أرشيف

Archive for the ‘فيزياء’ Category

الزئبق الاحمر

هو شئ نادر. بل اكثر من نادر.ثمنه بالملايين واسمه قد يقود الى القمه …او الهاوية, قصته ارتبطت قديماً -وحديثاً أيضاً- بالجن والشياطين والكنوز . لكنه في الواقع أخطر من ذلك بكثير ’ خاصة انه يدخل مباشرة في صناعة الاسلحة المتطوره كما يدخل في صناعة النشاط الذري بمختلف انواعه. ذلك هو الزئبق الأحمر…

فماهو الزئبق الاحمر وماهي حقيقته؟؟؟

ذكر تقرير أعد لأحد وزراء خارجية الاتحاد السوفيتي -سابقاً -مايلي:
ان الاتحاد السوفيتي-سابقاً- بدأ بانتاج هذه المادة عام 1968م في مركز ” دوبنا” للابحاث النوويه, وان الكيماويين المختصين يعرفونها بهذا الرمز H925 B207 وهي مادة تبلغ كثافتها 23 جراماً في النستمتر المكعب. وقد بلبلت هذه لدرجة الفائقة الكثافة عقول العلماء الغربيين, اذ انها اعلى من درجة كثافة اي مادة معروفه في العالم بما في ذلك المعادن
النقية .

من المعروف ان كثافة الزئبق المستخدم في قياس درجات الحرارة يبلغ 13.6 جرام في السنتيمتر المكعب , فيما تبلغ كثافة البلوتونيوم النقي اقل قلاً من 20 جرام في السنتيمتر المكعب .

هناك سؤال قد يدور في ذهن البعض ممن لهم بعض الاطلاع وهو:
هل للزئبق الاحمر علاقه بالاثار والمومياوات المصرية القديمة ؟؟ اجاب على هذا السؤال الباحث الاثري المصري ومدير متحف التحنيط في مدينة الاقصر/ محمد يحي عويضه حيث قال :

ان الزئبق الاحمر عباره عن بودرة معدنية حمراء اللون ذات اشعاع لاتزال تستخدم في عمليات ذات صلة بالانشطار النووي , ومصدر تصنيعه وتصديره او لنقل تهريبه لدول العالم هي دول الاتحاد السوفيتي السابق اذ تقوم بعض العصابات بتهريبه من داخل المفاعلات النوويه هناك ليباع بملايين الدولارات في الخارج .

اما مايسمى بالزئبق الاحمر المصري فهو شئ لا وجود له ولا علاقة بين الزئبق الاحمر والفراعنه ولا يوجد اي بحث تاريخي او علمي حتى اليوم يثبت استخدامهم له في عمليات التحنيط . والغريب ان البعض يشيع ان كهنة مصر القديمة
كانوا يستعينون بالجان لثقب ” بلحة ” ووضع مقدار من الزئبق الاحمر المصري المزعوم بداخلها ’ لكن الذين عملوا في حقل الحفريات والتنقيب الاثري لم يسجلوا ولا حاله واحده لظهور شئ اسمه الزئبق الاحمر المصري .

بقي ان اذكر ان شخصية عربية رفيعة تعرضت لعملية نصب عندما طلب البعض من تلك الشخصيه مبلغ 27 مليون دولار مقابل الحصول على زجاجة صغيرة تحتوي على سائل من الزئبق الاحمر المصري المزعوم.

التصنيفات:فيزياء, كيمياء

إكتشاف مواد مشعة قاتلة في تبغ السجائر

فتدخين علبة سجائر يومياً طوال سنة يُعَرِّض بعض من أجزاء الرئة إلى كمية من الأشعة الذرية تعادل أخذ 1000 صورة للصدر بالأشعة السينية!
بل أن مجرد تدخين سيجارة واحدة فقط يومياً لمدة سنة يعطي المدخن ما يأخذه من 50 صورة صدر بالأشعة السينية!
إننا نعلم أن الجزء الأساسي من السيجارة هو التبغ طبعاً، وهذا التبغ ليس إلا مفروم أوراق نبتة التبغ، والنباتات تستنشق غازات مشعة موجودة بشكل طبيعي في الهواء الذي تتنفسه وتمتص مواداً مشعة ضمن الغذاء الذي تمتصه من التربة، حقيقة علمية لا يعلمها الكثيرون للأسف، فالأشعة الذرية موجودة في الطبيعة من خلال مصدرين:

1 – الجو الكوني المحيط بالأرض

2 – مواد الأرض ذاتها

فالجو الكوني ملئ بما يعرف بالأشعة الكونية الناتجة من تفاعلات ذرية مختلفة.

