميل الهدروجين الموجود فيها، وأخيرا لم يكن يُسمح لأحد بالدخول إلى الحجرة عند إطلاق المدفع.

 

يتكون مدفع الغاز ذو الطورين من مؤخرة متصلة بأنبوب مضخة، ومن أنبوب ضيق (أصغر قطرا). تعبأ المؤخرة ب3.3 كيلوغرام من البارود، الذي يوضع بعضه في أنبوب اللهب الأجوف، ويوضع بعضه الآخر في جيب أو حافظة حول الأسطوانة (في الأعلى). عند إطلاق المدفع وإشعال البارود، تدفع الغازات الساخنة الناتجة من الانفجار مكبسا يتحرك في أنبوب المضخة (في الأسفل)، دافعا أمامه غاز الهدروجين الذي يفتح في نهاية المضخة صماما يندفع الغاز منه نحو الأنبوب الضيق، فيدفع أمامه قذيفة نحو حجرة الهدف. تتكون القذيفة من صفيحة فلزية تدعى المِصْدمة، محفوظة في غلاف من البلاستيك، حيث ترتطم بحامل العينة (المصنوع من الألمنيوم) والذي يحوي الهدروجين السائل المراد تحويله إلى الحالة الفلزية (أقصى اليمين).

جاء اكتشافنا الهدروجين الفلزي مصادفة، إذ كنا نتوقع رؤية الهدروجين المائع يقترب من الحالة الفلزية من دون أن يبلغها. ولتحديد موصلية هذا الهدروجين فقد تم إرسال مقدار صغير من التيار الكهربائي في المسارِي التي في حامل العينة، وذلك بغية قياس مقاوميته الكهربائية electrical resistivity (إن مقاومة سلك لتيار كهربائي يمر فيه تساوي مقاوميته مضروبة في طوله وقسمة النتيجة على مساحة مقطعه)، حيث بلغت المقاومية نحو 1 أوم-سنتيمتر تحت ضغط مقداره 93 گيگاپاسكال، وانخفضت إلى 0.005 أوم-سنتيمتر عند زيادة الضغط الواقع على العينة إلى 120 گيگاپاسكال. تتوافق هذه القيم وحالة مادة شبه موصلة semiconductor، حيث تكون المقاومية أقل من مثيلتها في العوازل العادية وأعلى منها في الموصلات الفلزية metallic conductors.

وعند رفع قيمة الضغط إلى 140 گيگاپاسكال انخفضت مقاومية الهدروجين السائل إلى نحو 0.0005 أوم-سنتيمتر، دالّة على أنه أصبح في حالة فلزية موصلة تماما للكهرباء. وممّا أثار دهشتنا بقاء هذه المقاومية على هذه القيمة في ضغوط أعلى وصلت حتى 180 گيگاپاسكال. لقد فوجئت كثيرا بهذه النتائج، ولذا أحجمت عن نشرها، وأمضيت سنة كاملة أتمعن فيها، وأعيد التأكد من صحتها حتى استطعتُ فهم سبب وجوب بقاء المقاومية ثابتة في ضغوط شديدة الارتفاع.

إن ما يحدث، على المقياس الذري، أثناء تحول الهدروجين السائل إلى حالة فلزية هو أن بعض إلكتروناته تتحرر من جزيئاتها [انظر الشكل في الصفحة 51]. فذرتا الهدروجين تميلان بشدة في الضغوط المنخفضة إلى تشكيل جزيء، لذلك يحوي الهدروجين السائل جزيئات فقط، في كل واحد منها پروتونان محاطان بغيمة من شحنة سالبة (هي إلكترونان). ولما كان إبعاد إلكترون عن جزيء الهدروجين يحتاج إلى مقدار كبير نسبيا من الطاقة (15 إلكترون ڤلط)، فإن الهدروجين السائل، ذا البنية الجزيئية، لا يستطيع توصيل التيار الكهربائي، وهو لذلك عازل كهربائي.

تتغيّر هذه الصورة عند قسر جزيئات الهدروجين على الاقتراب بعضها من بعض وتسخينها بموجة الصدم التردادية، فتتناقص فرجة الحركية الإلكترونية electronic mobility gap ـ وهي الطاقة اللازمة لإبعاد إلكترون عن الجزيء بحيث يصبح موصلا ـ عند اقتراب الجزيئات بعضها من بعض؛ وأكثر من ذلك، فإن هذه الطاقة تتوفر من التسخين الذي يسببه الصدم، فيغدو الهدروجين السائل شبه موصل، تزداد موصليته الكهربائية ـ وتنخفض مقاوميته ـ بازدياد كثافته وارتفاع درجة حرارته.

 



وعندما رفعنا ضغط الصدمة shock pressure إلى 140 گيگاپاسكال، ارتفعت كثافة الهدروجين السائل إلى 0.32 مول/سنتيمتر مكعب، وارتفعت درجة حرارته إلى 2600 كلڤن، كما انخفضت فرجة الحركية الإلكترونية فيه إلى 0.22 إلكترون ڤلط. وعند هذه الكثافة تقترب جزيئات الهدروجين بعضها من بعض حتى تتراكب غماماتها الإلكترونية السالبة الشحنة، وهو ما يتيح لإلكتروناتها أن تقفز بحرية من جزيء إلى آخر بحيث تغدو متحركة. ولن تؤدي أي زيادة لاحقة في كثافة الهدروجين إلى زيادة تحرك إلكتروناته، مما يفسر سبب عدم استمرار انخفاض مقاوميته مع ازدياد قيمة الضغط الواقع عليه.

إضافة إلى ذلك، فإن نحو 10 في المئة من جزيئات الهدروجين تتفكك في هذه الشروط، إلى ذراتها؛ فيغدو الهدروجين السائل مزيجا معقدا من جزيئات ومن ذرات، وربما من حشود من مرتبة أعلى. يؤدي الاصطدام المستمر لهذه الجزيئات إلى تفككها إلى ذرات؛ ويمكن للذرات في نهاية الأمر أن تتحد ثانية لتشكل جزيئات جديدة. لذلك، وبسبب هذه الفوضى في حالة الهدروجين السائل، فإن إلكتروناته الموصلة تكون مشتتة ومتبعثرة عند كل جزيء فيه. تعرف هذه الحالة بالموصلية الدنيا لفلز غير منتظم disordered metal.

إن الضغط اللازم لتحويل الهدروجين الصلب إلى حالة فلزية أعلى مما يتطلبه الهدروجين السائل؛ وربما يُعزى السبب في ذلك إلى أن ذرات الهدروجين عند تصلبها تشغل مواقع ثابتة في شبكة بلورية، مما يعيق أو يثبط تحوُّله إلى الحالة الفلزية، بسبب زيادة قيمة فرجة الطاقة الإلكترونية، ولا وجود في الهدروجين السائل لمثل هذه البنية البلورية.

استخدامات جمّة للهدروجين الفلزي :

في التجارب التي أجريناها بقي الهدروجين أقل من ميكروثانية في الحالة الفلزية. لكن إذا استطاع الباحثون صنع هدروجين فلزي صلب وإبقاءه في هذه الحالة تحت الشروط العادية من الضغط ودرجة الحرارة، فإن الفوائد العلمية والتقانية المحتملة ستكون كبيرة جدا، ولما كنا نجهل كيفية صنع مثل هذا الهدروجين الذي يبقى في حالته الصلبة الفلزية في الشروط العادية، ولا نعرف إن كان هذا الصنع ممكنا، فإن الفقرات اللاحقة هي محض تخمينات. وعلى كل حال فإن الخصائص الميكانيكية والحرارية والضوئية والمغنطيسية والكهربائية لمثل هذه المادة ستكون غالبا خصائص غير اعتيادية أو مألوفة. ونبين فيما يلي بعض التطبيقات المحتملة للهدروجين الفلزي الصلب:

موصل فائق في درجة حرارة الغرفة :

تنبأ بعض الفيزيائيين بأن الهدروجين الفلزي الصلب قد يكون قادرا على توصيل الكهرباء، من دون مقاومة، في درجة حرارة الغرفة؛ ويمكن لمثل هذا الموصل الفائق superconductor أن يحدث ثورة في معظم مظاهر حياتنا المعاصرة: فخطوط نقل الطاقة لن تفقد شيئا مما تنقله، والحواسيب سوف تكون أسرع، والقطارات يمكن أن تُعوَّم على وسادات مغنطيسية، ويمكن أن تختزن مقادير هائلة من الطاقة في حقول مغنطيسية من دون أي خسارة تذكر. إن أفضل الموصلات الفائقة في درجات الحرارة المرتفعة تعمل حاليا في نحو الدرجة 150 كلڤن ( -123 درجة سيلزية)، ولذلك يجب تبريدها بالنتروجين السائل، مما يجعلها غير عملية في استخداماتنا اليومية.

إنشاءات أو هياكل خفيفة الوزن :

يمكن صنع هدروجين فلزي قوي ومتين باستخدام مضافات ترتبط بجزيئات الهدروجين وذراته، عندما تكون تحت ضغوط فائقة الارتفاع وتبقيها في مواقعها عند خفض درجة الحرارة والضغط المطبَّقين عليها بسرعة فائقة. وهناك احتمال كبير بأن يعطي هذا الخفض المفاجئ زجاجا فلزيا قد يشبه الزجاج الفلزي الپالاديومي الذي يصنع حاليا باستخدام مضافات من البور والفسفور. وقد تقترب كثافة الهدروجين الفلزي الصلب من كثافة قرينه السائل البالغة 0.7 غرام/سنتيمتر مكعب أو من كثافة الماء. وقد تكون هذه المادة أخف من الألمنيوم بثلاث مرات ومن الحديد بعشر مرات، ويستحيل مع ذلك التنبؤ بقوتها. وفي أكثر السيناريوهات تفاؤلا، يمكن أن يستخدم الهدروجين الفلزي الصلب في صنع سيارات خفيفة الوزن، سوف تكون أكثر كفاءة (فعالية) في استخدام الوقود من السيارات التقليدية.

وقود نظيف :

يستطيع الهدروجين الفلزي الصلب، بسبب كثافته، أن يختزن مقادير كبيرة من الطاقة، يحررها عند عودته إلى حالته الغازية. وليس بوسعنا تقدير كفاءة مثل هذه السيرورة، إلا أننا نعلم أن المنتج الأساسي فيها هو غاز الهدروجين، لذلك فإن وقود الهدروجين الصلب هو وقود نظيف بيئيا، شريطة أن تكون المضافات المستخدمة في صنعه نظيفة بيئيا بدورها. وإذا أمكن تحرير الطاقة المختزنة في هذا الوقود، بصورة بطيئة نسبيا، فإنه يمكن أن يحل محل الگازولين وغيره من أشكال الوقود المستخدمة في وسائط النقل. وإذا تحررت هذه الطاقة بصورة أسرع على نحو ما، فإنه يمكن استخدام هذا الوقود وقودًا دافعًا، إذ يمكن أن يعطي الكيلوغرام الواحد منه قوة دفع أكبر بخمس مرات مما يعطيه الوقود المستخدم حاليا لإطلاق الصواريخ والمكوّن من غازي الهدروجين والأكسجين السائلين. أما إذا أمكن تحرير الطاقة المختزنة في الهدروجين الفلزي الصلب بصورة سريعة جدا، فإنه يمكن استخدامه مادةً متفجرة.

حبيبات الندماج :

إن الهدروجين المكون من النظيرين، الدوتيريوم والتريتيوم، DT، يعمل وقودًا في تفاعل اندماج الحصر العطالي ICF، إذ تؤمن ليزرات قوية ضغط هذا الوقود وتسخينه مسببة اندماج نوى جزيئاته؛ ويمكن لحبيبة وقود مكونة من هدروجين فلزي صلب أن تعطي طاقة اندماج أكبر بكثير مما تعطيه أشكال الدوتيريوم والتريتيوم DT الأخرى، ليس بسبب حالتها الفلزية بل لكثافتها العالية. وقد تمكن المهندسون باستخدام وقود الDT الفلزي من تعبئة حيز ما بمقادير كبيرة منه تزيد كثيرا على ما يمكن تعبئته من أشكال أخرى من الوقود الغازي أو الناري الصلب. إن الكثافة الأولية المرتفعة لحبيبة الدوتيريوم والتريتيوم الفلزية تزيد كثيرا من فعالية السيرورة وكفاءتها.

بدت البيانات المتعلقة بالمقاوميات الكهربائية للهدروجين وبسلوكه في ضغوط ودرجات حرارة فائقة الارتفاع واعدة، وخاصةً فيما يمكن أن تسلط الضوء عليه في النماذج الموضوعة لقلب كل من كوكبي المشتري وزحل. فكتلة هذين العملاقين الغازيين أكبر من كتلة الأرض بنحو 400 مرة. ومعظم الهدروجين الذي فيهما يكون في صورة مائع فلزي يُنتج الحقلين المغنطيسيين لهذين الكوكبين بفعل مفعول الدينمو الحملي convective dynamo action.

كوكب المشتري في زجاجة :

قبل أن تظهر نتائج تجاربنا، كان علماء الفلك النظريون يعتبرون أن كوكب المشتري مغطى بحزم كثيفة من السحب، وأن وشاحه mantle، وهو نِطاقه الغلافي الأوسط الواقع تحت القشرة crust وفوق القلب، هو بحر واسع من الهدروجين السائل العازل يمتد إلى مسافة 000 18 كيلومتر، أي نحو ربع المسافة في عمق الكوكب نحو مركزه؛ أما قلب الكوكب فمن الهدروجين الفلزي السائل. وما بين الوشاح والقلب حدود واضحة. وعند هذا العمق، يقوم ضغط الثقالة، البالغ نحو 300 گيگاپاسكال، بتحويل الهدروجين من مائع عازل جزيئي (ثنائي الذرة) إلى مائع فلزي أحادي الذرة. غير أن النتائج المختبرية التي حصلنا عليها دلت على أن التحول الذي يحصل في الهدروجين السائل بين الصورتين الجزيئية والذرية هو عملية مستمرة؛ لذلك فإن من غير المحتمل أن تكون هناك حدود واضحة بين وشاح المشتري وبين قلبه. ومن المحتمل أن يبدأ الهدروجين الجزيئي بالتفكك عند ضغط قريب من 40 گيگاپاسكال، ثم يكتمل هذا التفكك تحت ضغط مقداره 300 گيگاپاسكال. وتصل الموصلية الكهربائية للهدروجين السائل إلى الحد الأدنى للموصلية الفلزية تحت ضغط مقداره 140 گيگاپاسكال وفي درجة حرارة مقدارها 4000 كلڤن. ويتحقق هذا الضغط على عمق نحو 7000 كيلومتر.

 

تكون جزيئات الهدروجين السائل العادي (في اليسار) متباعدة بعضها عن بعض على نحو واضح، وتبقى إلكتروناتها (الممثلة بغمامات ذات شحنة سالبة) قريبة من أزواج بروتوناتها. وعند تطبيق ضغط على الهدروجين، تقترب جزيئاته من بعضها بعضا بحيث يغدو بوسع إلكتروناتها أن تقفز بسهولة من جزيء إلى جزيء مجاور، مسببة سريان تيار كهربائي عند تطبيق ڤلطية على السائل (في اليمين)؛ كما يسبب الضغط تفكك نحو 10 في المئة من الجزيئات إلى ذرات.

وهذا يعني أن الحقل المغنطيسي للمشتري ينشأ قريبا من سطحه بخلاف ما كان يُظن سابقا، وهو ما يفسر الشدة النسبية لهذا الحقل على سطح الكوكب البالغة 10 گاوس، مقارنة بشدة الحقل المغنطيسي على سطح الأرض البالغة 0.5 گاوس فقط، إذ ينشأ الحقل المغنطيسي في موقع أكثر عمقا داخل الأرض، في قلبها الحديدي الذي يمتد فقط إلى نصف المسافة إلى سطحها.

إن معرفة كيفية سلوك الهدروجين السائل، في مدى واسع من درجات الحرارة والضغط، تعد أمرا مهما أيضا لتطوير اندماج الحصر العطالي intertial-confinement fusion ICF، حيث توضع حبيبة وقود fuel pellet مكوّنة من نظائر الهدروجين، الدوتيريوم والتريتيوم، في تجويف مهيأ خصيصا لها يدعى الجسم الأسود hohlraum، وتشعع بنبضات ليزرية ذات شدة عالية متدرجة بدلالة الزمن. تنتج نبضة الليزر الأولى موجة صدم يقدر ضغطها ب100 گيگاپاسكال، وتعمل النبضات اللاحقة عمل موجات الصدم التردادية في تجربتنا؛ وتسمح معرفة كيفية سلوك الهدروجين مع هذه الضغوط للباحثين بتحديد الوسيلة الفضلى لتدبّر النبضات الليزرية.

لاتزال تجاربنا بعيدة عن تحقيق واحد من أكثر تطلعاتنا أهمية، وهو الإبقاء على الهدروجين الفلزي الصلب، بعد إنتاجه، في حالته هذه تحت الضغط العادي ودرجة حرارة الغرفة؛ فقد يكون ممكنا ضغط الهدروجين، ثم رفع الضغط الواقع عليه بسرعة، بحيث يحتفظ بخصائصه الفلزية كجسم صلب كما يفعل الكربون العديم الشكل، الذي يتحول بتأثير ضغوط مرتفعة إلى شكل ماسي بلوري يحافظ عليه بعد رفع الضغط عنه. وإذا أمكن صنع هذا الهدروجين فستكون له تطبيقات لا تحصى [انظر: «استخدامات جمّة للهدروجين الفلزي» في الصفحة 50].

ولن يكون تحقيق ذلك سهلا. فقوى ڤاندرڤالس، التي تُباعد ما بين الجزيئات عند تحريرها من الضغط الواقع عليها، قوية في الهدروجين. وقد تكون هناك حاجة إلى إيجاد مُضافات additives تلتصق بالهدروجين وترتبط بذراته وجزيئاته تحت الضغط، ثم تبقيها في مواقعها عند إزالة الضغط الواقع عليها؛ وعلينا لذلك أن نبحث عن مضافات لا تغير من خصائص الهدروجين الفلزي النافعة والمفيدة.

  

 

يتكون باطن كوكب المشتري، بصورة رئيسية، من بحر من الهدروجين السائل. وقد ظل الاعتقاد سائدا أن الهدروجين يتحول إلى شكله الفلزي على عمق 000 18 كيلومتر، إذ يحطم الضغط جميع جزيئاته ويفككها إلى ذرات (في اليمين). إلا أن تجاربنا في مختبر ليڤرمور تشير إلى أن تحول الهدروجين الجزيئي إلى هدروجين ذري يجري على أعماق متدرجة، وأنه يبدأ بالتحول إلى الشكل الفلزي اعتبارا من عمق 7000 كيلومتر (في اليسار). وقد تفسر هذه النتائج سبب قوة الحقل المغنطيسي على سطح كوكب المشتري (أسفل اليسار).