ومن ضمن مكونات أرضنا مواداً مشعة بطبيعتها، صلبة كالحجر المعدني الشهير “اليورانيوم” الذي يعتقد الكثيرون أنه مركب كيميائي معاصر.

هناك كذلك المواد المشعة الطبيعية السائلة والغازية، كلها تشع هكذا لوحدها ومنذ بدء الخليقة دون أن يكون للإنسان أي تدخل فيها.

هناك حقيقة علمية أخرى أكثر مجهولية ودهشة، فمن ضمن 1400 مادة معروفة اليوم، 20% منها فقط غير مشعة! ألا يعني هذا أن عدم إشعاع المادة هو الشذوذ عن الطبيعة لا القاعدة؟ فلابد إذاً أن تحوي نبتة التبغ مواداً مشعة!

إلا أن الإنسان يساهم في زيادة كمية مواد نبتة التبغ المشعة، بيديه دون علمه بذلك.

فقد تعوَّد مزارعو التبغ منذ عهود طويلة على تسميد محاصيلهم بالفوسفات.

والفوسفات يحوى شيئاً من اليورانيوم المشع، واليورانيوم يشع أشعة ذرية باستمرار.

وحينما يشع يتحول جزء منه باستمرار إلى مادة مشعة أخرى هي الراديوم 226 الذي هو أحد المكونات الطبيعية للتربة ومصدر غاز الرادون المشع، إضافة إلى أنه أحد مكونات عظامنا نحن أنفسنا الطبيعية.

حينما ينطلق غاز الرادون من الراديوم المشع يتحول جزء منه إلى مادة مشعة أخرى هي الرصاص 210، وبما أن هذا الرصاص مشع فإنه مع الوقت يتحول جزء منه إلى مادة مشعة أخرى هي “البولونيوم 210″.

كل هذا يجري بصمت تحت سطح التربة!

وبما أن نبتة التبغ مغروسة في التربة فلا مفر من أن تمتص شيئاً من كل هذه المواد المشعة.

والآن عندما يستنشق المدخن سيجارته تدخل كل هذه المواد المشعة إلى رئتيه مع دخان سيجارته، ومجاري هواء الرئتين متشعبة تزداد تشعباً كلما تعمقت داخل الرئتين، وكلما ازدادت تشعباً ازدادت ضيقاً، وفى كل هذه الشعيرات وتفرعاتها تترسب المواد المشعة الآتية مع دخان السيجارة.

ومع استمرار تدخين المدخن تترسب حبيبات مشعة أخرى على هذه الحبيبات، حتى تصبح مع الوقت نقاط “مشعة”.

مخاطر تعرض الإنسان للإشعاعات الكهرومغناطيسية

لمستويات المتفق عليها دوليا للتعرض الآمن للإشعاعات لا تضمن عدم استحداث الأضرار الاحتمالية جسدية كانت أم وراثية, والتي قد تنشأ بعد فترات زمنية طويلة نسبيا سواء في الأفراد الذين تعرضوا لهذه المستويات أو في أجيالهم المتعاقبة. وتنشأ الأضرار القطعية للجرعات الإشعاعية العالية والمتوسطة في خلال دقائق إلى أسابيع معدودة, وتتسبب في الاختلال الوظيفي والتركيبي لبعض خلايا الجسم الحي والتي قد تنتهي في حالات الجرعات الإشعاعية العالية إلى موت الخلايا الحية. أما التعرض لجرعات إشعاعية منخفضة التي قد لا تتسبب في أمراض جسدية سريعة, إلا أنها تحفز سلسلة من التغيرات على المستوى تحت الخلوي وتؤدى إلى الإضرار بالمادة الوراثية بالخلية الجسدية مما قد يترتب عليه استحداث الأورام السرطانية التي قد يستغرق ظهورها عدة سنوات, أما الإضرار بالمادة الوراثية بالخلية التناسلية فيتسبب في تشوهات خلقية وأمراض وراثية تظهر في الأجيال المتعاقبة للآباء أو الأمهات ضحايا التعرض الإشعاعي, وتعرف الأضرار الجسدية أو الوراثية متأخرة الظهور بالأضرار الاحتمالية للتعرض الإشعاعي.