وقد ترشدنا تجارب لاحقة نجريها بوساطة مدفع الغاز إلى كيفية تحقيق ذلك؛ وحتى لو أنها لم تفعل، فإننا على ثقة بأننا سنعرف المزيد عن السمات غير الاعتيادية للهدروجين تحت الضغوط الفائقة، إننا مفتونون بمادة هي في آن واحد. أبسط عنصر في الكون وواحدة من أكثر عناصره تعقيدا.

المؤلف :  William J. Nellis

فيزيائي يعمل في مختبر لورنس ليڤرمور القومي في ليڤرمور بكاليفورنيا. حصل على الدكتوراه في الفيزياء من جامعة ولاية أيوا عام 1968. يتركز نشاطه على دراسة وتفحص المواد أثناء وبعد تعرضها للضغوط العالية التي تُحدث انضغاطا صدميا، وذلك عن طريق قياس موصليتها الكهربائية ودرجات حرارتها، وبيانات أخرى عن معادلة حالتها، وكذلك عن شكل موجة الصدم والتحولات المرحلية التي تلحق بالأجسام في حالتيها السائلة والصلبة. وقد نال جائزة الجمعية الفيزيائية الأمريكية عام 1997، المخصصة لعلوم الانضغاط الصدمي، تقديرا لبحوثه التجريبية الرائدة في مجال الموائع الجزيئية والكوكبية.

2
منتدى علم الكيمياء / الباراسيتامول
« في: ديسمبر 29, 2008, 03:51:21 مساءاً »
PARA CETAMOL

له أكثر من طريقة صنع و استخدامات كبيرة و يسمى بارا أسيتيل أمينو الفينول .

المواد الأولية :

لإنتاج 1 طن من الباراسيتامول نحتاج إلى :

1 - 870 كغ  باراسيتامول

2 – 1000 كغ من بلا ماء حمض الخل

3 – 1000 ليتر  كحول

4 – 50 كغ كربون نشيط  

 عملية التصنيع :

يمكن تصنيع الباراسيتامول بعدة طرق :

1 -  من البارا نترو فينول   P. NITRO   PHENOL  بالإرجاع بالقصدير بحمض الخل الثلجي

2 – من البارا أمينو فينول  P.AMINO  PHENOL بتأثير حمض الخل الثلجي و بلا ماء حمض الخل .

3 – بتأثير الكيتون على الباراأمينو فينول .

4 – من بارا هيدروكسي  أسيتوفين هيدرازين و لكن ينصح عادة بتصنيع الباراسيتامول بدءا من البارا أمينو فينول لأنها عملية اقتصادية أكثر بالإضافة إلى أن تصميم الآلات يتغير بحيث يلائم تحضير عملية الفيناستين أو المنتجات المؤستلة أما ( في حالة المصانع الأكبر فيمكن تصنيع الباراسيتامول ابتداء من النتروبنزين ) يشحن البارا أمينو فينول إلى خزان من الستانلس ستيل مبطن و مزود بخلاط و يضاف الماء الساخن مع التحريك و يتبع بإضافة مزيج من بلا ماء حمض الخل وحمض الخل الثلجي ( حجماً بنسبة 1/1 ) عند درجة حرارة 90 – 100º م ثابتة ( إعادة السائل المتقطر إلى وسط التفاعل ) لمدة 3 – 4 ساعات . نوقف بعدها التسخين و نستمر بالتحريك لمدة ساعة واحدة . و مع انتهاء التفاعل فإن المواد المتطايرة تستعاد بالتقطير أو الترشيح و يغسل الراسب بالماء و يعاد بلورته من مزيج الماء و الإيثانول بعد المعالجة المناسبة بالكربون النشيط .

الاستعمالات :

يعد الباراسيتامول مسكن و مزيل لآلام الأس و العضلات و المفاصل و التهاب الأعصاب المحيطية و في الأمراض الروماتيزمية . و هو أقل سمية من الساليسيلات كما لا يؤثر على الكلية و الكبد .

إن الباراسيتامول مركب وسيط في إنتاج علاج الملاريا . كما أنه يجد استخداماً كمثبت لبيروكسيد الهيدروجين .

الميزات :

إن الباراسيتامول عديم الرائحة – أبيض اللون ، بودرة متبلورة لها طعم مر خفيف ينحل / 1 / غ من الباراسيتامول في / 20 / مل ليتر من الماء المغلي .

و قيمة ال PH للمحلول المشبع منه تتراوح بين 5.5 و 5.6 عند الدرجة 20  .

3
منتدى علم الكيمياء / المحرك الكهركيميائي للمركبات
« في: ديسمبر 27, 2008, 03:08:12 صباحاً »
تستطيع خلايا الوقود أن تمد الحافلات (الباصات) والسيارات بطاقة أكثر نظافة، ولكن هناك عوائق هندسية واقتصادية رئيسية تحول دون استخدام هذه التقانة على نطاق واسع.

مع التزايد المستمر في عدد السيارات والشاحنات والحافلات على الطرقات، تتجلى بوضوح الحاجة إلى بدائل لمحرك الاحتراق الداخلي. فالاحتياطات النفطية العالمية تقع في مناطق الشرق الأوسط غير المستقر سياسيا، إضافة إلى أنها ذات عمر محدود. كما أن الأخطار الصحية الناجمة عن أكاسيد النيتروجين والمركَّبات الكيميائية الأخرى في غازات الانفلات exhaust gases لا تخفى على أحد؛ كذلك يتزايد القلق بخصوص انبعاثات emission ثاني أكسيد الكربون التي تؤدي إلى ظاهرة الاحتباس الحراري (الدفيئة) greenhouse effect. ومع أن السيارات الحديثة آخذة في التحسن من حيث النظافة (البيئية) والكفاءة، فإن هذه المكتسبات تضيع أمام النمو السريع في العدد الإجمالي للسيارات في العالم، وبخاصة في الأسواق الآسيوية. ففي عام 1996 كان هناك 634 مليون سيارة على الطرقات في العالم، وهذا العدد يزيد بنحو 30 في المئة على نظيره قبل عشر سنوات من ذلك التاريخ. وقد أطلقت هذه المركبات إجماليا ما مقداره 3.7 بليون طن من ثنائي أكسيد الكربون، وذلك طبقا لما أعلنته الوكالة الدولية للطاقة International Energy Agency IAE.

ويقوم صانعو السيارات حاليا بدراسة طرق متنوعة لتخفيض الانبعاثات الغازية بشكل جذري. وتبدو خلايا الوقود fuel cell الكهركيميائية، التي تنتج الطاقة لتشغيل المحركات، على أنها احتمال واعد لهذا الغرض. وعلى عكس البطارية (المدخرة) الجافة المعروفة، التي تُخزِّن كمية معينة ومحدودة فقط من الطاقة في مساريها (إلكتروداتها) electrodes، فإن خلايا الوقود تستطيع العمل طالما توفَّر لها الوقود والمؤكسد اللازمان، أو على الأقل حتى تتآكل عناصر هذه الخلايا.

وتوجد لدى معظم شركات السيارات الرئيسية برامج لإنتاج خلايا وقود للسيارات، وقد أثارت المعارض التي أقامتها هذه الشركات انتباهَ الرأي العام حول تلك البرامج. وقد أعلنت كل من شركة دايملر كرايزلر وشركة جنرال موتورز عن عزمهما إنتاج بعض سيارات الركاب من أجل السوق العام mass market، وذلك مع حلول عام 2004. كما تُخطط شركة زيڤكو الموجودة في لندن من أجل تصنيع خلايا وقود لمركبات تجارية في مدينة نيويورك.

ومع أن الجمهور لم يسمع بالمركبات العاملة على خلايا الوقود إلا حديثا، فإن استعمال هذه الخلايا من أجل الجر والسحب يعود في الحقيقة إلى الخمسينات من القرن العشرين. كما أن هذه الخلايا استعملت لتوفير الطاقة في جميع الرحلات الفضائية المأهولة منذ مشروع جيميني Gemini عام 1965.

خيارات كيميائية :

تستخدم خلايا الوقود في المركبات مواد كيميائية مختلفة لتؤدي دور الكهرليت (الكهرل) electrolyte، وهي المادة التي توصل كهربائيا المسريين في داخل الخلية. يتفاعل الهدروجين القادم إلى المصعد (الطرف السالب في الوضع الحالي) عند هذا الطرف، حيث تتحرر الإلكترونات وتجري في دارة (دائرة) خارجية حتى تصل إلى المهبط (الطرف الموجب)، حيث تتحد هذه الإلكترونات مع الأكسجين. وتجري أيونات في الكهرليت داخل الخلية، لتكمل الدارة الكهربائية. والنفاية الوحيدة الناتجة في هذه العملية هي الماء. ومع أنه بالإمكان استخدام وقود آخر غير الهدروجين، إلا أن مخلفات التفاعل في هذه الحالات تؤدي إلى «تسمم» المادة الحفازة catalyst، مما يؤدي إلى تخفيض الجهد الكهربائي والكفاءة في الخلية. ثم إن خلايا الوقود التي تعمل في درجات حرارة منخفضة، لِتَسمح باستخدامها في مجالات حركية، تعتمد على حفازات كيميائية (عادة البلاتين) من أجل تسريع التفاعلات إلى معدَّلات واقعية.

إن التحويل المباشر من طاقة كيميائية إلى كهربائية، الحاصل في خلية الوقود، يمكن أن يصل نظريا إلى درجة عالية من الكفاءة. ولكن من الناحية العملية، فإن تفاعل الأكسجين عند المهبط يضع حدا للكفاءة الفعلية عند ما بين 45 و 60 في المئة، حتى عند استخدام أفضل أنواع الحفازات من البلاتين أو السبائك (الخلائط) البلاتينية. ولكن هذا يبقى أفضل من محركات الاحتراق الداخلي في المركبات الحالية، التي قد تصل في حدودها العليا إلى 35 في المئة في الظروف المثالية، ولكنها عمليا في حدود ال15 في المئة فقط. ثم إن من مزايا خلايا الوقود عدم حاجتها إلى التشغيل الخامل idling عندما تكون المركبة متوقفة.

وهناك عوامل مهمة أخرى تخفض كفاءة خلايا الوقود تأتي من المقاومة الكهربائية للكهرليت، وكذلك من التغيرات في تركيز هذه المادة من موقع إلى آخر. هذه الخسائر في الكفاءة يمكن تقليلها باستخدام كهرليتات شديدة الحموضة أو شديدة القلوية. في عام 1959، استُخدمت للمرة الأولى خلايا وقود قلوية، تعمل بطريقة الهدروجين والأكسجين المضغوطين، لتشغيل جرار (تراكتور) زراعي من صنع شركة آليس ـ تشالمر. وعيب هذه الخلايا هو الحاجة إلى هدروجين نقي خال من أي شوائب بغاز ثنائي أكسيد الكربون، وإلاَّ تفاعل هذا الغاز وأنتج بعضا من الكربونات الجامدة. ولما كان كثير من المفاهيم حول الآليات المتحركة تشمل إنتاج الهدروجين في الآلية من أنواع عدة من الوقود ـ مع إنتاج ثنائي أكسيد الكربون في العملية ذاتها ـ فإلى حد ما تخلى العاملون الرئيسيون في هذا المجال عن خلايا الوقود القلوية، على الرغم من كونها واعدة في حال توفُّر الهدروجين النقي على المستوى التجاري. ويمكن تصنيع هذه الخلايا من مواد رخيصة، وقد تدرب المهندسون في الثمانينات من القرن العشرين على تصنيع مهابط مقاومة للكربونات، مما يقلل تأثير ثنائي أكسيد الكربون. إضافة إلى ذلك، فإن الخلايا القلوية تحتاج في عملها إلى كمية من البلاتين أقل من الخلايا الحمضية.




سيارة تعمل على خلية وقود حديثة تستخدم لتوليد الكهرباء خلايا وقود موضوعة تحت أرضية السيارة. ويعمل ضاغط للمحافظة على ضغط عال على الخلايا. ويقوم مرطب ومبادِل حراري بتكييف الهواء وهدروجين الوقود؛ كما يقوم مكثف بامتصاص الماء الناتج. ويُخزَّن وقود من الهدروجين المسال في خزان بارد جدا، كما يقوم مشع مبرد بالهواء (لا يظهر في الشكل) بطرد الحرارة الزائدة.

أما بالنسبة إلى الخلايا الحمضية، فهي لا تتأثر بثنائي أكسيد الكربون، ولكن لها مشكلاتها أيضا. فهذه الخلايا تحتاج إلى ماء سائل من أجل جريان أيونات الهدروجين، ويتطلب ذلك تشغيل هذه الخلايا في درجة حرارة دون نقطة غليان الماء، الأمر الذي يَحدُّ من كفاءة الخلية. لكن بعض هذه الخلايا يعمل بوساطة حمض الفوسفور المركَّز، الذي يسمح بدرجة حرارة حتى 200 مئوية (390 درجة فارنهايت). ومنذ أوائل التسعينات استخدمت بعض المستشفيات والفنادق خلايا حمض الفوسفور تعمل على الهواء العادي مع وقود غني بالهدروجين مستخلص من غاز طبيعي. كما استُخدمت خلايا مشابهة لتشغيل حافلات (باصات) المدن، لكن مدة التسخين المسبق الطويلة التي تحتاج إليها هذه الخلايا تجعل استخدامها في المركبات الاستهلاكية أمرا مستبعدا.

ولما كانت الأحماض المائية هي في العادة إما سريعة التبخر أو غير مستقرة، فمنذ الستينات من القرن العشرين بدأ الكيميائيون بإجراء تجارب على كهرليتات مكونة من پوليمرات مصنعة synthetic polymers. وتحتوي أنواع حديثة من هذه المواد، مثل النافيون Nafion المصنَّع من قبل شركة دوپونت الأمريكية، على مجموعات من حمض السُّلفون sulfonic acid التي تسمح بجريان الپروتونات (أيونات الهدروجين) عبرها؛ وتُصنَّع هذه المادة على هيئة غشاء membrane يفصل بين المسريين. ويعمل هذا التصميم المعروف باسم خلية وقود غشاء التبادل الپروتوني proton-exchange membrane fuel cell في درجة حرارة 80 مئوية تقريبا، ويعتبر هذا التصميم الآن التقانة الأولى المرشحة للاستخدام في السيارات. ومعظم التجارب العَرْضية الحديثة لخلايا الوقود استخدمت هذا النمط.

 

سيارة أوستن سيدان A40 تم تجهيزها بخلايا وقود قلوية من صنع شركة يونيون كاربايد عام 1966. وعلى الرغم من أهميتها التاريخية، فإن هذه السيارة لم تكن عملية. لقد شغلت الخلايا معظم الحجم المخصص للركاب؛ وتظهر خزانات الهدروجين على السطح.

تعتمد خلايا الوقود الغشائية على البلاتين كمادة للتحفيز الكيميائي، حيث توضع جسيمات من هذا الفلز (المعدن) metal يقدر قطرها بنحو 10 ذرات ـ وهي أصغر ما أمكن إنجازه ـ على سطوح جسيمات صغيرة من الكربون. وقد كانت التكلفة العالية للبلاتين تؤدي دائما دورا رئيسيا في إعاقة الاستخدام التجاري لهذه الأجهزة. في عام 1986، كان إنتاج كيلوواط من القدرة (يعادل قدرة 1.3 حصان بخاري) يحتاج إلى 16 غراما من البلاتين. وهذه الكمية تكلف نحو 180 دولارا حسب الأسعار الحالية، وهذا ما يُعتبر تكلفة عالية جدا للسوق العام. وتحتاج السيارة إلى 50 كيلوواط من أجل أن تتسارع (من حالة السكون إلى سرعة عادية)، مع أن هناك بعض التصاميم «الهجينة» التي تستطيع العمل على خلايا وقود بقدرة 15 كيلوواط فقط مع بطارية للمساعدة في أوقات ذروة الطلب على الطاقة.

بلاتين ثمين :

ولقد حقق باحثون في مختبر لوس آلاموس الوطني وفي المختبر الذي أقوم بإدارته في جامعة تكساس تقدما ملحوظا في تخفيض كمية البلاتين المطلوبة في خلية غشاء التبادل الپروتوني، وذلك في أواخر الثمانينات وأوائل التسعينات؛ وحديثا أضافت بعض الشركات التجارية إسهامات مهمة في هذا المجال. إن الكمية المطلوبة في الخلايا الحديثة تراوح بين 6 و 8 دولارات للكيلوواط ـ وهذا يعادل تحسنا مقداره 30 ضعفا منذ الثمانينات. وقد تؤدي تحسينات في بنية المساري وكيفية استخدام البلاتين إلى تخفيض كمية الفلز إلى النصف، ولكن ليس أفضل من ذلك على الأرجح، إلا إذا حدثت تطورات ليست في الحسبان. ولم يجد الباحثون حتى الآن بديلا من البلاتين عند أي من المسريين.

تبلغ سماكة تجميع غشاء ـ مسريين لخلية حديثة نحو 2.5 مليمتر. ويفصل بين مهبط خلية ومصعد الخلية المجاورة صفيحة معدنية توصل بينهما كهربائيا بالتسلسل. ويوجد على كل من جانبي الصفيحة قنوات لتوزيع الغاز أو مواد مسامية تسمح بوصول غازات الهدروجين والأكسجين إلى المسريين بسهولة تامة. وقد تحتوي الصفائح على قنوات خاصة لمرور تيارات مائية للتبريد.

ولتصنيع مصدر طاقة عملي، يجب تركيب سلسلة من التجميعات والصفائح وشد بعضها مع بعض في «مكدس» stack. وفي عام 1989 صنعت شركة بالارد پاور سيستمز في مدينة ڤانكوڤر الكندية مكدسا وزنه 45 كيلوغراما وحجمه 30 لترا، وينتج هذا الجهاز 5 كيلوواط باستخدام هدروجين مخزَّن وهواء مضغوط. ومع أهميته، فإن هذا التصميم احتوى على حِمل عال جدا وغير عملي من البلاتين، يعادل نحو 80 دولارا للكيلوواط. وفي عام 1995 أعلنت شركة بالارد عن مكدس جديد ومحسَّن بشكل كبير، وهذا يجعله ينافس في الأداء محرك الاحتراق الداخلي. وهذا التصميم له نفس الوزن والحجم كالتصميم السابق، لكنه يولِّد 32.3 كيلوواط مع كفاءة تقدر بنحو 54 في المئة. وهناك الآن أجيال مختلفة من مكدسات شركة بالارد التي تُستَخدم لتزويد الحافلات بالطاقة في مدينتي ڤانكوڤر وشيكاگو، وكذلك تزويد بعض السيارات التجريبية التي تنتجها شركة دايملر ـ كرايزلر.