مخاطر المحمول
والسؤال الذي يطرح نفسه. ما هي فكرة عمل التليفون المحمول؟

تقوم ترددات كهرومغناطيسية ذات تردد 900 ميجا هرتز, وهذا التردد قريب جدا من ترددات الإذاعة FM,AM وكذا التلفزيون والرادارات الحربية وأيضا المستخدمة في أفران الميكروويف في المنازل (علما بأن الطاقة المستخدمة في أفران الميكروويف أقوى عشرات المرات من المستخدمة في شبكة التليفون المحمول) وهذه الترددات تقع في حيز التردد غير المؤين, الذي لا يؤثر في خلايا العنصر البشري, ويبدأ حيز الترددات المؤينة والمعروفة بضررها على الجسم البشري من تردد أشعة X ألفا جاما وما بعدها.

وتنتشر المحطات المتواجدة فوق أسطح المباني السكنية لتقليل الطاقة الصادرة منها وبالتالي تقليل الإشعاعات المنبعثة من هذه المحطات.

المحمول والصحة العامة
وحول العلاقة بين محطات المحمول والصحة العامة أكدت التقارير أن معظم الدول الكبرى التي أدخلت هذه التقنية الحديثة أجرت منذ ما يقرب من 15 عاما أبحاثا مستفيضة حول أي آثار ضارة يمكن أن تنتج عن التعرض للموجات الصادرة من المحطات بواسطة العنصر البشري, وتشير نتائج الدراسات إلى ما يلي:

*

إن الموجات الميكرومترية التي يستخدمها المحمول وهوائياته (من 900 ميجا هرتز إلى 2,3 جيجا هرتز) تسمى موجات غير مؤينة, أي أنها أضعف من أن تفكك جزئيات الجسم وتضر به ضررا مباشرا مثلما تفعل الأشعة النووية أو حتى الأشعة السينية.
*

الطاقة التي تحملها هذه الأشعة غير قادرة على الوصول إلى داخل أنويه الخلايا مهما زادت شدتها, ولم يثبت علميا حتى الآن أنها تسبب خللا كروموزوميا أو جينيا أو وراثيا.
*

التأقلم مع ارتفاع درجة حرارته الداخلية تصل إلى 3 درجات مئوية دون أن يتسبب هذا في أضرار صحية.
*

أيضا تعمل على إلغاء أي تأثيرات حرارية لها.
*

وقد انتهت الأبحاث العالمية إلى طرق لقياس الجرعات التي يمكن للجسم أن يتحملها وهي كالتالي:
o

معدل الامتصاص النوعي Specific Absorption Rate وتعرف بأنها كمية الطاقة التي يمتصها كجم واحد من المادة في الثانية, ولا يمكن قياسها على البشر في الحالة الحية, ولكن تقاس في التجارب المعملية.
o

كثافة القدرة Power Intensity وتعرف بأنها كمية الطاقة التي تسقط على وحدة المساحة في الثانية ووحدة القياس لها مللي وات/كجم, وبناء على الدراسات التي قام بها العلماء فقد أجمعوا على أن التأثير الصحي الوحيد الذي يمكن أن ينجم عن التعرض للموجات الكهرومغناطيسية هو تأثير حراري فقط, حيث تتسبب في ارتفاع درجة حرارة الجسم لأكثر من 0.1 درجة مئوية وهو ارتفاع هزيل يمكن للجسم أن يتحمله بل ويصادفه طبيعيا في الحياة اليومي.
o

ومن خلاصة التقارير والأبحاث التي أعدتها منظمة الصحة العالمية عن ترددات الراديو الصادرة عن المحمول أتضح أنها لا تسبب أي ارتفاع ملحوظ في درجة حرارة الجسم.
o