تتطلب السيارات أداءً أفضل مما تتطلبه الحافلات. لكن شركات السيارات الأمريكية قامت بمبادرة فدرالية، معروفة باسم الشراكة من أجل أجيال جديدة من المركبات، باختيار خلايا أغشية التبادل الپروتوني كواحدة من تقانتين واعدتين تساعد على تحقيق هدف المشروع، ألا وهو إنتاج سيارة ركاب ذات انبعاثات غازية شبه معدومة (الطريقة الأخرى تتمثل في تصميم هجين يوظف محرك احتراق داخلي عالي الكفاءة بالتزاوج مع بطاريات). والرأي السائد في عالم المركبات اليوم هو أن «المحرك الكهركيميائي» (مكدس خلايا وقود لتزويد محركات كهربائية) يستطيع أن ينافس اقتصاديا محرك احتراق داخلي إذا أمكن تخفيض التكلفة إلى 50 دولارا للكيلوواط الواحد.

قد يكون ذلك ممكنا مع مرور الزمن. هناك في الواقع طريقتان متنافستان: الأولى، كما ذُكر آنفا، تتكون من تركيب خلية وقود مع بطارية إضافية وظيفتها توفير القدرة الإضافية عند الضرورة. ويتميز هذا التركيب بأنه يجعل عملية الكبح التوليدي regenerative braking ممكنة: عندما تتباطأ المركبة تقوم محركات الكبح نفسها بتوليد الطاقة لشحن البطارية الإضافية. ومن الممكن أن تقوم البطارية بتزويد طاقة عند بدء التشغيل، إذا كان للمركبة جهاز توليد للهدروجين يحتاج إلى تسخين عند البداية. ويمكن لهذا النوع من الأجهزة تحقيق كفاءة كلية قدرها 40 في المئة تقريبا. وقد استخدم في عدة مركبات، بما فيها حافلات تعمل على خلايا وقود تجريبية تحتوي على حمض فوسفوري.

أما الطريقة الأخرى فتستخدم محركا كهركيميائيا من دون بطارية إضافية أو كابح توليدي. وقد اتبعت شركة بالارد هذه الطريقة في حافلاتها العاملة على خلايا أغشية التبادل الپروتوني. وتستطيع هذه الطريقة أن تحقق كفاءة تقدر بنحو 50 في المئة للحمل المتوسط، ولكن الخلية مرتفعة الثمن، كونها ذات قدرة عالية. يضاف إلى ذلك أن مخزون البلاتين في العالم محدود، واستعمالاته متعددة في كثير من المجالات. وعلى سبيل المثال، فإن إنتاج مليوني سيارة بمحركات كهرُكيميائية قدرة الواحدة منها 50 كيلوواط ـ وهذا يشكل 5 في المئة من الإنتاج العالمي الحالي للسيارات ـ يتطلب استخدام 50 طنا متريا من البلاتين، وهو ما يعادل ثلث الإنتاج العالمي الحالي من هذا المعدن. يقود هذا الاعتبار إلى أن هذا النوع من خلايا الوقود البحتة لا يمكن له أن يهيمن على الأسواق في المستقبل المنظور. والبديل الأكثر ترجيحا هو استخدام هجين يضم بطارية مع خلية وقود صغيرة، يمكن تصنيعه بأعداد كبيرة، خاصة للخلايا القلوية، التي تتطلب بلاتينا تعادل كميته 20 في المئة من تلك التي في نماذج خلية غشاء التبادل البروتوني. وتقوم شركة زيفكو بتطوير هذا النوع من الخلايا.

التوصل إلى ذروة الأداء :

في الشهر 7/1998 تلقت هيئة موارد الهواء في ولاية كاليفورنيا تقريرا يفيد بأن مُصنِّعي السيارات سينفقون ما بين 1 و 1.5 بليون دولار في تطوير خلية غشاء التبادل الپروتوني بحلول الشهر 7/2000. ومع ذلك فإن تحقيق تقبُّل واسع في السنوات القادمة، يتطلب من مركبة خلية الوقود أن تُظهر تفوقا اقتصاديا واضحا على نظامي محرك الاحتراق الداخلي والبطارية الهجينين اللذين من المرجح أن يجري تطويرهما: فمجرد انبعاث غازي شبه معدوم لا يكفي لهذا الغرض.

وفي محاولة لرفع الكفاءة ومن ثم تحسين الجانب الاقتصادي، أجرى الباحثون تجارب على خلايا تحت ضغط عال ـ عدة ضغوط جوية ـ وهذا يساعد على سرعة انتشار الهدروجين والأكسجين ورفع معدل التفاعل بينهما. كما تساعد هذه الطريقة على خفض كمية البلاتين المطلوبة. لكن العوائد متواضعة وتكاليف الاحتواء القوية الضرورية للضغط العالي تزيد من وزن المكدس. ثم إن العمل بكفاءة عالية يتطلب توفير الأكسجين بأكثر مما هو مطلوب، مما يتطلب كمية من الهواء المضغوط أكبر بكثير من الكمية المستهلكة. ولأن الضواغط هي عادة ضوضائية وذات كفاءة متدنية، فإن طريقة الضغط هذه مشكوك في جدواها.

لكن يبدو أن شركة بالارد ملتزمة بهذه الفكرة، التي تمكِّنها من استغلال الضغط المرتفع في طرد الماء الذي يلتصق بالقنوات الغازية التي تغذي المساري. وعلى النقيض من ذلك، فإن شركة إنترناشونال فيويل سِلز في ولاية كونيتيكيت، التابعة لشركتي يونايتد تيكنولوجيز الأمريكية وتوشيبا اليابانية، أظهرت أن العملية من دون ضغط يمكن أن تؤدي إلى خلية ذات كفاءة أعلى ووزن أقل. وتَستخدِم هذه العملية گرافيتا graphite نفوذًا يحتوي على ثقوب مكروسكوبية للتحكم في حركة الماء. وقد أجرى المصنعون فحوصات ناجحة على تحمل لتجميعات المساري ـ الأغشية للتجمد والذوبان في درجات حرارة منخفضة، تصل إلى ( - 40) درجة سيلزية، مع أن الماء النقي المستعمل في التبريد وترطيب الغشاء يجب إزالته أولا.

 

حافلة مُعدّة للعمل صنَّعتها شركة بالارد في مدينة ڤانكوڤر، تعمل على خلايا أغشية التبادل الپروتوني (تظهر في اليمين)، وتحمل الحافلة وقودا هدروجينيا مضغوطا ولا تصدر أي ملوثات.

من أجل تقليص التكلفة، يقوم المصنِّعون حاليا بتفحص مركبات خفيفة من الپوليمر ـ الگرافيت ورغاوى معدنية مقاومة للتآكل لاستعمالها في الصفائح الموصلة للمساري. ثم إن تكلفة الغشاء، التي تبلغ 95 دولارًا للكيلواط في مكدس نموذجي من دون ضغط، لاتزال تمثل عائقا حقيقيا لاستخدام هذه الطريقة. وتقدر شركة دو پونت أن الأسعار ستهبط عشرة أضعاف إذا بلغت المبيعات نحو 000 250 سيارة سنويا. وحتى هذا الرقم يظل عالي التكلفة على الأرجح، لذا فإن المطوِّرين يتفحصون الآن طُرقا كيميائية مختلفة للكهرليت، ولكن من دون نجاح يذكر حتى الآن.

لو قُدِّر لخلايا الوقود أن تُستَعمل يوما ما على نطاق واسع، فلا بد من إدخال تحسينات تسمح بتخزين الهدروجين أو تصنيعه في الجهاز نفسه. أما إذا جرى تزويد المركبات بهذا الغاز من الخارج، فإن ذلك يتطلب إنشاء شبكة جديدة من المحطات لتوفير هذا الغاز.

إن لمن السهل استخراج الهدروجين من الغاز الطبيعي، وتكلفة الهدروجين بطاقة تعادل گالونا واحدا من البنزين تراوح بين 1.2 و 1.5 دولار، مما يوفر وقودا بتكلفة منخفضة جدا للكيلومتر الواحد، إذا أخذنا بعين الاعتبار أن كفاءة سيارة الخلية أكثر من ضعفها في السيارات الحالية. ولكن التحدي الأكبر يتمثل في الأجهزة التي عليها أن تحمل ثلاثة كيلوغرامات من الهدروجين، وهي الكمية المطلوبة لقيادة سيارة صغيرة مسافة 500 كيلومتر. قد لا يبدو هذا الوزن كبيرا، ولكنه، تحت الضغط الجوي العادي، يُشغل حجما قدره 36000 لتر ـ وهو ما يعادل حجم عدة سيارات بأكملها.

ويمكن حمل كمية الهدروجين المضغوط في خزان خاص في السيارة، ولكن ذلك يتطلب 180 لترا من الحجم، وهو حجم كبير بالنسبة إلى السيارة. ولكن شركة فورد قدمت تصاميم تَستخدِم مواد خليطة متطورة قد تزن 25 كيلوغراما فقط.

هناك بديل لتوفير الهدروجين يتمثل في إنشاء نظام على المستوى الوطني لتوفير الهدروجين السائل للسيارات والمركبات. والوعاء البارد اللازم لتخزين ثلاثة كيلوغرامات يزن 45 كيلوغراما ويشغل 100 لتر، وهو أكبر قليلا من خزان البنزين لكنه مقبول. ومع ذلك فإن عملية التسييل تُضيّع نحو 30 في المئة من طاقة الوقود، كما أن الهدروجين السائل معرض للتبخر السريع؛ فعندما تترك سيارتك في المطار وتعود إليها بعد أسبوع، قد تجد أن الوقود تبخر بالكامل. إضافة إلى ذلك، فإن تجمع غاز الهدروجين في مكان ما قد يعرضه للانفجار.

 

مُعالج متعدد الوقود يمكن استعماله في مركبات لتحويل البنزين أو الميثانول إلى خليط غازي غني بالهدروجين من أجل خلايا الوقود. ويُحرق الغاز المحتوي على بقايا هدروجين والعائد من مصاعد خلايا الوقود، وذلك لتسخين الوقود والماء والهواء، التي تتفاعل على الحفاز ذي الحرارة المرتفعة. وهناك حفازات إضافية تعمل في درجات حرارة منخفضة تباعا تُخفّض كمية أحادي أكسيد الكربون وترفع كمية الهدروجين في التيار الخارج من التفاعل.

وهناك خيار آخر هو جمع الهدروجين مع سبائك مركبات كيميائية تدعى هدرات فلزية metal hydride، تستطيع تخزين الهدروجين بطريقة عكوسة reversible إلى حد 2 في المئة من وزنها. وهذه المواد ثقيلة وغالية الثمن ولكنها صغيرة الحجم، وتستطيع تخزين الكيلوغرامات الثلاثة المطلوبة في حجم مقبول هو 50 لترًا. وفي عام 1998 أعلن باحثون في جامعة نورث إيسترن عن طريقة تخزين تعتمد على امتصاص عكوسي للهدروجين داخل ألياف دقيقة في درجة حرارة الغرفة. ومع أن نتائجهم غير مؤكدة بعد، فإنه إذا كانت الكمية المخزنة ضمن عامل تناسب قدره 2 من الكمية التي يدّعونها، يمكن لهذه الطريقة أن تخفض الحجم المطلوب لاحتواء ثلاثة كيلوغرامات من الهدروجين بشكل جذري ـ إلى 35 لترًا.

املأ السيارة :

ولكن بدلا من تصنيع سيارات تعمل على وقود الهدروجين، فإن المصنِّعين ربما يختارون تصاميم مركبات تقوم بتصنيع الهدروجين على متن هذه المركبات من وقود حامل، مثل الميثانول أو حتى البنزين. وهذا النوع من السيارات مع أجهزة المعالجة يجب أن تكون انبعاثاته قليلة جدا، وليست صفرا بالضرورة؛ لأن أجهزة المعالجة ذاتها لا بد أن تؤدي إلى بعض التلوث. وتتفق دايملر ـ كرايزلر وجنرال موتورز على أن نظام وقود الميثانول آنف الذكر هو البديل الأفضل للهدروجين. ولكن الميثانول، كالهدروجين، يحتاج أيضا إلى خزانات ومضخات جديدة عالية الثمن في محطات التزويد. وتتم طريقة تصنيع الهدروجين على متن المركبات من الميثانول بجعل هذا يتفاعل مع بخار الماء الساخن عند درجة 280 مئوية بوجود حفاز. وتعمل خلايا الوقود ذات الحمض الفوسفوري بشكل جيد خاصة مع مُصنّع ميثانولي؛ لأن درجة حرارة تشغيلها المرتفعة يمكن أن توفر البخار المطلوب للتحويل من دون ثمن. ثم إن درجة الحرارة المرتفعة تعطي لهذه الخلايا مقاومة ضد التسمم بكميات قليلة من أحادي أكسيد الكربون التي تُنتج كشوائب خلال عملية التصنيع.

وفي خلايا الوقود ذات الحمض الفوسفوري النموذجية، يمكن أن تبلغ كفاءة التحويل من طاقة ميثانولية إلى طاقة كهربائية نحو 50 في المئة تقريبا، وهي كفاءة جيدة. وخلال التسعينات، قامت شركة إتش پاور في ولاية نيوجيرسي، بتصنيع عدد من الحافلات التجريبية من هذا النوع. لقد عملت هذه الحافلات بهدوء وبكفاءة تعادل ضعف كفاءة حافلات الديزل، ومع ذلك فإن انبعاثات الحافلات الأولى كانت 1.5 في المئة من غازات أحادي أكسيد الكربون و 0.25من أحادي أكسيد النيتروجين الكربوني، المسموح بها حسب القانون الفدرالي.

إن طريقة التصنيع الميثانولي لا تتوافق بسهولة مع خلية غشاء التبادل الپروتوني، وذلك بسبب الحاجة إلى تخفيض مستويات أحادي أكسيد الكربون الناتجة ضمن تفاعلات التصنيع (هدرجة)، إضافة إلى حاجة الخلية إلى كميات كبيرة من المحفزات السبيكية من البلاتين ـ الروثنيوم عند المصعد لمنع التسمم. إضافة إلى أنه يجب حرق بعض الهدروجين الناتج لتوفير البخار في عملية التصنيع. وقامت شركة تويوتا ببناء وحدة من هذا النوع بلغت كفاءتها الكلية 37 في المئة. وقد يتساءل البعض عن جدوى ذلك؛ لأن هذا المستوى من الكفاءة قابل للتحقيق بوساطة محرك احتراق داخلي هجين، خصوصا وأن تكلفة الميثانول هي ضعف تكلفة البنزين لنفس الكمية من الطاقة. أضف إلى ذلك أن جهاز التصنيع الميثانولي ثقيل وكبير الحجم.

وتدرس شركتا دايملر ـ كرايزلر وشِلّ إمكانية استخدام البنزين وقودًا خاما لنوع من خلية وقود؛ لأن هذا يمكن أن يستخدم شبكة التوزيع الحالية الموجودة، والتي تبلغ تكلفة إنشائها نحو 200 بليون دولار. ستقوم المركبة بحمل معالِج processor بخاري متعدد الوقود، يُصنِّع الهدروجين من الميثانول أو البنزين، ويحرق بعض الوقود لإنتاج البخار المطلوب. وتساعد سيرورة ذات مرحلتين على تنظيف الهدروجين. وقد جرى في مختبر آرگون الوطني اختبار نظام لتحويل البنزين إلى هدروجين، بكفاءة بلغت 78 في المئة. ومع ذلك، إذا أخذنا في الاعتبار كميات الطاقة المطلوبة لإنتاج البخار وكفاءة خلية الوقود نفسها، فإن الكفاءة الكلية لمركبة تستخدم هذا النظام مع البنزين تبلغ نحو 33 في المئة، وهي قيمة ليست باهرة. ثم إن جهاز التشغيل البدئي لمعالج الوقود يحتاج إلى تحسين، مع أن البطارية يمكن أن تقدم الطاقة المطلوبة مؤقتا.

أضف إلى ذلك أن الكبريت الموجود في جميع أنواع البنزين (وفي الهدروجين المصنع منه) سيؤدي إلى تسمم الحفاز في خلية غشاء التبادل الپروتوني. ويمكن معالجة هذه المشكلة في مجموعات خلايا الوقود ذات الحمض الفوسفوري غير المتحركة، وذلك بإزالة الكبريت قبل عملية التحويل إلى غاز الهدروجين. ولكن عملية الإزالة هذه لا يمكن إجراؤها حاليا على متن المركبة ضمن الحدود الاقتصادية المسموحة.

قد توجد حلول لهذه المشكلات. وأحد الخيارات هو أن ندع الهدروجين ينتشر عبر غشاء من الپلاديوم عند درجة حرارة وضغط مرتفعين. والفكرة الأخرى هو أن يحاول المصنعون إنتاج وقود صنعي خاص خال من الكبريت، وذلك للاستعمال في مركبات خلايا الوقود وفي محركات الاحتراق الداخلي ذات المردود العالي. لكن هذا الاقتراح يثير ثانية أسئلة خاصة بالتكاليف والبنية التحتية اللازمة.

وفي الواقع فإن مصنِّعي السيارات الرئيسيين ليسوا جميعا ملتزمين بفكرة استخدام خلايا الوقود. ففي الشهر 6/1998 أعلنت شركة بي إم دبليو أنها تفضل التوجه نحو محركات ذات احتراق داخلي، تعمل على وقود الهدروجين المستخرج من الغاز الطبيعي المسال، كوقود وسيطي. لكن محركا يعمل وفق هذا التصميم هو أقل كفاءة من خلية الوقود المحسنة، كما أنه ينتج بعض أكاسيد النيتروجين. أضف إلى ذلك أن الهدروجين المصنع من الغاز الطبيعي لا يستطيع أن يُنافِس اقتصاديا كوقود. هذه المنافسة يمكن أن تتحقق فقط في ظروف إنتاج الهدروجين على نطاق واسع بوساطة مصادر تعمل على طاقات متجددة مثل الطاقة الشمسية.