في حين إن ترددات الراديو يمكن أن تسبب زيادة في ذبذبة الذرات المكونة للأنسجة البشرية وتوليد بعض الحرارة, فإن مستوى الترددات التي تصدر عن محطات التقوية الخاصة بالمحمول أقل من أن تسبب أي ارتفاع ملحوظ في حرارة الجسد بأكمله.
o

قال تقرير أعدته كلية الهندسة بجامعة عين شمس إن الموجات الكهرومغناطيسية عموما هي موجات من صنع الإنسان أنتجها منذ نهاية القرن التاسع عشر من الترددات المنخفضة جدا 50 ذبذبة لكل ثانية (واستخدامها في نقل الكهرباء وتغذية المصانع والمدن بالطاقة الكهربية).
o

وقال التقرير إذا أردنا حصر الذين يتعرضون لمثل هذه الموجات منذ أكثر من 60 عاما يمكن تصنيفهم على النحو التالي:
1.

المراقبون الجويين في المطارات حيث تستخدم الرادارات التي لها طاقة كبيرة جدا مقارنة بالطاقة المستخدمة التليفون المحمول, وذلك لمتابعة هبوط وإقلاع الطائرات ولم يثبت إصابة أي من هؤلاء بأمراض خطيرة.
2.

أفراد قوات الدفاع الجوي والصواريخ والرادارات الحربية وأجهزة الإنذار المبكر , وكلها تعمل بطاقات عالية جدا على مدار 24 ساعة يوميا, ولا يوجد تقرير صحي عالمي يؤكد حدوث حالات إصابة لهؤلاء الأفراد.
3.

الطيارون المدنيون والعسكريون وأطقم الملاحة الجوية وهم معرضون دائما لجرعات عالية, ولكن الإصابة التي يشكو منها بعضهم تتركز في حاسة السمع نتيجة لطنين الصوت العالي الذي يتعرضون له ولم تثبت إصابة أي منهم بأمراض خطيرة.
4.

مستخدمو الشاشات الإلكترونية مثل شاشات الكمبيوتر والتلفزيون, فهذه الشاشات تطلق موجات راديو مثل موجات النقال تختلف شدتها تبعا لنوع الشاشة, ولم يثبت ارتباط ذلك بأي خطر صحي حتى لهؤلاء الذين يعملون لمدة أكثر من 8 ساعات يوميا وعلى مقربة شديدة من الشاشة.
5.

رجال الشرطة والجيش الذين يستخدمون اللاسلكي منذ أكثر من 30 عاما بنفس حيز الترددات مثل النقال, ولكن بقدرات أكبر من 10 وات, بينما النقال لا تزيد طاقته عن 2 وات.
6.

أفران الميكروويف في المنازل وهي منتشرة في أوروبا منذ عام 1960 وهي مصدر هائل للموجات المشابهة للنقال, ولكن بطاقات أعلى بكثير حتى تستخدم في رفع درجة حرارة الأغذية ولم يثبت أي ضرر صحي منها.
7.

العاملون بمحطات الأقمار الصناعية والبث الإذاعي والتلفزيوني التي تشع نفس حيز الترددات ولكن بطاقات هائلة, ولم يثبت إصابتهم بأي نوع من الأمراض الخطيرة خلال مدة خدمتهم التي تصل إلى 30 عاما متصلة ولأوقات طويلة يوميا.
8.

اللمبات النيون التي تطلق مثل هذه الموجات ولكن في مدى تردد الأشعة فوق البنفسجية.
9.

جسم الإنسان نفسه يطلق طاقة مقدارها 84 وات في حالة الاسترخاء وعشرة أضعاف هذه القيمة في حالة النشاط العضلي, وجزء كبير من هذه الطاقة يشع من الجسم على هيئة موجات كهرومغناطيسية لها نفس طبيعة موجات الميكروويف وبترددات أعلى.

موجات كهرومغناطيسية (Electromagnetic Waves) تبعث الدوائر الكهربائية التي تحمل تيارات متذبذبة عالية التردد الطاقة على هيئة مجالين يعتمدان على بعضهما, أحدهما كهربائي والأخر مغناطيسي, ويميل كل منهما على الأخر.

السجود يخلصك من الأشعة الكهرومغناطيسية !
سبحانك أنت الله لا اله إلا أنت الحي القيوم الصادق البصير المجيب القريب الكريم الحليم. جسمك يستقبل قدرا كبيرا من الأشعة الكهرومغناطيسية يوميا تهديها إليك الأجهزة الكهربائية التي تستخدمها والآلات المتعددة التي لا تستغني عنها ،،،، والإضاءة الكهربائية التي لا تحتمل أن تنطفئ ساعة من نهار .

“أنت جهاز استقبال لكميات كبيرة من الأشعة الكهرومغناطيسية!!” أي أنك مشحون بالكهرباء وأنت لا تشعر.

” لديك صداع ،،، وشعور بالضيق ،،، وخمول ،،، وآلام مختلفة ” لا تنسى هذه المعلومة المهمة وأنت تشعر بشيء من ذلك .
نقلا عن الدكتور عبدالصمد عبدالرحمن الحكيمي

التصنيفات:فيزياء, علم حياة

حبـه مـن الرمـل مكبـره الآف المـرات

صـوره عجيبـه لـذره من الرمل مكبـره الآف المرات بواسطـه المايكـرسكـوب

التصنيفات:فيزياء, الجيولوجيا

الضوء قد يكشف عن باركينسون

قال باحثون بريطانيون ان من شأن ضوء ساطع، كالذي قد ينبعث من مصباح توتره مليون واط، ان يكشف عن الاعراض الاولى لداء الرعاش (باركينسون).

وقال الفريق المنتمي لجامعة كيل خلال ندوة علمية في شيكاغو الامريكية ان “مجهرا قويا” يمكنه اكتشاف التغييرات التي تطرأ على الخلايا قبل ان تبدأ في تدميرها.
ووصفت الدكتورة جوانا كولينوود الاكتشاف بانه رائد في هذا المجال، لانه سيمكن المصابين بالمرض ببدء العلاج في مرحلة مبكرة.
وقالت الباحثة انه من الممكن استخدام “السينكروترون”، وهو مسرع دقائق دائري بمحيط يناهز خمسة ملاعب كرة قدم، بامكانه نقل الدقائق بسرعة تناهز سرعة الضوء وتجميعها في حزمة لا يتعدى قطرها قطر خلية واحدة.
وباستخدام تلك الدقائق وتركيزها على خلايا الدماغ، تتسنى معرفة كميات الحديد فيها مما يساعد على الكشف عن اعراض الرعاش.
وقالت الدكتورة كولينوود امام الاخصائيين المجتمعين في الندوة ان من شأن تلك التقنية الكشف بدقة عن كميات المعادن في الانسجة الدماغية دون تغييرها.
واضافت: “اكتشاف اعراض المرض مبكرا يكتسي اهمية حيوية لان انتظار ظهور الاعراض الواضحة يعطيه الوقت للتغييرات الكيميائية لاتلاف الخلايا العصبية.

التصنيفات:فيزياء, علم حياة

البلازما

ماهي البلازما؟

نعلم ان شاشات الكاثود في التلفزيون الملون تعمل من خلال تقسيم الشاشة إلى مربعات صغيزة تسمى البكسل pixelوهو عنصر الصورة ويكون هناك ثلاثة بيكسلات لكل من الالوان الاساسية وهي الأحمر والأخضر والأزرق وتكون موزعة على مساحة الشاشة وعند اصطدام الالكترونات بأي من هذه البكسلات يعطي ضوء بلون البكسل وهذا يكون الصورة

تعمل شاشات البلازما بنفس الآلية حيث يوجد يتكون كل بكسل من ثلاث ألوان (الأحمر والأخضر والأزرق) ولكن لا يوجد الشعاع الالكتروني ولا يوجد الشاشة الفوسفورية انما يتم توليد هذه الالوان الثلاثة في كل بكسل من خلال fluorescent lights ضوء فلورسنت ومن خلال التحكم ودرجة شدة كل ضوء فلورسنت ينتج اللون المطلوب وهذا يحدث على كل بكسلات الشاشة وعندها تتكون الصورة الكاملة.