ومع مرور الزمن، ربما نرى ظهور بنية تحتية لتزويد المركبات التي تعمل على خلايا الوقود بالهدروجين، وسيؤدي هذا إلى قطاع نقل نظيف وكفاءة أعلى، وإلى تخفيض كمية النفط المستورد، وإلى انبعاثات أقل من ثنائي أكسيد الكربون. وسيتم إنشاء منظومة لتوزيع الهدروجين، عندما يصبح ذلك ضروريا وذا جدوى من الناحيتين الفنية والاقتصادية، ولكن ستمضي سنوات عديدة قبل أن يتحقق ذلك.

المؤلف : A. John Appleby

تدرب في مجالي التعدين والكهركيمياء في جامعة كمبردج. ولمدة تزيد على 30 عاما درس الجوانب الكهركيميائية لأنواع خلايا الوقود العامة جميعها، بما فيها النظم الكهركيميائية البيولوجية. وفي السبعينات أجرى آپلبي أبحاثا على خلايا وقود وبطاريات متطورة في مركز أبحاث ماركوسيس لدى الشركة العامة للكهرباء الفرنسية قبل انضمامه عام 1978 إلى معهد أبحاث الطاقة الكهربائية في مدينة پالو آلتو في كاليفورنيا مديرا لمشروع تقانة خلية الوقود المتقدمة. وعمل أيضا أستاذا استشاريا في الهندسة الكيميائية بجامعة ستانفورد. ومنذ عام 1987 وحتى الآن يشغل المؤلف منصب أستاذ الكهركيمياء التطبيقية ومدير مركز النظم الكهركيميائية وأبحاث الهدروجين في جامعة تكساس.

تحياتي
اسلحة الطاقه

4
منتدى علم الكيمياء / أبرد غاز في الكون
« في: ديسمبر 27, 2008, 02:57:18 صباحاً »
تعد كثافات بوز-آينشتاين أحد أسخن المجالات في الفيزياء التجريبية.

تخيل أنك تمكنت من تقليص نفسك حتى صرت بحجم جزيء كبير, وأنك تراقب حركة الذرات في غاز ما. قد تبدو لك الذرات مثل كرات زجاجية صغيرة غير قابلة للكسر تقفز أمامك هنا وهناك في فضاء خال تقريبا, ويرتد بعضها عن بعض باستمرار. ربما تومئ برأسك إدراكا منك للمشهد من خلال معرفتك بأوصاف "الغاز الكامل" في المدرسة الثانوية أو الجامعة. أما الآن فإنك تلاحظ أن الكرات تتطاير هنا وهناك باهتياج أقل شدة مما كانت عليه حين خروجك من الصورة المنمنة. إذا لا بد من عملية ما تبرد الغازز كل ما يحدث في البداية أن الكرات تفقد شيئا من سرعتها وتصبح أقل تباعدا بعضها عن بعض, فكثافة الغاز تتزايد أثناء تبرّده. ولكن فيما بعد, وعلى العكس مما تتوقع, ترى أن الكرات نفسها تتغير, فيكبر حجم أبطئها حركةً آلاف المرات ولا يعود سطحها واضحا بعد أن كان صقيلا كالمرآة. وتمر هذه الذرات الشبيهة بالأخيلة إحداها من خلال الأخرى أحيانا من دون أن تنحرف, في حين ترتد في أحيان أخرى كما لو أن شيئا قاسيا في داخلها يتصادم.

وبالقرب من مركز النقطة تتراكب اثنتان من أبطأ تلك الذرات وأكثرها غيامة cloudies , فتبدوان كأنهما تندمجان معا لتشكيل كرية كبيرة. ويمتص هذا الشكل الإهليلجي ذرات أخرى واحدة فواحدة أو اثنتين معا أو حتى اثننتي  عشرة معا, وفي مفاجأة مروِّعة لا يتبقى سوى كتلة ضخمة لا تتحرك. فماذا حدث لجميع الذرات المفردة, وما هذا الجسم الغامض؟

 إنه كينونة كمومية تدعى كُثافة بوز-آينشتاين Bose-Einstein condensate (BEC). وهي أكثر أشكال الغاز برودة في الكون. وعلى الرغم من أن الذرات لا تزال موجودة في داخله, وهي التي تشكله, فإنها فقدت شخصيتها الفردية.

 إن الميكانيك الكمومي يحكم العالم. وفي معظم الأحيان تكون المعالم  الغريبة للميكانيك الكمومي مختبئة خلف واجهة من الفيزياء الكلاسيكية. فنحسب أن الواجهة هي جوهر الواقع, ومنها يأتي فهمنا البديهي لكيفية عمل الأشياء: فللأجسام موواضع وحركات وهويات محددة وسلوكها يوصف بصورة صارمة تحكمها قوانين تحديدية.

 إن لب الميكانيك الكمومي نفسه, على العكس من ذلك, يتحدى الحدس العادي. فمواضع وحركات الجسيمات هي من حيث الأساس ملتبسة وغير قابلة للتحديد وتحكمها الاحتمالات. حتى إن الفكرة بأن للأجسام هويات متمايزة تتغير جذريا في حالة الجسيمات الكمومية. إن كُثافة بوز-آينشتاين هي كمية من المادة تتبع في سلوكها واحدا من أنقى الأشكال الكمومية المعروفة.

 إضافة إلى ذلك فالكُثافات ضخمة – أكبر بـ 100000مرة من أكبر الذرات العادية, بل هي أكبر من الخاليا البشرية- لدرجة أن بإمكان  الفيزيائيين أن يشاهدوا السلوك الكمومي للكُثافة بطرق لا  يمكن تصورها عادة. وكما يؤكد (L.S. رولستون) من المعهد القومي للمعايير والتقانة (NIST) في غيثرزيبرغ بمريلاند "فإن صورة كُثافات بوز-آينشتاين الغازية التي نعرضها هي صورة حقيقية للدوال الموجية الكمومية – إننا بالفعل نستطيع أن نرى الميكانيك الكمومي وهو يعمل".

لقد تم إنتاج كُثافات بوز – آينشتاين الغازية للمرة الأولى في المختبر عام 1995, أي بعد 70 عاما من تنبؤ آينشتاين بالظاهرة استنادا إلى عمل الفيزيائي الهندي (N.S. بوز).

  يُحدث التجريبيون هذه الكُثافات في مصايد الذرات – وهي تركيبات من حزم ليزرية وحقول مغنطيسية تحتجز سحابة ممددةdilute  جدا من الذرات وتبردها داخل حجرة خوائية. ويصف الفيزيائي الذري البارز (D. كلبنر) من معهد ماساتشوستس للتقانة إحداث هذه الكُثافات بأنه "أكثر التطورات إثارة في مجال الفيزياء الذرية منذ اختراع الليزر".

ظلت مجموعات بحث في مختلف أنحاء العالم تعمل بصورة نشطة مدة خمس سنوات, بعضها برئاسة حائزين لجائزة نوبل وبعضها الآخر برئاسة مرشحسن للحصول عليها, بغية استكشاف العالم الغريب الذي فتحه ذلك التقدم المفاجئ. فوكزوا الكُثافات وحثوها بوساطة الحزم الليزرية, وهزهزوا المصايد التي تحتجزها وشاهدوا كيف أن االغاز وثب وتحرك بعننف واهتز وفق الطرق الكمومية المتوقعة.

 وتُجسد الكُثافات, إضافة إلى كونها نظما كمومية نموذجية, مزيجا غريبا من عدة حقول واسعة في افيزياء: الفيزياء الذرية (الذرات المفردة) والبصريات الكمومية (الحزم الليزرية وتآثراتها) وفيزياء الأجسام العديدة (التجمعات المادية التي تشكل الأجسام الصلبة والسوائل والغازات, بما في ذلك عالم الإلكترونات التي تسري في المعادن وأشباه الموصلات, وهو مجال أساسي من وجهة النظر التتقانية). ولا تعتمد دراسة الكُثافات على جميع هذه الحقول فحسب, وإنما تُسهم بشكل مباشر في فهمنا للقوانين الأساية التي تحكمها.

 كُثافات بوز –آينشتاين والموائع الفائقة والدوامات

 حين يبرد الهليوم السائل إلى نحو 2.2 كلفن فوق الصفر المطلق تحدث بعض الأشياء الغريبة. فكما اكتشف كل من الفيزيائي السوفيتي (P. كابيستا) والكندي (F.J. آلن) في عام 1938 فإن الهليوم دون هذه الدرجة يصبح مائعا فائقا superfluid , أي إنه ينساب دون لزوجة إطلاقا, ويمكنه القيام بحيل مثل الانزلاق صعودا على الجدران والخروج من الوعاء المفتوح. إن تكاثف بوز –آينشتاين في الهليوم يحدث هذه الإثارة.

 كان التجريبيون تواقين لأن يروا ما إذا كان بإمكان الكُثافات الغازية أن تبدي الميوعة الفائقة, لكن تحقيق ذلك لم يكن مهمة عادية. فالهليوم الفائق الميوعة يمكن إنتاجه بكميات كبيرة تكفي لأن يشاهد  المرء حيله بالعين المجردة, أما الكُثافات الجديدة فهي, على العكس من ذلك, حفنات صغيرة جدا من الغاز بالكاد تكون أكثر كثافة من الخواء, تحتجزها حقول مغنطيسية دقائق قليلة جدا في أحسن الأحوال. فماذا يعني أن يكون مثل هذا البخار الرقيق مائعا فائقا؟

وثمة تأثير مثير يتعلق بإحداث دوامات في مائع فائق دوار. لإغذا دوَّرت دلوا من الهليوم السائل العادي بوضعه على قرص دوار, دار الهليوم السائل مع الدلو تماما مثلما لو كان ماء. أما الهليوم الفائق الميوعة, فهو على العكس من ذلك , يشكل صفيفا من حركات كمومية تدعى دوامات vortices. وتتشكل الدوامة الواحدة, عند  الحد الأدنى المسموح به من الدوران, وتدور بسرعة في وسط الهليوم وببطء عند الحافات. وإذا حاولت أن تجعل المائع الفائق يدور بصورة أكثر بطئا بقي ساكنا من دون حركة.

 وتحث هذه التأثيرات لأن الذرات في الكُثافة تكون في الحالة الكمومية نفسها, ولذلك ينبغي أن يكون لها كلها الاندفاع الزاوي (كمية الحركة الزاوية) angular momentum  نفسه. لكن الاندفاع الزاوي لا يوجد إلا في وحدات متميزة  discrete units , أو كمات quanta . ففي حالة السكون يكون الاندفاع الزاوي لجميع الذرات صفرا, أما في حالة الدوامة فيكون لكل ذرة منها وحدة واحدة.

 في عام 1999 قامت مجموعة بحث يقودها (E.C. ويمان) و (A.E. كورنل) في المعهد المشترك للفيزياء الفلكية المختبرية (JILA) سابقا في بولدر بولاية كولورادو بإنتاج دوامات في كُثافات بوز – آينشتاين باستخدام تقنية اقترحها زميلاهما (E.J. ويليامز) و( J.M. هولاند) كانت بدايتهما بكُثافة مزدوجة, وهي نظام معدد الاستخدامات لدرجة عالية ابتكرته المجموعة, يحتوي على كُثافتين متراكبتين مصنوعتين منن العنصر نفسه (الروبيديوم) إنما في حالتين كموميتين مختلفتين قليلا.

 وجه الباحثون موجات ميكروية وحزمة ليزرية إلى الكُثافة المزدوجة بهدف أن يضفوا إلى إحدى الكُثافتين الطور الكمومي الدوراني المحدد اللازم للدوامة, وهذه العملية التي لا تبدو لأي إنسان سوى للفيزيائي الكمومي أنها تؤدي إلى تحريك أي من الذرات, تولد حالة الدوامة الدوارة. وقد تمكنت المجموعة, من خلال تفحص كيفية حدوث التداخل بين الكُثافتين, من أن تتحقق من خواص الطور الكمومي للدوامة, وهذا شيء لم سبق تحقيقه بهذه الصورة المباشرة على مدى 60 عاما من العمل على الهليوم الفائق الميوعة.

وبعد ذلك, في عام 1999, نجحت مجموعة في المدرسة العليا للمعلمين بباريس فيما أخفقت فيه جهود سابقة في مضاهاة طريقة "الدلو الدوار" لتوليد الدوامات. فلإحداث الدوران قام فريق داليبار بتحريك حزمة ليزرية حول حافات المصيدة مولدا بذلك ما يشبه التشويه الدائري في شكلها. وقد صور هؤلاء الباحثين صفيفات مؤلفة من 14 دوامة. وفي مقالة نشرت في الشهر 9/2000 ذكروا أنهم قاسوا الاندفاع الزاوي لكُثافاتهم فكانت النتيجة متفقة مع النظرية, إذ يبقى الاندفاع الزاوي صفرا حتى تظهر أول دوامة وعند ذلك يفز إلى وحدة كاملة.

وإضافة إلى أهمية دينامية الدوامات الكمومية كفيزياء أساية فهي مهمة أيضا بالنسبة إلى تقانة الموصلات الفائقة عند درجات الحرارة العالية؛ ذلك أن الحقول المغنطيسية تخترق هذه المواد بإحداث صفيف من دوامات التيار الكهربائي في المادة وتبدد حركة دوامات التدفق هذه طاقةً, مما يفسد خاصة "المقاومة المعدومة" المرغوبة جدا في الموصلات الفائقة. وربما تساعد دراسة كُثافات بوز- آينشتاين على تذليل هذه المشكلة.

  التآثرات الذرية المطواعة

 للدوامات في الهليوم الفائق الميوعة مراكز (ألباب)  cores  لا تتجاوز أقطارها عُشر النانومتر, وهذا يجعلها عمليا غير قابلة للفحص التفصيلي. أما مراكز دوامات مجموعتي كولورادو وباريس فهي أكبر بنحو 5000 مرة لأن للكُثافات الغازية, إذا ما قورنت  بالهليوم السائل, كَثافة منخفضة إلى أقصى حد ولا تتآثر ذراتها إلا بصورة ضعيفة جدا.

ومن حيث الأساس لا يمكن عمل شيء بالنسبة إلى كثافة الهليوم السائل وللتآثرات, لكن كثافة كُثافات بوز-آينشتاين الغازية يمكن تعديلها بشد المصايد المغنطيسية التي تحتجز الغاز بإحكام, أو بإرخائها. أضف إلى ذلك أن لدى الفيزيائيين مقدرة كبيرة على تغيير التآثرات في كُثافات بوز –آينشتاين الغازية كما يريدون. ومثل هذه المقدرة هي حلم العالم التجريبي –تخيل كيف تكون دراسة الكيمياء لو كان بإمكاننا إضعاف أو تقوية الروابط بين الذرات بسهولة حسب إرادتنا.

يستطيع الفيزيائيون أن يعدلوا التآثرات في كُثافة ما حسب رغباتهم – وهذا حلم العالم التجريبي.

 تخضع الذرات في الكُثافة الغازية إلى قليل من التنافر أو التجاذب المتبادل, وذلك تتبعا لنوعها. فذرات الصوديوم وذرات الروبيديوم 87 والهدروجين على سبيل المثال تتنافر مع مثيلاتها. أما ذرات الليثيوم 7 والروبيديوم 85 فتتجاذب. وهذه القوى, على الرغم من كونها صغيرة جدا, تغير عددا لا يحصى من خواص الكُثافة مثل طاقتها الداخلية وحجمها وأنماط اهتزازها ومعدل تشكلها. والأهم من ذلك أن التنافر يجعل الكُثافة مستقرة, في حين يفقدها التجاذب استقرارها. ولذلك فإن التجارب التي تستخدم الروبيديوم 87 المتنافر أو الصوديوم تكثف بصورة روتينية ملايين الذرات دفعة واحدة ويمكن أن تكون الكُثافات أكبر بنحو 20 مرة مما تكون عليه في حال انعدام التنافر. وعلى العكس من ذلك يحدد التجاذب كُثافات الليثيوم 7 التي أنتجتها مجموعة (G.R.هيولت) في جامعة رايس بنحو 1500 ذرة فقط. أما إذا أصبح الحجم أكبر من ذلك فإن الكُثافة تتقلص وتصبح كثيفة بدرجة زائدة؛ مما سبب تصادمات تنثر الذرات وتخرجها من المصيدة. وأصبحت هذه النتائج الآن مفهومة تماما باستخدام نمذجة نظرية معقدة, ولكن حتى وقت قريب, في بداية التسعينات, كان الفيزيائيون يشكون فيما إذا كان بإمكان الذرات المتجاذبة أن تشكل كُثافة على الإطلاق.

ويمكن تعديل تآثر الذرات باستخدام ما يدعى تجاوبات فيشباخ Feschbach resonances , المسماة باسم عالم الفيزياء النووية النظرية من معهد ماساتشوستس للتقانة M.I.T,  الذي درس ظاهرة مماثلة في النوى المتصادمة في الستينات من القرن العشرين. ففي الغاز يقوم الحقل المغنطيسي الشديد بتشويه الذرات, وعند شدات معينة يسبب تجاوبا لدى ذرتين حين تصادمهما. وفي الكُثافة تشعر الذرات باستمرار بتأثيرات هذه التجاوبات لأن موجاتها الكمومية تتراكب, فالتجاوبات تغير القوى بين الذرات ويكون الأثر أكبر ما يكون بالقرب من شدة الحقل المغنطيسي التجاوبية.

  وإحدى الصعوبات هي أن الحقل المغنطيسي الشديد يمكن أن يخرب الحتجاز المغنطيسي للذرات. وقد حلت مجموعة (W. كيترلي) في المعهد M.I.T هذه المشكلة عام 1998 بأن نقلت كُثافات الصوديوم من مصيدة مغنطيسية إلى مصيدة مبنية على أساس الحزمة الليزرية. ولكن على الرغم من أن مجموعة المعهد تمكنت من رصد تأثيرات تجاوبات فيشباخ فإن استحال إجراء دراسات موسعة؛ إذ فوجئ الباحثون مفاجأة كبيرة حين وجدوا أنه عندما تتم موالفة  tuning  الحقول المغنطيسية لتكون قريبة من إحداث التجاوب تتفكك كُثافات الصوديوم خلال بضع ميكروثوان.

 يقذف الليزر الذرات خارج المصيدة عبر "دراة الموت".