يتم توليد ضوء الفلورسنت من خلال البلازما، والبلازما هي غاز متأين حيث تكون ذرات الغاز منزوعة منها الكتروناتها ويصبح الغاز مكون من ايونات موجبة الشحنة والكترونات سالبة الشحنة. وبالطبع هذا الغاز (البلازما) يحدث في ظروف خاصة مثل أن يكون الغاز داخل مجال كهربي كبير ناتج عن فرق جهد عالي مما يؤدي إلى انجذاب الالكترونات إلى الطرف الموجب والأيونات إلى الطرف السالب فتصطدم الالكترونات مع الايونات مما يؤدي الى أثارة ذرات الغاز في البلازما وينتج عن هذه الاثارة تحرر طاقة في صورة فوتونات ضوئية كما هو الحال في المصابيح الفلوريسنت التي نستخدمها للاضاءة.

يتم في شاشات البلازما استخدام غاز مكون من ذرات النيون وذرات الزينون وعند اثارة هذا الغاز بالطريقة سابقة الذكر نحصل على فوتونات في مدى الترددات الفوق بنفسجية التي لا ترى بالعين المجردة ولكن هذه الفوتونات تستخدم للاثارة للحصول على فوتونات بترددات في المدى المرئي. د

أين توجد البلازما؟

غالبا معظم المواد الموجودة فى هذا الكون الفسيح توجد على شكل بلازما. هذه البلازما تكون عند درجات حرارة عالية وكثافة عالية ايضا، وتتغير هذه الظروف من مكان إلى آخر، فعلى سبيل المثال تبلغ درجة حرارة مركز الشمس عشرة ملايين درجة مئوية بينما على سطحها فإن درجة الحرارة تصل إلى ستة الاف درجة مئوية، ومن هنا فإن البلازما داخل الشمس تختلف تماما عن خارجها.

ولكن على الكرة الأرضية حيث توجد المادة غالبا فى الحالة الصلبة، وطبقات الغلاف الجوى عبارة عن غاز غير متأين، أى أنه لا يوجد حالة بلازما طبيعية على سطح الأرض. ولكن هل يمكن عمل بلازما فى المختبر؟ إذا كنت تقرأ هذا المقال تحت ضوء مصباح فلورسنت (النيون) فإن مصدر هذا الضوء هو عبارة عن بلازما مصنعة، فعند مرور التيار الكهربى داخل غاز (غاز الزئبق) تحت ضغط منخفض فإنه يعمل على تأين الغاز مخلفا خليطا من الأيونات الموجبة والالكترونات، ما تلبث ان تتحد مع بعضها البعض وتكون النتيجة انبعاث الضوء الساطع، وتستمر هاتان العمليتان (التأين والاتحاد) طالما استمر التيار الكهربى فى السريان.

هذا مثال على مصدر بلازما ذات درجة حرارة منخفضة موجود فى بيتك. لكن قديما وحتى يومنا هذا اهتم علماء الفيزياء الفلكية بكشف اسرار الكون وفهم ماذا يحدث على سطح الشمس والنجوم الاخرى. لذلك حاول العلماء تصنيع نفس البلازما الموجودة فى النجوم داخل المختبر، ولصنع هذه البلازما طور العلماء اجهزة مختلفة قادرة على توليد طاقة هائلة لانتاج بلازما بنفس ظروف البلازما الموجودة فى الطبيعة، كان احد هذه الاجهزة هو جهاز التحديد المغناطيسى Magnitec-confinment devices.

وتمت معرفة معلومات كثيرة عن تركيب وفهم السطح الخارجى للغلاف الشمسى. ولكن ماذا عن البلازما الموجودة داخل الشمس ذات درجات الحرارة العالية جدا. كيف يمكن تصنيعها فى المختبر؟ فى الحقيقة وحتى عهد قريب وبتطور اجهرة الليزر اصبح بالامكان الحصول على بلازما مشابهة لتلك الموجودة على اى نجم سواء داخله أو خارجه.

الحصول على بلازما بواسطة اشعة الليزر؟
نعلم أن الضوء هو عبارة عن تذبذب مجالين متعامدين احدهما كهربى والاخر مغناطيسى. والليزر ما هو الا عبارة عن ضوء له خصائص مميزة تجعل شدة اشعاعه (الطاقة لكل وحدة مساحات لكل وحدة زمن) تزداد بزيادة المجال الكهربى والمغناطيسى لموجاته.

ولكن هل يمكن أن يكون الضوء الناتج من اشعة الليزر أقوى من الأجسام الصلبة؟ إن شدة المجال الكهربى لشعاع الليزر تبلغ 5x1011v/m عندما تكون شدة اشعاعه 3x1020W/m2، وفى أيامنا هذه تصل شدة اشعاع بعض انواع الليزر إلى مايقارب 1022W/m2. وبالمقارنة بشدة اشعاع مصباح كهربى عادى (60Watt) على بعد متر او مترين فهى لا تزيد عن 0.1W/m2. حيث أن المجال الكهربى لهذه الاشعة يفوق بكثير المجال الكهربى الذى يربط ذرات المواد الصلبة بعضها ببعض وبذلك فإن المجال الكهربى لشعاع الليزر سوف يؤثر على الكترونات المواد الصلبة ويفصلها عن الذرات تاركا أيونات موجبةـ وبهذا يحول الليزر جزء من المادة الصلبة إلى حالة بلازما. يتضح مما سبق أنه يمكن استخدام اشعة الليزر المركزة لانتاج بلازما عند درجات حرارة عالية جدا داخل المختبر وبتكلفة قليلة. يوضح شكل (1) كيفية تصنيع بلازما فى المختبر باستخدام الليزر.

ولهذا النظام العديد من التطبيقات الهامة فى مجال الفيزياء الفلكية حيث يتم اختيار نوع مادة الهدف وتصميمه بشكل هندسى معين حتى تكون البلازما الناتجة فى المختبر مشابهة لظروف البلازما الحقيقية للنجم المراد دراسته. بالاضافة إلى إلى ذلك فإن البلازما تستخدم فى العديد من الصناعات.

كيف تصنع بلازما فى المختبر

لكى نصنع بلازما تحت ضغط منخفض لغاز ما، فإن كل ما يلزم هو مفرغة هواء بارتفاع متر وعرض نصف متر تقريبا، وكذلك مصدر تغذية للتيار المتردد، (فى الصناعة يكون مصدر التيار فى مجال ترددات الراديو 13.56MHz وحديثا يمكن استخدام اجهزة الميكرويف ذات ترددات اعلى 2.45GHz). فى الواقع يمكن عمل بلازما باى شكل ولكن الاكثر استخداما فى الصناعة هو الموضح فى شكل (2)، ويحتوى على قرصين معدنيين نصف قطرهما حوالى 15 سم والمسافة الفاصلة بينهما من 4-5سم. بعد ضخ الهواء بواسطة المفرغة يدخل الغاز المراد تحويلة إلى حالة بلازما وقد يكون خليط من الغازات، وبمجرد مرور التيار الكهربى (~200Watt) يبدأ الغاز فى التوهج مصدرا ضوءا ساطعا لونه يعتمد على نوع الغاز.

التطبيقات الصناعية للبلازما

صناعة الدوائر الالكترونية المتكاملة

تستخدم البلازما ذات درجات الحرارة المنخفضة فى العديد من المجالات الهامة على سبيل المثال، معظم الدوائر المتكاملة المعقدة جدا والتى تدخل فى تركيب كل جهاز الكترونى، هذه الدوائر الالكترونية تحتوى على عشرات الالاف من الترانزستورات والمكثفات موصلة ببعضها البعض بواسطة اسلاك قطرها فى حدود 0.1 ميكرومتر، هذا النوع من التكنولوجيا الدقيقة والمعقدة تصنع باستخدام البلارما، حيث تقوم البلازما بنحت الدوائر الالكترونية على شريحة السيليكون بناءا على القناع المعدنى الموضوع امام الشريحة.