   ليزرات الذرات

 إن أحد التطبيقات الممكنة لموالفة التآثر هو التحكم الدقيق في حزم الذرات التي تصدر عن الكُثافات. وتعرف مثل هذه الحزم بليزرات الذرات. وتستخدم الحزم الذرية في العديد من التطبيقات العلمية والصناعية بما في ذلك الساعات الذرية والقياسات الدقيقة للثوابت الأساسية وإنتاج شيبات الحواسيب. ولكن تلك الحزم ينقصها سطوع وترابط coherence  ليزر الذرات تماما مثلما ينقص الضوء العادي سطوع وترابط (وبالتالي تعداد استخدام) الحزمة الليزرية. (ويعني الترابط أن جميع الذرات أو الفوتونات في الحزمة تتحرك في نوع من التزامن الكمومي مع بقاء موجاتها مصطفة بإحكام).

 لقد استغرق الليزر عقودا من الزمن لكي ينتقل من كونه جهازا تجريبيا مقصورا على فئة قليلة في عام 1960 إلى عنصر يكاد يكون موجودا بغير حدود في الإلكترونيات الاستهلاكية. ويرى بعض الباحثين أنه يمكن أن تحظى ليزرات الذرات في العقود المقبلة بمستقبل مثمر مماثل بطرق لا يمكن تخيلها الآن, تماما مثلما لم يكن بالإمكان في الستينات تخيل استخدامات الليزر الحالية. ولكن هناك بالطبع عقبات رئيسية في طريق تحقيق هذا التنبؤ, ليس أقلها شأنا الحاجة إلى إرسال حزم الذرات عبر الخواء وليس عبر الهواء.

 لقد ولَّدت أول ليورات الذرات نبضاتها وحزمها بشكل مختلف تماما عن الليورات الضوئية (مما حدا بالبعض إلى الإصرار على أن "ليزر" الذرات كان تسمية خاطئة). وحقيقة الأمر أن ليزر الذرات هو أي تجمع أو دفق مترابط من كُثافة بوز-آينشتاين يتحرك بحرية. وتكون الذرات في كُثافة بوز-آينشتاين محصورة في مصيدة مغنطيسية بسبب ثنائيات أقطابها المغنطيسية الدقيقة, أو سبيناتها. وتقلب الموجات الراديوية المولفة توليفا صحيحا سبينات الذرات وتجعلها منيعة على الحقول التي تحتجزها. وقد استفادت مجموعة كيترلي من هذا التأثير عام 1997 وابتدعت أول ليزر ذرات عندما تم قذف كُثافة الصوديوم بنبضات موجات راديوية فخرجت من المصيدة الذرات التي انقلبت سبيناتها – واندفعت نبضات هلالية الشكل من الكُثافة المتحركة نحو الأسفل بفعل الثقالة!

   أهي ثقوب سوداء صنعية؟

 إن أحد المنجزات الفذة للبصريات اللاخطية هو تخفيض سرعة الضوء إلى درجة مذهلة. ففي الخواء تتحرك الموجات الكهرمغنطيسية – بما في ذلك موجات الراديو والأشعة السينية والضوء –بالسرعة القصوى البالغة 300000 كيلومتر في الثانية, ولكن الضوء يندفع بسرعة أقل في وسط ما, فهو يتحرك في الماء بسرعة تبلغ تقريبا ثلاثة أرباع سرعته القصوى, وبنحو ثلثيها في الزجاج العادي. وفي عام 1999 تمكن (V.L. هاو) من رولاند للعلوم في كامبريدج .ماساتشوستس, بواسطة إمرار حزمة ضوئية عبر غاز فائق التبريد ومعدل ضوئيا, من إبطاء الضوء إلى سرعة 17 متر في الثانية, وهذه تعادل سرعة دراجة هوائية مسرعة. كما ذكرت مجموعة كيترلي في بحث نشرته في الشهر 11/2000 أنها رصدت الضوء وهو يتحرك بسرعة متر واحد في الثانية عبر كُثافة, وهذه سرعة السير العادي. ولا يحتاج المرء إلى كُثافة لإحداث مثل هذه التأثيرات لكن البرودة الشديدة لغازات الكُثافة تكسبها صفات مثالية تُساعد على إحداث أكثر الأمثلة تطرفا.

  يمكن للموجات الصوتية بالقرب من الدوامات أن تحاكي ظواهر الثقب الأسود.

وفي بحث نشرفي الشهر 8/ 2000 يخمن (W.هو) وزملاؤه في برنستون أن "المادة الخفية (السوداء)" غير المرئية- التي ربما تشكل 90 في المئة من الكون- قد تكون موجودة على شكل كُثافة بوز-آينشتاين لجسيمات صغيرة الكتلة إلى أبعد حد تتخلل الفضاء. ويقترحون أن مثل هذا الشكل من الكُثافات للمادة الخفية قد يقدم حلا لبعض المشكلات التي تلازم النظريات الكوسمولوجية حول "المادة الخفية الباردة", والتي لولاها لكانت هذه النظريات ناجحة تماما. فإذا كانت تلك الفرضية اللافتة للنظر صحيحة فقد يتضح أن أبرد الغازات في الكون هي أكثرها وفرة.

    نقلا عن مجلة العلوم العدد 157

           تأليف (P.G.كولينز)

الحركة الكمومية, المسماة دوامات vortices, هي الطريقة الوحيدة التي تمكن النائع الفائق من الدوران. وتبين هذه المحاكاة النظرية أربع دوامات تشق طريقها في كُثافة ودوامتين جديدتين تتشكلان عند الحافة. تشير الألوان إلى "الطور" الكمومي حول كل دوامة.

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

تغير القوى المؤثرة بين ذرات الكُثافة حجمها ونسبها. وهنا عدّل الباحثون القوى فحولوها من قوى شديدة التنافر (في الأعلى) إلى قوى معدومة الشدة تقريبا (في الأسفل). وبسبب زيادة موالفة القوى وجعلها تجاذبية ضعيفة انهارت الكُثافات وانفجرت مثل مستعرات أعظمية منمنة.

ليزرات الذرات هي من حيث الجوهر كُثافات متحركة, أي المماثل المادي لنبضات أو حزم الليزر الضوئي. وكان أول ليزر ذرات (في اليسار) "مزودا بقوة" الثقالة. وعندما ضربت نبضات الموجات الراديوية كُثافة محتجزة (الدائرة في الأعلى) تحررت مجموعات من كُثافات هلالية. إن التنافر بين ذرات الصوديوم هو الذي يسبب الشكل الهلالي ويسرع تمدد الأهلة. وفي أول ليزر ذرات موجّه (في الأعلى) كانت الحزم الليزرية تدفع الذرات جانبيا فتخرج من المصيدة.

"جزيء ثلاثي الفصوص" من ذرتي الروبيديوم أكبر بألف مرة من الجزيء النموذجي الثنائي الذرة. ويمكن أن يتشكل هذا الجزيء داخل كُثافة بإثارة ليزرية مناسبة. تشير المنحنيات الذهبية اللون إلى كثافة السحابة الإلكترونية المحسوبة التي تشكل الترابط. وتمثل الكرة الخضراء إحدى الذرتين في حين تُحجب الذرة الأخرى تحت "البرجين التوأمين". وقد أنتجت المجموعة البحثية المزيد من الجزيئات العادية المفرطة البرودة في الكُثافات بتقنيات ليزرية مشابهة, لكنها لم تتووصل بعد إلى كُثافة مؤلفة من جزيئات.

تحياتي
اسلحة الطاقه

5
السلام عليكم حبيت اجبلكم لغز حلو هيك عشان نتشارك ونمرح شويه ويلا ياحلوين مستني ردودكو '<img'>

اليكم هذا اللغز
صنبوران احدهما يملأ الحوض فى 4 ساعات ؛ والأخر يملأ الحوض في  6ساعات
ويوجد فى الحوض ثقب يفرغ ملئ الحوض فى 3 ساعات
ففتح الصنبوران والثقب معا ففى كم ساعة يمتلئ الحوض؟؟؟


تحياتي

اسلحة الطاقه

6
هذا قامووس لمصطلحات الكمبيوتر .. ومعانييها بالعربي .. وأيضا شرح مبسط لبعضها.. - adder مِجْمَعَة - add time وقت الجمع
- adapter موصل، محول كهربائي
- ada language structure بنية لغة آدا للكومبيوتر
- ada language لغة آدا للكومبيوتر
- actual decimal point فاصلة عشرية فعلية
- activity ratio نسبة النشاط
- active program برنامج نشط
- active element عنصر منشط
- action الفعل او العمل
- acronym المختصر، لفظ أوائلي
- acquisition الإستملاك والحيازة
- acoustic coupler جهاز الربط الصوتي
- acknwoledge إشارة
- acknowledgement إشعار بالتسلّم
- acknowledge character رمز إشعار بالتسلّم
- achieved reliability الاعتمادية المحددة
- acess arm ذراع الدخول
- accuracy control character رمز التحكم بدرجة الدقة
- accuracy درجة الدقة
- accumulator المراكم
- accoustic coupler محول إشارات سمعية
- accessory المُلحَقَات
- access time وقت الدخول
- access method أسلوب الدخول
- access mechanism آلية الدخول
- access key مفتاح الدخول على برنامج ما
- access دخول
- acceptance test اختبار التطابق
- absolute value signal إشارة العدد المطلق
- absolute value device جهاز القيمة المطلقة
- absolute loader المحمّل المطلق
- absolute code نص مطْلَق
- absolute address عنوان مطْلَق
- aborted cycle دورة متوقفة
- abend recovery program برنامج تصحيح الخطأ
- 96-column card بطاقة ذات 96 عموداً
- 80-column card بطاقة ذات 80 عموداً
- Angstrom االأنجستروم وهو وحدة قياس تساوي جزء من عشرة بلايين من المتر أي 10 مرفوعة للقوة -10 .و تتألف البوصة الواحدة من حوالي (250000000) انغشتروم. وتستخدم هذه الوحدة عادة في قياس طول موجة الضوء. وقد اخذت هذه الوحدة تسميتها من عالم الفيزياء السويدي أندريز أنجستروم (Anders Angstrom).
- abend recovery program برنامج تصحيح الخطأ برنامج تصحيح الخطأ
- abend exit مخرج الخطأ
- abend dump تقرير حالة الخطأ
- abend نهاية شاذة لبرنامج ما
- abacus حاسبة ميك"تم هنا تعديل الكلمة \ الكلمات بواسطة إدارة المنتدى""تم هنا تعديل الكلمة \ الكلمات بواسطة إدارة المنتدى""تم هنا تعديل الكلمة \ الكلمات بواسطة إدارة المنتدى""تم هنا تعديل الكلمة \ الكلمات بواسطة إدارة المنتدى"ية
- augend المضاف اليه هو الرقم الذي يضاف اليه رقم اخر للحصول علي المجموع حيث ان كل عمليه جمع تتطلب رقمين او اكثر
- auditors المراجعون هم مجموعه المراجعون الذين يتحققون من تكامل نظام المحاسبة الذي تم تصميمه
- audio response units وحدات الاستجابة الصوتيه وحده تقوم بتخزين عدد كبير جدا من الكلمات والاصوات بواسطة جهاز حاسب خاص ثم يقوم الحاسب باختيار الكلمات المطلوبه لتكوين الرساله الصوتيه
- assembler مترجم جامع برنامج يترجم كودا رمزيا الى الكود الالي المقابل له
- analog computer كمبيوتر نظري كمبيوتر ينجز مهماته بقياس المتغيرات الفيزيائيه المستمرة ويعالج الكمبيوتر هذه المتغيرات ليحصل على نتيجه
- amplitude modulation تضمين سعوى طريقة تضمين تتغير فيها سعة الاشارة للتميز بين الرقم الثنائي 1 والرقم الثنائي 0
- attached processor معالج متصل معالج موصول بكمبيوتر رئيسي للمساعدة فى انجاز المهام
- atom عنصر وحدة عنصر اساسي فى لائحة ما فى لفات معالجة اللوائح يمثل هذا المصطلح بندا معين فى اللائحة كما هو الحال بالنسبه الى كل كلمة في عبارة معينه
- asynchronous device جهاز لاتزامني جهاز يرسل اشارات على فواصل زمنيه غير منتظمه الى النظام الذي يقوم بالاتصال معه
- asynchronous computer كمبيوتر تزامنى كمبيوتر تقوم فيه اشارة ببيان لحظه اكتمال احدى العمليات
- assemble language لغة التاويل لغة برمجة منخفضة المستوي تستعمل تعليمات مختصرة
- application تطبيق نظام تم نعريفه كي يكون ملائما لطرق المعالجة الالكترونيه للمعطيات
- address register جزء عنواني مرصف يستعمل لخزن عنوان ما
- artificial intelligence ذكاء اصطناعى مجال الدراسة بعلم الكمبيوتر الذي يهتم بتطوير الة تستطيع القيام بعمليات شبيهة بعمليات التفكير الانساني كالاستنتاج والتعلم والتصحيح الذاتي
- assemble تأويل ترجمة كود رمزي الى كود الى مقابل له
- auxiliary storage خزن مساعد خزن اضافي خزن على الخط يختلف عن الخزن فى الذاكرة الرئيسيه مثل القرص او الشريط
- arthmetic relation علاقه حسابيه عبارتان حسابيتان يفصل بينهما احد العوامل العلائقيه
- array صفيف . نسق مجموعه مكونه من عنصرين او اكثر تربط بينهما علاقه منطقيه وتعطي هذه المجموعه اسما واحد : ويتم تخزين هذه المجموعه عادة في مواقع خزن متعاقبة موجوده في الذاكرة الرئيسيه
- arthmetic register سجل حسابي مرصف( سجل) موجود فى الوحده الحسابيه المنطقيه يستعمل للقيام بالعمليات الحسابيه والمنطقيه
- arthmetic operator عامل حسابي رمز يستعمل فى العبارة الحسابيه ليشير الي نوع العمليه الحسابيه المطلوب انجازها
- arthmetic operation عملية حسابيه عملية جمع او طرح او ضرب او قسمة قيم عدديه
- arthmetic instruction تعليمية حسابية تعليمية تأمر الكمبيوتر باجراء عملية حسابيه ما
- area search ملف الارشيف هو ملف يستعمل لتخزين المعلومات غير المستخدمه فى الوقت الحالى وذلك للرجوع اليها عندما تستدعى الحاجه
- architecture تصميم تركيبة تتالف من مكونات معينه والطريقة التي تتفاعل بها هذه المكونات بحيث تؤلف فى النهاية نظاما للكمبيوتر
- approximation تقريب القيمة الناتجه عندما يتم تقريب عدد الي منزله الارقام العشريه
- alphabetic ابجدي مصطلح يدل على معطيات تتالف من رموز وحروف خاصه
- append إلحاق -إضافة
- analyst مُحلّل خبير فى الكمبيوتر يحدد مسألة ما ويطور الخوارزميات لحلها
- AWG American Wire Gauge مقياس السلك الأمريكي ، طريقة تقدير القطر (diameter) للسلك ، كلما صغر رقم السلك كلما كبر السلك ، وعموما كلما علا كان قادرٍ على حمل التيار
- Authentication التوثيق اي نظام يحتوي على منظومة التصديق أو التوثيق الأمني للتأكيد على أن الأعضاء هم من يدعون ، وليسوا متسللين ، بأستخدام أسم عضوية بسيط ورقم مرور
- AUI Attachment Unit Interface وحدة ربط الواجهة ،،، واجهة الربط الأعتيادية لل Ehernet بين ال NIC وقاعدة من 10 إلى 5 شبكات
- ATM Asynchronous Transfer Mode نمط إنتقال غير متزامن. معيار الإتحاد الدولي للمواصلات السلكية واللاسلكية (ITU ) لتقوية خلية أسندت لنظام الإتصالات الذي يشمل الصوت ، ويسمح بمرور الفيديو والبيانات. ويزوّد الATM المعايير لـ25 MBPS و155 MBPS كسرعة إرسال
- Asynchronous Asynchronous نظام لنقل البيانات كتناقش بين طرفين مرسل ومستقبل ( كأجهزة أتصال ) بحيث لا يستطيع الجهاز المظي في نقل البيانات قبل أعلامه من الطرف المنقول أليه بأنه قد تم أستلام الجزء المنقول بشكل صحيح ويمكنك متابعة نقل باقي الأجزاء
- ASPI American Standard Code for Information Interchange برمجة بواجهة تطبيق للسكازي متطورة ، البرنامج عبارة عن واجهة بين أداة نظام التشغيل و وصلة مضيف الأسكاسزي
- ASCII American Standard Code for Information Interchange مختصر للرمز القياسي الأمريكي لتبادل المعلومات، الذي يحدّد مجموعة أحرف من 7 قطع قياسية.
- AS Autonomous System مشروع بحث متقدم في التحكم بالشبكات ، إدارة تتبع وزارة الدفاع الأمريكية قامت بتصميم مايسمى نظام الزيادة الواسعة النظاق والعادرة على أبقاء حرب نووية بإدارة الأنترنت
- ArpaNet ArpaNet مشروع بحث متقدم في التحكم بالشبكات ، إدارة تتبع وزارة الدفاع الأمريكية قامت بتصميم مايسمى نظام الزيادة الواسعة النظاق والعادرة على أبقاء حرب نووية بإدارة الأنترنت
- ARP Address Resolution Protocol نظام تحويل العناوين ،،، نظام للترجمة بين عنوانين IP وعناوين طبقة ال MAC في الethernet , معرف في RFC 826
- ARJ ARJ برنامج مشهور متوفر للدوس وبرامج الحاسب الأخرى
- Archive الأرشيف ملف ضخم يتوزع منه العديد من الملفات الأصغر ، في غالب الأحيان نجد ملفات الأرشيف مضغوطه، ويستخدم في العادة الضغط لنقل الملفات والأرشيفات بطريقة اسهل وتستعمل صيغ ARJ, TAR, ZIP
- Archie Archie نظام للبحث في نتائج موقع التحميل( FTP ) ، هو متوفر كإيعاز أو أوامر يونيكس وعن طريق التيلنت.
- ARA Apple Remote Access نظام أبل للتداول عن بعد ، نظام يسمح لوصول شبكة من أنظمة الماكنتوش عن طريق الطالب الهاتفي ، النظام ملغي كلياً تقريباً الأن
- AppleTalk AppleTalk نظام بروتكول شبكة ماكنتوش المعين لعملية الأشتراك ( ملفات ، طابعات ، الخ ) ويمكن استعمال أجهزة خاصة او عن طريق الإيثرنت
- API Application Programming Interface واجهة برنامج الطلبات ، مجموعة نداءات وضيفية تسمح بالأتصال بالبرامج او بين برنامج الkernel
- ANSI American National Standards Institute منظمة لا ربحية تعمل في المصلحة العامة لتنسيق المقايير الأمريكية ، كما أنها نظام سيطرة طرفي مشترك لنظام المنتديات
- ANI Automatic Number Identification معرف الرقم التلقائي
- AFS Andrew File System معيار ملف النظام موزّع لليونيكس ونوافذ إن تي. و مطور في جامعة كارنجي ميلون
- ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line خط الأشتراك الرقمي الغير متماثل
- ActiveX ActiveX نظم عرض مطور من قبل ميكروسوفت للعرض الحي على الويب او المتصفح
- ACAP Application Configuration Access Protocol برتكول طلب أعدادات الدخول
- abort ايقاف ايقاف تنفيذ برنامج ما بسبب نهاية شاذه للبرنامج ثم اعادة التحكم الى نظام التشغيل
- Authentication non الأصالة أو التوثيق. عملية يؤكد الحاسب بواسطتها هوية المستخدم أو هوية أي حاسوب آخر يحاول الوصول إلى مجموعة من ملفاته أو النفاذ إليه. ويتم ذلك عادة بواسطة تدقيق اسم المستخدم و كلمة المرور الخاصة به.
- ASP Active Server Pages صفحات الخادم النشطة

7
منتدى علم الكيمياء / موسوعة السموم ( شامله)
« في: مايو 05, 2007, 03:55:24 مساءاً »
تعريفات
1- علم السموم: (TOXICOLOY)
يعرف بأنه العلم الذي يبحث في ماهية المواد السامة كيميائية كانت أم فيزيائية وفي تأثيرها الضار على الكائن الحي كما يبحث في أصل السم وتحليله وطرحه في الكائن الحي وفي طرق العلاج والتقليل من السمية.
2- السم: (POISON)
يعرف بأنه المادة الكيميائية أو الفيزيائية التي لها القدرة على إلحاق الضرر أو الموت في النظام الحيوي.
3- الترياق: (ANTIDOTE)
يعرف بأنه المادة التي تستعمل للتقليل من آثار السموم الضارة أو وقف مفعولها.
ويستعمل هذا الترياق المكون من 2جزء فحم منشط 1جزء حمض تانيك 1جزء أكسيد المغنسيوم ضد السموم التي تؤثر عن طريق المعدة ويتم استعماله عند ظهور أعراض التسمم بأن يضع المريض معلقتين شاي من هذا الخليط في فيه ويشرب 1.5 كوب من الماء.
4- السمية: (TOXICITY)
تعرف بأنها قدرة السم على إحداث خلل أو ضرر أو تلف في جسم الكائن الحي إنسانا كان أم حيوانا أم نباتا.
5- عملية التسمم : هي إصابة الشخص بالأعراض المرضية التي تسببها السموم وهذه الأعراض إما أن تظهر فجأة ويسمى التسمم في هذه الحالة تسمم حارا وإما أن تظهر تدريجيا وبغير شدة وذلك عقب استخدام كميات صغيرة من السم لمدة طويلة في فترات متباعدة ويسمى التسمم في هذا النوع الأخير تسمم مزمن ويتم تراكم السم في هذا النوع بانحلاله في المواد الدهنية في الجسم أو بتثبيته في الأنسجة الهضمية أو في الكليتين.
6- الجرعة القاتلة: (LETHAL DOSE) هي أقل كمية من السم تكون كافية للقتل (الإنسان أو الحيوان أو النبات).وغالبا يرمز لها بالرمز (LD50) حيث أن (LD50 = X mg ) حيث الرمز X رقم يتغير حسب نوع السم.

8
منتدى علوم الحاسب / اخر اخبار الحاسوب والانترنت
« في: ديسمبر 12, 2006, 06:30:15 صباحاً »
السلام عليكم

سوف نخصص هذا الموضوع لاخر اخبار الحساوب والانترنت وجديد الاسواق



ارجو انو الفكره تعجبكم


تحياتي


اسلحة الطاقه

9
منتدى علم الكيمياء / الاسلحه النوويه
« في: ديسمبر 08, 2006, 11:48:25 مساءاً »
السلاح النووي عبارة عن سلاح يعتمد في قوته التدميرية على عملية الإنشطار النووي؛ ونتيجة لعملية الإنشطار هذه تكون قوة انفجار قنبلة نووية صغيرة أكبر بكثير من قوة انفجار أضخم القنابل التقليدية حيث أن بإمكان قنبلة نووية واحدة تدمير أو إلحاق أضرار فادحة بمدينة بكاملها. فُجرت أول قنبلة نووية للاختبار في 16 يوليو 1945 في منطقة تدعى صحراء ألاموغوردو Alamogordo تقع في ولاية نيو مكسيكو New Mexico في الولايات المتحدة وسميت القنبلة باسم القنبلة (أ) A-bomb وكان هذا الاختبار بمثابة ثورة في عالم المواد المتفجرة التي كانت قبل اختراع القنبلة النووية تعتمد في قوتها على الإحتراق السريع لمواد كيميائية الذي يؤدي إلى نشوء طاقة معتمدة فقط على الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي للذرة؛ على عكس القنبلة النووية التي تستمد طاقتها من نواة الذرة مستندة على عملية الإنشطار النووي وبهذه العملية فان شكلاً دائرياً صغيراً بحجم كف اليد يمكن أن يسبب انفجاراً تصل قوته إلى قوة انفجار يحدثه 20,000 طن من مادة تي إن تي.
القنبلة (أ) A-bomb تم تطويرها وتصنيعها واختبارها من قبل ماسمي بمشروع مانهاتن Manhattan Project التي كانت عبارة عن مؤسسة امريكية ضخمة تشكلت في عام 1942 في خضم الحرب العالمية الثانية وكان المشروع يضم ابرز علماء الفيزياء في الولايات المتحدة مثل أنريكو فيرمي Enrico Fermi و روبرت أوبنهايمر J. Robert Oppenheimer والكيميائي هارولد أوري Harold Urey. بعد الحرب العالمية الثانية قامت هيئة الطاقة النووية في الولايات المتحدة بإجراء أبحاث على القنابل الهيدروجينية وتدريجيا بدأ إنتاج قنابل نووية أصغر حجما بكثير من القنابل النووية الأولية التي كانت ضخمة الحجم وبدأت عملية تركيب رؤوس نووية على الصواريخ التقليدية التي يمكن اطلاقها من على منصات متحركة أو من على سطح البحر وحتى من تحت أعماق المحيطات.
اُستُعمِلَت القنبلة الذرية مرتين في تاريخ الحروب؛ وكانتا كلتاهما أثناء الحرب العالمية الثانية عندما قامت الولايات المتحدة بإسقاط قنبلة ذرية على مدينة هيروشيما في 6 اغسطس 1945 وقنبلة ذرية اخرى على مدينة ناكاساكي بعد 3 أيام، أي في 9 اغسطس 1945 وكلا المدينتين تقعان في اليابان. وقد أدى إسقاط هاتين القنبلتين إلى قتل 120,000 شخص في نفس اللحظة، ومايقارب ضعف هذا العدد بعد سنوات. وكانت الأغلبية العظمى من الضحايا في هذين المدينتين من المدنيين. انتقدت الكثير من الدول الضربة النووية على هيروشيما و ناكاساكي إلا أن الولايات المتحدة ارتأت انها احسن طريقة لتجنب اأعداد أكبر من القتلى إن استمرت الحرب العالمية الثانية فترة أطول.
بعد الضربة النووية على هيروشيما و ناكاساكي وحتى وقتنا الحاضر؛ وقع مايقارب 2000 انفجارا نوويا كانت بمجملها انفجارات تجريبية واختبارات قامت بها الدول السبع التي أعلنت عن امتلاكها لأسلحة نووية وهي الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي (روسيا حالياً) وفرنسا والمملكة المتحدة والصين وباكستان والهند. هناك عدد من الدول التي قد تمتلك اسلحة نووية ولكنها لم تعلن عنها مثل إسرائيل وكوريا الشمالية وأوكرانيا، واتُهِمَت إيران مؤخراً من قبل عدد من الحكومات بأنها إحدى الدول ذات القدرة النووية. يُستخدم السلاح النووي في وقتنا الحاضر كوسيلة ضغط سياسية وكوسيلة دفاعية استراتيجية، وتستعمل القدرة النووية أيضا استعمالات غير عسكرية للطاقة النووية.





الأنشطار النووي Nuclear fission هي عملية انشطار نواة ذرة ما الى قسمين او اكثر ويتحول بهذه العملية مادة معينة الى مادة اخرى وينتج عن عملية الأنشطار هذه نيوترونات و فوتونات حرة( بالاخص اشعة گاما) ودقائق نووية مثل دقائق ألفا alpha particles ودقائق بيتا beta particles. يؤدي انشطار العناصر الثقيلة الى تكوين كميات ضخمة من الطاقة المتحركة.

تستعمل عملية الأنشطار النووي لتزويد الوقود لمولدات الطاقة النووية وتحفيز انفجار الأسلحة النووية واذا امكن اخضاع عنصر ثقيل الى سلسلة من الأنشطارات النووية فان ذلك سيؤدي الى تكوين ما يسمى بالوقود النووي ويتم تحفيز هذه السلسلة المتاعقبة من الأنشطارات النووية في المفاعلات النووية ويعتبر اليورانيوم-235 و البلوتونيوم - 239 من اكثر انواع الوقود النووي استعمالا. تبلغ كمية الطاقة الناتجة من كمية معينة من الوقود النووي ملايين اضعاف الطاقة الناتجة من نفس الكمية من البنزين.




يختلف الانشطار النووي عن عملية التحلل الإشعاعي من ناحية انه يمكن السيطرة على عملية الأنشطار النووي خارجيا. تقوم النيوترونات الحرة الناتجة من كل عملية انشطار إلى تحفيز انشطارات اخرى التي بالتالى تؤدي الى تكوين نيوترونات حرة اخرى وتستمر هذه السلسلة من الفعاليات مؤدية إلى إنتاج كميات هائلة من الطاقة.

يطلق على نظائر عناصر كيميائية لها القدرة على تحمل هذه السلسلة الطويلة من الأنشطارات النووية اسم الوقود النووي. من أكثر أنواع الوقود النووي استعمالا هي اليورانيوم ذو كتلة ذرية رقم 235 (يورانيوم-235) و بلوتونيوم ذو كتلة ذرية رقم 239 (بلوتونيوم-239) , هذين العنصرين ينشطران بصورة بطيئة جدا تحت الظروف الطبيعية التي تسمى ب الانشطار التلقائي spontaneous fission وتاخذ هذة العملية التلقائية مايقارب 550 مليون سنة على أقل تقدير ولكن عملية الانشطار هذه يتم تحفيزها والإسراع بها في المفاعلات النووية.

تنتج عادة عن سلسلة من الأنشطارات في المواد المذكورة اعلاه طاقة حركية هائلة تقدر بحوالي المئات من الكترون فولت وللتوضيح فان 0.03 الكترون فولت قادر على تدفئة منزل صغير . يرجع السبب الرئيسي في تفضيل اليورانيوم لاجراء عملية الأنشطار النووي عليه لغرض تصنيع الأسلحة النووية الى كون النظير 235 لليورانيوم او مايسمى يورانيوم-235 خفيف الكتلة ويمكن تحفيز انشطاره بسهولة بواسطة تسليط حزمة من النيوترون عليه وبعد الأنشطار يتولد 2.5 نيوترون وهذه الكمية من النيوترون كافية لاستمرار عمليات انشطار متسلسلة و متعاقبة.






اليورانيوم فلز مشع أبيض فضي اللون، رمزه الكيميائي U. وهو مصدر الطاقة المستخدمة في توليد الطاقة الكهربائية في كل محطات القدرة النووية التجارية الكبيرة. فبإمكان قطعة من اليورانيوم في حجم كرة المضرب إطلاق كمية من الطاقة تساوي كمية الطاقة التي تطلقها حمولة من الفحم الحجري يبلغ وزنها ثلاثة ملايين ضعف وزن قطعة اليورانيوم. وينتج اليورانيوم أيضًا الانفجارات الهائلة لبعض الأسلحة النووية.
واليورانيوم هو ثاني أثقل عنصر موجود في الطبيعة بعد البلوتونيوم. ويستغل المهندسون ثقل اليورانيوم في عدد من التطبيقات، حيث يستخدمون اليورانيوم في البوصلات الدوارة في الطائرات، لحفظ توازن الجنيحات وغيرها من سطوح التحكم في الطائرات والمركبات الفضائية، وللوقاية من الإشعاع باستخدام اليورانيوم غطاء. واليورانيوم المستخدم في هذه التطبيقات ذو خاصية إشعاعية ضعيفة جدًا. ويستخدم العلماء اليورانيوم أيضًا لتحديد أعمار الصخور والمياه الجوفية وترسبات الترافرتين (أحد أشكال الحجر الجيري) في المواقع الأثرية.
يوجد اليورانيوم أساسًا في الصخور، ولكن بتركيزات منخفضة جدًا. ففي المتوسط، يوجد 26 رطلاً فقط من اليورانيوم في كل مليون رطل من القشرة الأرضية. ويوجد اليورانيوم بتركيزات أقل من ذلك في الأنهار والبحيرات والمحيطات وغيرها من الأجسام المائية، حيث يوجد ما بين 0,1 رطل و10 أرطال من اليورانيوم في كل بليون رطل من الماء، بما تحتويه من مواد محتوية على اليورانيوم.
اكتشف الكيميائي الألماني مارتن كلابروث اليورانيوم في عام 1789م، حيث وجده في البتشبلند، وهو معدن داكن، أسود مزرق اللون. وقد سمى كلابروث اليورانيوم على اسم كوكب أورانوس، الذي كان قد اكتشف في عام 1781م. وفي عام 1841م فصل الكيميائي الفرنسي يوجين بليجو اليورانيوم النقي من البتشبلند.
مصادر اليورانيوم
 

اليورانيوم يوجد في معظم القارات. توضح الخريطة المواقع المعروفة لرواسب اليورانيوم الرئيسية. تمتلك الولايات المتحدة أكبر الرواسب، تليها كندا ثم أستراليا. ولا تتوفر معلومات عن رواسب اليورانيوم في بعض الأقطار.
المصدر الأساسي لليورانيوم هو اليورانينيت، ومن أهم أنواعه البتشبلند، الذي اكتشف فيه اليورانيوم لأول مرة. ومن الخامات الرئيسية الأخرى اليورانوفان والكوفينيت والكارنوتيت. وقد يحتوي الحجر الجيري والطفل والفوسفات على ترسبات قيمة من خامات اليورانيوم، بينما يحتوي الجرانيت عادة على كميات قليلة من اليورانيوم

10
منتدى علم الكيمياء / مكتبة المركبات الكيميائية
« في: ديسمبر 08, 2006, 11:30:57 مساءاً »
في البدايه سوف نتعرف على بعض المركبات الكيميائيه


وبعد ذلك سوف اضع مقدمه بسيطه عن الكيمياء العضويه












في البدأ كلنا نعرف غاز الإيثان(CH4) وعند إستبدال ذرة هيدروجين بذرة كلور والإستبدال المستمر وهذا بالطبع يحدث وكلنا نعرف تحت تأثير الضوء وتسمى هذه العملية "الكلورة للميثان" أو "كلورة الكلوروفورم"..

التحضير:

هناك عدة طرق لتحضيره منها:
1-يحضر فعل الكلور أو أحادي كلوريد الكبريت على ثنائي كبريتيد الكربون(CS2)في وجود برادة الحديد.
CS2+3Cl2====>CCl4+S2Cl2
2-يحضر كما قلنا بالكورة التامة للكلوروفورم أو بطريقة إستبدال ذرة هيدروجين بذرة كلور إبتادءا من الميثان حتى نحصل على رابع كلوريد الكربون.

الخواص الطبيعية لهذا المركب:

رابع كلوريد الكربون هو عبارة عن سائل شفاف ذو رائحة مقبولة تشبه رائحة الكلوروفورم.ويغلى عند درجة76م ولا يتأثر بالهواء الجوي كما هو الحال في الكلوروفورم.

الخواص الكيميائية لهذا المركب:

يمتلك هذا المركب العديد من الخواص الكيميائية التي تميزه عن غيره من المركبات العضوية ومما لفت إنتبهاي هذه الخاصيتين:
1-يختزل بواسطة برادة الحديد"الرطبة" إلى الكلورفورم.
2-يمكن التفرقة بينه وبين الكلورفورم بواسطة محلول فهلنج الذي يختزل الكلورفورم ولكنه لايختزل بواسطة رابع كلوريد الكربون.


إستخداماته:


من خلال مراجعتي إثناء الدراسة لكثير من المذيبات العضوية وجدت أن رابع كلوريد الكربون من أفضل المذيبات العضوية على الأطلاق هذا إلى جانب الكثير من المذيبات العضوية الأخرى.
ويعتبر رابع كلوريد الكربون ماده غير قابلة للإشتعال نظرا لثقلها ولذلك فأنه يستخدم في أنتاج مادة إطفاء الحريق التي تعرف بإسم"Pyrene" حيث توضع هذه المادة في أسطوانات مخصصة لهذا الغرض .




11
السلام عليكم
حبيت اطرح هذا الموضوع لاخ طالب الحقيقه لكي يتاكد من صحة نظرية انا الارض تدور وحبيت اطرحه في موضوع مستقل لوحده
تفضل اخي الكريم
قدم هذا البحث في المؤتمر العالمي السابع للإعجاز العلمي في القرآن والسنة،

تمارس الأرض الحركة في مجالين هما المجال الخارجي والمجال الداخلي الذي يعني حركة قاراتها بالنسبة لبعضها البعض عبر الزمن وهو ما يعبر عنه حديثاً بحركية الألواح كما أن العديد من الحركات تجري داخل الألواح نفسها.
والآتي إطلاله موجزة عن هذه الحركات ودلالاتها في القرآن الكريم والتي إن دلت على شيء فإنها تدل على وحدة الخالق وقدرته وعظمته ودقيق صنعه وعظيم خلقه.
من المعروف أن للأرض ثلاث حركات رئيسية خارجية فهي تنسلب مع بقية المجموعة الشمسية التي تتشكل من الشمس والكواكب السيارة التسع بما فيها الأرض بالإضافة إلى العديد من الكويكبات والأقمار والمذنبات والشهب والنيازك التي تقع على المحور الطويل لمجرة الطريق اللبني (مجرة طريق التبانة) على مسافة ثلثى الطريق من مركز المجرة سابحة في أعماق الكون مع ملايين لا تحصى من المجرات الأخرى في تناسق واتزان وصدق الله العظيم إذ يقول:
وهو الذي خلق الليل والنهار والشمس والقمر كل في فلك يسبحون(1) (الأنبياء : 33).
لا الشمس ينبغي لها أن تدرك القمر ولا الليل سابق النهار وكل في فلك يسبحون (2) (يس: 40).
تبتعد المجرات بعضها عن بعض بتمدد واتساع الكون الفسيح الذي قدره عمره حديثاً بنحو 13.7 مليار عام والذي تسبح فيه المجرات بسرعة هائلة تبلغ كبعض التقديرات من 22 آلف كم إلى 30 آلف كم في الثانية الواحدة وقد أنباء الله القدير بذلك قبل أكثر من أربعة عشرة قرناً:
والسماء بنيناها بأيد وانا لموسعون (1) (الزاريات : 47).
والأرض تدور حول الشمس مرة كل 4/1 365 يوم عبر مسار طوله نحو 9600 مليون كم، هذه الحركة هي المسئولة عن تعاقب الفصول الأربع. وما من شك أن ميل محور الأرض بمقدار 2/231 درجة من العوامل الأساسية لحدوث هذا التعاقب أما منطقتي القطب الشمالي والجنوبي فلهما ستة أشهر من ضوء النهار وستة أشهر من الظلام الدامس كل عام. ومسار الأرض حول الشمس اهليجي Elliptical وبناء عليه يتغير متوسط بعدها عن الشمس والبالغ نحو 150 مليون كم بمقدار 4.991000 كم على مدار العام وحركة الأرض حول الشمس حركة متعرجة ولكنها حركة منضبطة تماماً بحيث لا يمكن أن يحدث أدنى تغير في سرعة دورانها كما أن الأرض تدور دورة كاملة حول محورها كل 24 ساعة من الغرب إلى الشرق (أي ضد حركة عقارب الساعة).
ويعني ذلك إنها تدور حول محورها بسرعة حوالي 1600كم في الساعة وهذه الحركة هي المسئولة عن تعاقب الليل والنهار مع أنها تتأثر في الوقت نفسه بجاذبية القمر التي تسبب ظاهرة المد والجزر في المحيطات والبحار.
والملاحظ أن الأرض والكواكب الأخرى تدور حول الشمس في مدارات تقع في مستوى واحد تقريباً وأن للكواكب غير الأرض نفس جاذبية القمر إلا أن بعدها عن الأرض يضعف هذه الجاذبية إلى حد بعيد رغم إن كتلة كل الكواكب السيارة أكبر بكثير من كتلة القمر.
صحيح أن جاذبية الشمس تقوم بدور في عملية المد والجزر إلا أن تأثير القمر هو العامل الحاسم في معظم المناطق والدليل على ذلك أنه كلما تأخر شروق القمر تأخر المد. يحدث كل ذلك وفق قوانين محكمة وقواعد ثابتة وحسابات دقيقة من قبل مبدع الكون وبارئه الله العزيز الحكيم.
وكروية الأرض ودروانها حول محورها أوجزها القرآن الكريم في قوله تعالى:
خلق السموات والأرض بالحق يكور الليل على النهار ويكور النهار على الليل (1) (الزمر : 5)
وقوله تعالى ويغشى الليل النهار يطلبه حثيثاً (2) (الأعراف :54)
وكما سبق ذكره فإن الأرض حول محورها بسرعة 1600 كم في الساعة هذه السرعة لها تأثير حاسم على الحياة على ظهر الأرض فإذا فرضنا أن هذه السرعة انخفضت إلى الخمس لطالت أوقات النهار والليل عشر مرات بالنسبة إلى ما هي عليه الآن ولترتب على ذلك أن تحرق الشمس بشدة كل شيء فوق سطح الأرض وما بقي بعد ذلك ستقضي عليه البرودة الشديدة في الليل.
وتقدر درجة حرارة لهب الشمس بحوالي 15 مليون درجة مئوية والحرارة على سطحها بحوالي 6000 درجة مئوية والمسافة بينها وبين الأرض 150 مليون كم تقريباً ولو تحركت الأرض لتقترب من الشمس بمقدار النصف لارتفعت الحرارة التي تتلقاها الأرض من الشمس إلى أربعة أمثال ولاحترق كل شيء على الأرض ولو بعدت الشمس عن الأرض بمقدار الضعف لقلة كمية الحرارة التي تتلقاها من الشمس إلى الربع ويعني هذا إن البرودة التي تنتج عن ذلك سوف تقضى قضاءاً مبرماً على الحياة على وجه الأرض وصدق الله العظيم القائل:
(وكل شيء عنده بمقدار)(3) (الرعد: 8)
(وخلق كل شيء فقدره تقديراً)(4) (الفرقان : 2)
(إذا كل شيء خلقناه بقدر) (القمر : 49)
وفي الأرض قوتان متضادتان إحداهما الجاذبية الأرضية وهي القوة التي تحاول جذب أي شيء نحو مركز الأرض وهي قوة متساوية في كل الاتجاهات بحيث أنها تحاول أن تجعل الأرض كروية تماماً إلا أن دوران الأرض حول محورها والذي يبلغ كما سبق ذكره 1600 كم في الساعة يولد قوة طاردة مركزية Centrifugal Force في منطقة خط الاستواء وتقل كلما بعدت عنه حتى تصبح صفراً عند القطبين وتؤدي هذه القوة إلى بروز استوائي بمقدار 43 كم إذا ما قورن بسمك الأرض من القطب

يتبع

12
كلنا ينتابنا القلق والخوف عند الامتحان ولكن علينا ان نميز بين القلق المحمود والقلق المرفوض

فالأول هو قلق الرغبة في النجاح والحصول على اعلى الدرجات وهو قلق محفز ومطلوب

اما القلق والخوف المرفوض فهو الذي يؤثر على الثقة بالنفس ويثبط الهمة ويقلل من درجاتك بالرغم من سهرك ومجهودك .. وهذه الوصفة تضمن لك التخلص منه بإذن الله

ارشادات عامة:

النوم النوم النوم
خذ قسطا وافرا منه في الليلة السابقة للامتحان حتى تدخل الامتحان هادئ الاعصاب قوي التركيز

التغذية:

عليك بتناول وجبة خفيفة قبل ذهابك للامتحان فهي ستزود المخ بالطاقة اللازمة للتفكير وستريح في نفس الوقت معدتك القلقة

تجنب المأكولات الدسمة ولاتملأ بطنك

تجنب الاكثار من القهوة والشاي
صحيح انهما منبنهان للجهاز العصبي لكن زيادة التنبيه هنا غير مطلوبة ويكفي كوبا واحدا من أي منهما

الحركة:

لاشيء افضل من الحركة والتمارين الرياضية في تخفيض التوتر والقلق

ان كنت تستطيع القيام ببعض التمرينات الرياضية قبل الامتحان كان بها والا فيكفي ان تتحرك وتمشي في فناء المدرسة او الجامعة خلال الساعة التي تسبق الامتحان

قبل الامتحان:

توكل على الله واذهب مبكرا وخذ معك اقلام وادوات اضافية احتياطا

لاتبحث عن ولاتستمع الى اي اسئلة قبل دخولك لأنك لو سمعت سؤالا لاتعرف اجابته فإن ثقتك بنفسك ستهتز وستدخل في حلقة مفرغة من التوتر والقلق مما سيؤثر على اجاباتك في الامتحان

يفضل ان تترك كتبك في البيت فالمذاكرة حتى آخر لحظة قد تكون مشوشة وتؤدي الى تداخل المعلومات وتطاير الافكار .. لكن ان كنت ممن تعودوا عليها فعليك ان تكتفي فقط بقراءة العناوين ورؤوس الاقلام والاشكال التوضيحية

أثناء الامتحان:

عند استلام ورقة الاسئلة قل:
بسم الله الرحمن الرحيم ولاحول ولاقوة الا بالله العلي العظيم - اللهم لا سهل الا ماجعلته سهلا - حسبنا الله ونعم الوكيل - على الله توكلنا
وكن على ثقة تامة بأن الله معك ولن يخيب رجاءك

ضع ساعة يدك امامك وقم بتقسيم وقت الاجابة حسب عدد الاسئلة حتى لايطغى سؤال على آخر

ابدأ بالاجابة عن الاسئلة السهلة
هذا سيؤدي الى استرخائك وزيادة ثقتك بنفسك اضافة الى انك ستضمن منذ البداية درجات أكيدة

انس كل من حولك من الزملاء وماقد يحدث منهم من كلام او ضوضاء وركز على ورقتي الاسئلة والاجابة فقط

لاتخف وتقلق اذا رأيت زملاءك يكتبون وانت لازلت تفكر في الاجابة
اجابتك بالتأكيد ستكون اكثر تركيزا ودقة منهم لأنك امضيت وقت أطول في التفكير فيها وترتيب افكارك مما سيجعلها تحوز الدرجات الاعلى

لاتنزعج اذا رأيت زملاءك قد قاموا وسلموا اوراق الاجابة وانت لازلت تكتب فمعظم من ينهي الامتحان مبكرا لا تكون درجاته عالية وعليك ان تستغل مابقي من الوقت في التفكير والاجابة لزيادة حصيلتك من الدرجات

اذا انتابتك لحظات قلق اخرى اثناء الامتحان كرر الدعاء السابق ثم ... - اغمض عينيك - خذ نفسا عميقا الى الداخل - امسكه بقدر ماتستطيع - اخرجه ببطء ... هذا التمرين البسيط يساعد على الاسترخاء والتركيز

تحياتي
اسلحة الطاقه

13
هذي دروس في عملاق التصميم والابداع برنامج المايا العملاق
حجم الاسطوانات سبعه جيجا بايت ارجو سرعة التحميل ياخوان لانو الصولات ليست دائما تعمل

http://rapidshare.de/files/17392601/SMAYACHP1.sfv
http://rapidshare.de/files/17393478/...HP1.part01.rar
http://rapidshare.de/files/17394425/...HP1.part02.rar
http://rapidshare.de/files/17395379/...HP1.part03.rar
http://rapidshare.de/files/17396336/...HP1.part04.rar
http://rapidshare.de/files/17397481/...HP1.part05.rar
http://rapidshare.de/files/17398560/...HP1.part06.rar
http://rapidshare.de/files/17399693/...HP1.part07.rar
http://rapidshare.de/files/17400892/...HP1.part08.rar
http://rapidshare.de/files/17402103/...HP1.part09.rar
http://rapidshare.de/files/17403411/...HP1.part10.rar
http://rapidshare.de/files/17404789/...HP1.part11.rar
http://rapidshare.de/files/17406301/...HP1.part12.rar
http://rapidshare.de/files/18017518/...HP1.part13.rar
http://rapidshare.de/files/17407928/...HP1.part14.rar
http://rapidshare.de/files/17409313/...HP1.part15.rar
http://rapidshare.de/files/17410885/...HP1.part16.rar
http://rapidshare.de/files/17412551/...HP1.part17.rar
http://rapidshare.de/files/17414283/...HP1.part18.rar
http://rapidshare.de/files/17416052/...HP1.part19.rar
http://rapidshare.de/files/17417761/...HP1.part20.rar
http://rapidshare.de/files/17419486/...HP1.part21.rar
http://rapidshare.de/files/17421354/...HP1.part22.rar
http://rapidshare.de/files/17423068/...HP1.part23.rar
http://rapidshare.de/files/17424972/...HP1.part24.rar
http://rapidshare.de/files/17426942/...HP1.part25.rar
http://rapidshare.de/files/17428980/...HP1.part26.rar
http://rapidshare.de/files/17430982/...HP1.part27.rar
http://rapidshare.de/files/17433019/...HP1.part28.rar
http://rapidshare.de/files/17435103/...HP1.part29.rar
http://rapidshare.de/files/17437174/...HP1.part30.rar
http://rapidshare.de/files/17439172/...HP1.part31.rar
http://rapidshare.de/files/17441253/...HP1.part32.rar
http://rapidshare.de/files/17443326/...HP1.part33.rar
http://rapidshare.de/files/17445266/...HP1.part34.rar
http://rapidshare.de/files/17447390/...HP1.part35.rar
http://rapidshare.de/files/17449462/...HP1.part36.rar
http://rapidshare.de/files/17450963/...HP1.part37.rar
http://rapidshare.de/files/17452421/...HP1.part38.rar
http://rapidshare.de/files/17453737/...HP1.part39.rar
http://rapidshare.de/files/17454911/...HP1.part40.rar
http://rapidshare.de/files/17455996/...HP1.part41.rar
http://rapidshare.de/files/17456995/...HP1.part42.rar
http://rapidshare.de/files/17458085/...HP1.part43.rar
http://rapidshare.de/files/17459021/...HP1.part44.rar
http://rapidshare.de/files/17459874/...HP1.part45.rar
http://rapidshare.de/files/17460713/...HP1.part46.rar
http://rapidshare.de/files/17461625/...HP1.part47.rar
http://rapidshare.de/files/17462705/...HP1.part48.rar
http://rapidshare.de/files/17463508/...HP1.part49.rar
http://rapidshare.de/files/17464290/...HP1.part50.rar
http://rapidshare.de/files/17465156/...HP1.part51.rar
http://rapidshare.de/files/17465921/...HP1.part52.rar
http://rapidshare.de/files/17466686/...HP1.part53.rar
http://rapidshare.de/files/17467686/...HP1.part54.rar
http://rapidshare.de/files/17469375/...HP1.part55.rar
http://rapidshare.de/files/17471031/...HP1.part56.rar
http://rapidshare.de/files/17472224/...HP1.part57.rar
http://rapidshare.de/files/17473091/...HP1.part58.rar


- DVD 2 -

http://rapidshare.de/files/17582653/SMAYACHP2.sfv
http://rapidshare.de/files/17585742/...HP2.part01.rar
http://rapidshare.de/files/17588566/...HP2.part02.rar
http://rapidshare.de/files/17593584/...HP2.part03.rar
http://rapidshare.de/files/17596918/...HP2.part04.rar
http://rapidshare.de/files/17599696/...HP2.part05.rar
http://rapidshare.de/files/17602703/...HP2.part06.rar
http://rapidshare.de/files/17605448/...HP2.part07.rar
http://rapidshare.de/files/17608020/...HP2.part08.rar
http://rapidshare.de/files/17610429/...HP2.part09.rar
http://rapidshare.de/files/17612433/...HP2.part10.rar
http://rapidshare.de/files/17614153/...HP2.part11.rar
http://rapidshare.de/files/17615524/...HP2.part12.rar
http://rapidshare.de/files/17616912/...HP2.part13.rar
http://rapidshare.de/files/17618151/...HP2.part14.rar
http://rapidshare.de/files/17619386/...HP2.part15.rar
http://rapidshare.de/files/17620576/...HP2.part16.rar
http://rapidshare.de/files/17621557/...HP2.part17.rar
http://rapidshare.de/files/18020123/...HP2.part18.rar
http://rapidshare.de/files/17623777/...HP2.part19.rar
http://rapidshare.de/files/17625256/...HP2.part20.rar
http://rapidshare.de/files/17684249/...HP2.part21.rar
http://rapidshare.de/files/17686257/...HP2.part22.rar
http://rapidshare.de/files/17688261/...HP2.part23.rar
http://rapidshare.de/files/17690095/...HP2.part24.rar
http://rapidshare.de/files/17691881/...HP2.part25.rar
http://rapidshare.de/files/17693493/...HP2.part26.rar
http://rapidshare.de/files/17694816/...HP2.part27.rar
http://rapidshare.de/files/17696483/...HP2.part28.rar
http://rapidshare.de/files/17697574/...HP2.part29.rar
http://rapidshare.de/files/17698703/...HP2.part30.rar
http://rapidshare.de/files/17699754/...HP2.part31.rar
http://rapidshare.de/files/17700925/...HP2.part32.rar
http://rapidshare.de/files/17701952/...HP2.part33.rar
http://rapidshare.de/files/17702863/...HP2.part34.rar
http://rapidshare.de/files/17703725/...HP2.part35.rar
http://rapidshare.de/files/17704585/...HP2.part36.rar
http://rapidshare.de/files/17705410/...HP2.part37.rar
http://rapidshare.de/files/17706286/...HP2.part38.rar
http://rapidshare.de/files/17707068/...HP2.part39.rar
http://rapidshare.de/files/17707871/...HP2.part40.rar
http://rapidshare.de/files/17708670/...HP2.part41.rar
http://rapidshare.de/files/17709573/...HP2.part42.rar
http://rapidshare.de/files/17710484/...HP2.part43.rar
http://rapidshare.de/files/17711404/...HP2.part44.rar
http://rapidshare.de/files/17712424/...HP2.part45.rar
http://rapidshare.de/files/17713427/...HP2.part46.rar
http://rapidshare.de/files/17714559/...HP2.part47.rar
http://rapidshare.de/files/17715840/...HP2.part48.rar
http://rapidshare.de/files/17717248/...HP2.part49.rar
http://rapidshare.de/files/17718445/...HP2.part50.rar
http://rapidshare.de/files/17719823/...HP2.part51.rar
http://rapidshare.de/files/17721157/...HP2.part52.rar
http://rapidshare.de/files/17722566/...HP2.part53.rar
http://rapidshare.de/files/17724087/...HP2.part54.rar
http://rapidshare.de/files/17725607/...HP2.part55.rar
http://rapidshare.de/files/17727310/...HP2.part56.rar
http://rapidshare.de/files/17728999/...HP2.part57.rar
http://rapidshare.de/files/17730796/...HP2.part58.rar
http://rapidshare.de/files/17732618/...HP2.part59.rar
http://rapidshare.de/files/17734552/...HP2.part60.rar
http://rapidshare.de/files/17736611/...HP2.part61.rar
http://rapidshare.de/files/17738670/...HP2.part62.rar
http://rapidshare.de/files/17740605/...HP2.part63.rar
http://rapidshare.de/files/17742635/...HP2.part64.rar
http://rapidshare.de/files/17744808/...HP2.part65.rar
http://rapidshare.de/files/17747137/...HP2.part66.rar
http://rapidshare.de/files/17749760/...HP2.part67.rar
http://rapidshare.de/files/17752203/...HP2.part68.rar
http://rapidshare.de/files/17754626/...HP2.part69.rar
http://rapidshare.de/files/17757024/...HP2.part70.rar
http://rapidshare.de/files/17759487/...HP2.part71.rar
http://rapidshare.de/files/17761706/...HP2.part72.rar
http://rapidshare.de/files/17763938/...HP2.part73.rar
http://rapidshare.de/files/17766084/...HP2.part74.rar


- DVD 3 -

http://rapidshare.de/files/17771324/SMAYACHP3.sfv
http://rapidshare.de/files/17773020/...HP3.part01.rar
http://rapidshare.de/files/17774666/...HP3.part02.rar
http://rapidshare.de/files/17776195/...HP3.part03.rar
http://rapidshare.de/files/17777576/...HP3.part04.rar
http://rapidshare.de/files/17778935/...HP3.part05.rar
http://rapidshare.de/files/17780151/...HP3.part06.rar
http://rapidshare.de/files/17781316/...HP3.part07.rar
http://rapidshare.de/files/17782393/...HP3.part08.rar
http://rapidshare.de/files/17783461/...HP3.part09.rar
http://rapidshare.de/files/17784369/...HP3.part10.rar
http://rapidshare.de/files/17785227/...HP3.part11.rar
http://rapidshare.de/files/17786090/...HP3.part12.rar
http://rapidshare.de/files/17786972/...HP3.part13.rar
http://rapidshare.de/files/17787811/...HP3.part14.rar
http://rapidshare.de/files/17788552/...HP3.part15.rar
http://rapidshare.de/files/17789289/...HP3.part16.rar
http://rapidshare.de/files/17789964/...HP3.part17.rar
http://rapidshare.de/files/17790707/...HP3.part18.rar
http://rapidshare.de/files/17791444/...HP3.part19.rar
http://rapidshare.de/files/17792216/...HP3.part20.rar
http://rapidshare.de/files/17793039/...HP3.part21.rar
http://rapidshare.de/files/17793881/...HP3.part22.rar
http://rapidshare.de/files/17794770/...HP3.part23.rar
http://rapidshare.de/files/17795678/...HP3.part24.rar
http://rapidshare.de/files/17796738/...HP3.part25.rar
http://rapidshare.de/files/17797883/...HP3.part26.rar
http://rapidshare.de/files/17799075/...HP3.part27.rar
http://rapidshare.de/files/17800314/...HP3.part28.rar
http://rapidshare.de/files/17801589/...HP3.part29.rar
http://rapidshare.de/files/17802849/...HP3.part30.rar
http://rapidshare.de/files/17804149/...HP3.part31.rar
http://rapidshare.de/files/17805418/...HP3.part32.rar
http://rapidshare.de/files/17806981/...HP3.part33.rar
http://rapidshare.de/files/17808569/...HP3.part34.rar
http://rapidshare.de/files/17809884/...HP3.part35.rar

14
منتدى علم الفيزياء العام / حساب سرعة الضوء من القران
« في: أبريل 12, 2006, 05:41:31 مساءاً »
حساب سرعة الضوء من القرآن
بسم الله الرحمن الرحيم

اكتشف العالم المعروف : أينشتاين سرعة الضوء وأنها تساوي : 299792.5 كلم في الثانية ولكن المذهل ما اكتشفه مؤخرا أحد العلماء أن هذا الرقم يمكن إستنتاجه من آية بالقرآن الكريم، لتكون دليلا جديدا ضد من يزعم أن القرآن من تأليف محمد بن عبدالله (صلى الله عليه و سلم).

سرعة الضوء طبقا للجنة المعايير الأمريكية : 299792.4574 +- 0.0011 كم\ثانية

وطبقا للجنة المعايير البريطانية : 299792.4590 +- 0.0008 كم\ثانية

ولقد قام المؤتمر العالمي للمقاييس والوحدات بتعريف المتر على أنه : "هو طول المسار الذي يقطعه الضوء خلال أنبوبه في زمن قدره 1 على 299792458 من الثانية". و تنص نظرية النسبية على أن سرعة الضوء هي الحد الأقصى لأي سرعة يمكن أن تبلغها جميع الأجسام المعروفة.

من ألف و أربعمائة عام مضـت نزل القرآن الكريم كلام الله عز وجل على محمد (صلى الله عليه و سلم). معجزة خلبت قلوب العجم قبل العرب ، و تحدى الله البشر إن كانوا يشكون في نبوة نبيه أن يأتوا بكتاب مثله إن كانوا صادقين.

أولاً: من المعلوم أن حساب السنين في القرآن الكريم يعتمد على السنة القمرية وليس السنة الشمسية. أي أن طريقة الحساب المتبعة في عدد السنين هي السنوات القمرية ، والدليل على ذلك قول الله تعالى : { هو الذي جعل الشمس ضياء والقمر نورا وقدره منازل لتعلموا عدد السنين والحساب ، ما خلق الله ذلك إلا بالحق ، يفصّـل الآيات لقوم يعلمون } (10 : 5)

إن من المعروف أن القمر يدور حول الأرض بنفس السرعة التي يدور بها حول نفسه (29.53 يوما) مما يعني أننا نرى جانبا واحدا من سطح القمر، و يسمى الجانب الآخر بالجانب المظلم بالرغم من أنه ليس بمظلم طوال الوقت. و تسمى هذه الفترة بالشهر الاقتراني الذي يبلغ 29.53 يوما. و لذلك في التقويم القمري الشهري يكون إما 29 يوما أو 30 يوما. لكن يجب الانتباه هنا إلى أن الأرض تدور حول الشمس، و بالتالي فالقمر يدور حول الشمس أيضا نتيجة دورانه حول الأرض. فخلال دوران القمر حول الأرض أثناء الشهر الاقتراني، تكون الأرض (و بالتالي مدار القمر) قد قطعت مسافة في دورانها حول القمر. فموقع القمر بالنسبة للنجوم قد تغير. فالوقت الذي يستغرقه القمر ليعود لنفس مكانه بالسماء (كما يرى من الأرض) يسمى بالشهر الفلكي (27.32 يوم) حيث يعبر عن الوقت الصافي الذي تستغرقه دورة واحدة في مدار القمر. هذا المدار هو دائري تقريبا بمعدل نصف قطر r يساوي 384264 كم. راجع الجدول أدناه (من المهم التفريق بين t و بين T)

الـفـتـرة : الـفـلـكـي : الاقـتـرانـي
الشهر القمري : T 27.321661 يوماً = 655.71986 ساعة : 29.53059 يوماً
اليوم الأرضي : t 23 ساعة و 56 دقيقة و 4.0906 ثواني = 86164.0906 ثانية : 24 ساعة = 86400 ثانية

و في الآية السابقة (10 : 5) نلاحظ أنها فرقت بين الفترة فترة الاقتران الظاهرية لمعرفة عدد السنين و بين الفترة الفلكية الحقيقية لمعرفة الحساب. و لذلك نحن الآن ملزمين في حساباتنا باستعمال النظام الفلكي الحقيقي للشهر القمري و اليوم الأرضي. و دقة حساباتنا تعتمد على هذين الرقمين.

يقول الله عز وجل في كتابه الكريم : { يدبر الأمر من السماء إلى الأرض ثم يعرج إليه في يوم كان مقداره ألف سنة مما تعدون } (32 : 5). فالله سبحانه وتعالى يتحدث عن بعض الملائكة التي تعرج من السماء إلى الأرض .

والمعلوم أن المقصود من هذه الآيـة أن هذه الملائكة تعرج من السماء إلى الأرض وتقطع المسافة التي يقطعها القمر في ألف سنة قمرية في يوم واحد ( أي أنها تقطع تلك المسافة في يوم يوازي : 12 ألف شهر قمري ). والسؤال هنا : ما هي تلك المخلوقات العجيبة ؟ وما هي السرعة التي يمكن أن تصل إليها حتى تتمكن من تلك الخاصية المدهشة ؟

هدفنا الآن: (1) أن نحسب المسافة الفلكية الحقيقية التي يقطعها القمر خلال ألف سنة (2) أن نحسب السرعة الازمة لنقطع هذه المسافة خلال يوم واحد فقط عن طريق القاعدة البسيطة: السرعة تساوي المسافة على الزمن

لفهم تلك الآيـة فهماً صحيحاً، دعونا نتحدث عن معادلة هامّــة:

قلنا أن مسافة الألف سنة هو طول المسار الذي يقطعه القمر في خلال 12000 شهر، أي أن :

C*t= 12000 L (المعادلة الأولى)

حيث C هي سرعة الملائكة، و t هو الزمن الذي يستغرقه القمر في دورة فلكية واحدة حول الأرض و هو كما ذكرنا من قبـل ( 23 ساعة و 56 دقيقة و 4.0906 ثانية ) أي : 86164.0906 ثانية.

و L هي المسافة التي يقطها القمر في دورانه في شهر فلكي واحد حول الأرض دون الأخذ بالاعتبار دوران الأرض (و بالتالي مدار القمر) حول الشمس.

دعونا نأخذ V أنها هي السرعة الزاويّـة المتوسطة لسرعة القمر في المسار الخاص به ، و هي تستنتج من طول نصف القطر المتوسط بين المسار و الأرض. فيكون: V = 2 Pi * R / T

و بالتعويض عن R بـ : 384264 كم .. و T بـ 655.71986 ساعة ( و هي فترة الاقتران التي تبلغ 29.53059 يوم أي متوسط الوقت بين مرور قمرين )

فنتج عن ذلك : V= (2*3.146*384264) / (655.71986) = 3682.07 كم\سا

و هذه القيمة معطاة في كل كتب الفلك و تم مراجعتها و اعتمادها من قبل وكالة ناسا.

و دعونا بذلك نقول أن @ هو الملك يجري حول الشمس وفق قواعد النظام الأرضي-القمري خلال شهر فلكي واحد (27.321661 يوما). فإذا أخذنا بالاعتبار فترة سنة شمسية (365.25636 يوماً) فيمكننا بذلك حساب @

@ = ( 27.321661*360 ) / 365.25636 = 26.92848

حيث @ هو الثابت الذي يعتمد على زمن الشهر و العام الذي يدور فيه القمر.

و حيث أن وجود الشمس سيغير الخصائص الجاذبية للفضاء و الوقت، يجب أن نعزل تأثير جاذبيتها من على النظام الأرضي-القمري بأن نتجاهل دوران النظام الأرضي-القمري حول الشمس. فإذا اعتبرنا الأرض ثابتة أمكننا أن نطبق القاعدة VO=V cosO لنحسب السرعة الزاويّـة الصافية للقمر. و بذلك يمكننا حساب المسافة الخطية التي يقطعها القمر خلال شهر فلكي واحد.

L = V cos @ T (المعادلة الثانية)

بتعويض المعادلة الثانية في المعادلة الأولى نحصل على:

C =12000 V cos @ T/t

و بتعويض قيم الثوابت من الجدول أعللاه. حيث cos@ = cos 26.92848 = 0.89157 و V = 3682.07 كم\سا نحصل على:

C=12000 x 3682.07 x 0.89157 x 655.71986/86164.0906

.:. C = 299792.5 كم\بالثانية

و هي السرعة التي تجري بها تلك الملائكة في الكون و هي مطابقة تماما لسرعة الضوء التي تعتبر أقصى سرعة يمكن أن تبلغها الأجسام الكونية التي نعرفها حتى الآن. و هذا الحساب يتعلق بدقة الأرقام التي نعلمها عن مدة دوران القمر حول الأرض.

{ سَنُرِيهِمْ آيَاتِنَا فِي الْآفَاقِ وَ فِي أَنفُسِهِمْ حَتَّى يَتَبَيَّنَ لَهُمْ أَنَّهُ الْحَقُّ أَوَلَمْ يَكْفِ بِرَبِّكَ أَنَّهُ عَلَى كُلِّ شَيْءٍ شَهِيدٌ } (فصلت : 53)

ارجو من المشرف اذا كان الموضوع قديم او مكرر حذفه وله جزيل الشكر لاني بصراحه احس الموضوع قديم مش عارف ليش  '<img'>
مع تحيات اسلحة الطاقه

15
ماذا يحصل عندما تأخذ مرآتين و ترتبهما بحيث تقابل كل منهما الأخرى في حيز من الفراغ

قد يكون الانطباع الأول أن لا شئ طلاقا" و في الحقيقة تنجذب المرآتين كل منهما الى الأخرى بصورة متبادلة بمجرد وجودهما في الخلاء .

لقد تم التنبؤ بهذه الظاهرة المروعة من قبل العالم الهولندي هندريك كازمير1948 عندما  كان يعمل في مختبرات فيلبس في آيندهوفن و يطلق على هذة الظاهرة اسم مفعول كازمير و على هذة القوة اسم قوة كازمير.

و لقد أدرك الفيزيائون التجريبيون أن قوة كازمير تؤثر في أعمال نبائط الماكينات المكروية.

 

فهم قوة كازمير:

بالرغم من أن قوة كازميرتبدو أنها مضادة للحدس كلياً إلا أنها في الحقيقة مفهومة بشكل جيد.كانت فكرة الخلاء في الأيام الغابرة للميكانيك التقليدي بسيطة و سهلة فكان الخلاء هو ما تبقى بعد تفريغك للحاوية من جميع الجسيمات و تخفيضك درجة الحرارة إلى الصفر المطلق , وعلى أية حال مجيء الميكانيك الكمومي غيَر فكرتنا عن الخلاء إلى حد كبير.

فكل الحقول وبخاصة الحقول المغناطيسية لها تأرجحات أي بمعنى آخر أن قيمتها الحقيقية تتغير في كل لحظة حول ثابت هو القيمة الوسطية و حتى أن الخلاء التام عند الصفر المطلق له حقول متأرجحة تعرف بتأرجحات الخلاء و هي الطاقة الوسطية التي توافق نصف طاقة الفوتون.

إن للتأرجحات نتائج منطقية ملحوظة يمكن أن تبدو للعيان مباشرة في تجارب تجرى على مقياس مجهري فمثلا " لا تبقى الذرة في حالة إثارة على حالها إلى الأبد بل تعود إلى الحالة الأساسية بإصدارها فوتوناً " بصورة تلقائية و هذه الظاهرة هي نتيجة لتأرجحات الخلاء .

قوة كازمير هي أكثر التأثيرات الميكانيكية شهرة لتأرجحات الخلاء . خذ بعين الاعتبار الفرجة بين مرآتين مستويتين  كتجويف , جميع الحقول الكهرطيسية لها طيف مميز على تواترات مختلفة عديدة  يكون في الفراغ الحر لجميع التواترات أهمية متساوية و لكن داخل التجويف حيث ينعكس الحقل ذهاباً و إيابا بين المرآتين فان الوضع يختلف , فالحقل يتضخم إذا ما استطاعت مضاعفات صحيحة من نصف طول الموجة أن تناسب داخل التجويف بشكل كامل .

يوافق طول الموجة هذا تجاوب التجويف و بالمقابل فإن الحقل عند أطوال الأمواج الأخرى تتخامد تأرجات الخلاء أو تتعزز على كون تواترها موافقاً لتجاوب التجويف أم لا.

توجد كمية فيزيائية مهمة في مناقشة قوة كازميرهي ضغط اشعاع الحقل

 كل حقل يحمل طاقة و لما كانت جميع الحقول الكهرطيسية تنتشر في الفضاء فانها تمارس أيضاً ضغطاً على السطوح و يزداد ضغط الإشعاع هذا مع طاقة الحقل الكهرطيسي و بالتالي مع تواتره و عند تواتر تجاوب التجويف يكون ضغط الإشعاع داخل التجويف أقوى من خارجه و بالتالي تتدافع المرآتين بعيداً عن بعضها 0

بالمقابل خارج التجاوب يكون ضغط الإشعاع داخل التجويف أصغر من خارجه و بالتالي تقترب المرآتين عن بعضهما البعض 0وينتج عن ذلك أن مكونات التجاوب يكون لها تأثير أقوى  بقليل من مكونات التدافع و هكذا تكون قوة كازمير من أجل مرآتين مستويتين تماماً قوة تجاذب و تقترب المرآتين من بعضهماً.

تكون القوة F متناسبة مع المقطع الفعال A للمرآتين و تزداد 16 ضعف في كل مرة تنقص فيها المسافة d بين المرآتبن الى النصف :

F ~ A / d^4

 و بالتالي نجد أن هذه القوة تعتمد فقط على قوتين أساستين هما ثابت بلانك و سرعة الضوء0

و بالرغم من كون قوة كازمير صغيرة جداً و تصعب ملاحظتها من اجل مرآتين بعيدتين عن بعضهما عدة أمتار إلا أنه يمكن قياسها إذا كان بعد المرآتين عن بعضهما في حدود المكرونات. فمثلاً تبلغ قوة قوة كازيمير من أجل مرآتين مساحة كل منهما ( 1 cm2 ) مفصولتين عن بعضهما بمسافة قدرها  "1" ميكرومتر ( 10-7 N ) أي حوالي وزن قطرة من الماء قطرها حوالي نصف مليمتر و إن قوة كازمير عند المسافة الفاصلة 10 نانومتر هي أكبر حوالي 100 مرة من الحجم النموذجي للذرة0

فيزياء جديدة :

الآن و بعد كل ذلك السرد عن تلك القوة ماذا يمكنا الاستفادة منها :

يمكن أن يلعب مفعول كازمير دوراً في قياسات دقيقة للقوى تقع مجالات قياسها بين النانومتر و المكرومتر 0

لقد جرى اختبار قانون التربيعي العكسي في التثاقل لنيوتن مرات عديدة و عند مسافات جهرية بمراقبة حركة الكواكب و لكن لم يقم أحد بالتحقق من القانون عند السلالم من رتبة المكرون بأي دقة كبيرة0

هناك أهمية لمثل هذه الاختبارات لأن الكثير من النماذج النظرية التي حاولت أن توحد القوى الأساسية الأربعة في الطبيعة قد تنبأت بوجود قوى غير مكتشفة من قبل تعمل عند هذه السلالم .

استعمل جينز غوندلش و زملاؤه نواس الفتل لتعيين التثاقل بين كتلتي اختبار مفصولتين عن بعضهما البعض بمسافة10 ملمتر و حتى 220 ميكرومتر أثبتت قياساتهم أن التثاقل النيوتني يعمل في هذه المنطقة و لكن قوة كازمير تسود عند المسافات الأقصر 0

وبالرغم من الجهود المكثفة التي يبذلها الباحثون في هذا الحقل لا يزال هناك العديد من المسائل عن مفعول كازمير  لم تحل بعد و بخاصة السؤال عن قوة كازمير داخل كرة مجوفة مفردة لم يتم التأكد حتى الآن فيما إذا كانت القوة فيها تجاذبية أم تدافعية و لقد فكر هندريك كازمير في هذه المسألة منذ عام1953 عند بحثه نموذج مستقر للالكترون و بعد مرور نصف قرن  فان الغموض الذي يلف قوة كازمير لا يزال قابلاً لأن يشغلنا و يجعلنا نفكر لعدة سنوات قادمة
مع تحيات اسلحة الطاقه

صفحات: [1] 2 3 4