فى هذه العملية يكون النحت على شريحة السليكون كالاتى:-

حيث أن الالكترونات داخل البلازما حرة الحركة وطاقتها اعلى من الايونات الموجبة فإنها تصل إلى اطراف البلازما بسرعة وتقوم بدورها بجذب الايونات الموجبة اتجاهها وتعجلها باتجاه الشريحة وعند اصطدام الايونات الموجبة بالمناطق المكشوفة على الشريحة تقوم بنحتها، وبعدها يستبدل القناع المعدنى باخر مطبوع عليه الدوائر الكهربية الخاصة بالطبقة الثانية وهكذا بالنسبة للطبقة الثالثة والرابعة …… والخ حتى تتم عملية النحت.

هنالك طريقة اخرى متبعة وهى تعتمد على استخدام مركب Carbon tetrafluoride CF4 كمصدر لانتاج البلازما، وعندها يتحول هذا المركب إلى اجزاء اخرى منها ذرات الفلورين. هذه الذرات تتفاعل مع ذرات السيليكون المكونة للشريحة وتكون مركب جديد هو Silicon tetrafluoride والذى يمكن ازالته اثناء عملية الضخ. يتضح مما سبق أن هذه الطريقة هى عملية كيميائية تقوم فيها ذرات الفلورين بالتهام السليكون المراد ازالته. وهذه العملية اسرع من عملية النحت المذكورة سابقا.

وتجدر الاشارة إلى أن البحث والتطوير جارى منذ عام 1980 وحتى الأن للحصول على بلازما منتظمة لتغطى اكبر مساحة ممكنة حيث كانت شريحة السيليكون المستخدمة قديما تبلغ 2سم2 اما الأن فهى تصل إلى 20سم2، وهذه البلازما لها استخدامات عديدة فهى تستخدم فى شاشات اجهزة الكمبيوتر المتنقلة Notebook computer كمصدر ضوئى، والتى ادت إلى تطور كبير فى مجال تكنولوجيا شاشات العرض. ويسعى العلماء حاليا للحصول على شاشة مساحتها 1متر مربع وسمكها لايزيد عن 4-5 سم لاستخدامها كشاشة تلفزيون يمكن تعليقها فى المنازل والمحلات دون ان تشغل حيز من الغرفة، وهذا سوف يتحقق بالوصول إلى بلازما متجانسة على مساحة 1متر مربع.

فكرة عمل شاشات البلازما

مبدأ عمل شاشات البلازما يعود إلى العام 1964 في جامعة الينويز الأمريكية، ولم تكن الفكرة اكبر من شاشة مكونة من نقطة ضوء تم منذ ذلك اوقت وحتى نهاية الستينات العمل على تطوير شاشة متكاملة من نقط الضوء هذه وهذه الشاشة كانت صغيرة وتعطي صور غير واضحة وكانت فكرة الحصول على شاشة مسطحة وكبيرة وجودة عالية في ذلك الوقت كمشهد من الخيال العلمي، ولكن مع تطور العالم الرقمي تم الوصول إلى شاشات عالية الجودة وتغطي مساحة كبيرة حديثا سمعنا على شاشات تلفزيونية من نوع اخر تسمى شاشات البلازما plasma flat panel display هذه الشاشات يمكن ان تصل الى 60 انش أو أكثر وسمكها لا يزيد عن 15 سنتيمتر ويمكن تعليقها على الجدار كالصورة هذا بالاضافة إلى العديد من المزايا والخصائص التي تعطي رفاهية ومتعة مشاهدة أكثر من التلفزيونات التقليدية.

وللتعرف اكثر على فكرة عمل هذه الشاشات التي بدأت تنتشر بكثرة يجب اولاً أن نلقى بعض الضوء على فكرة عمل الشاشات التقليدية. فمنذ أكثر من 70 عاماً اعتمدت اجهزة التلفزيون على شاشات الكاثود Cathod ray tube. حيث تتكون شاشات الكاثود من مدفع الكتروني في انبوبة مفرغة وتنطلق الالكترونات المعجلة باتجاه شاشة فسفورية، وباستخدام مجالين كهربيين متعامدين يمكن مسح الشعاع الالكتروني على الشاشة بمعدل يصل الى 25 مرة في الثانية، تعمل الالكترونات عند سقوطها على ذرات الفسفور المونة للشاشة على اثارتها مما تجعلها تعطي ضوء لتتخلص من اثارتها. هذا الضوء المنبعث من تلك العناصر الضوئية (ذرات الفسفور) تكون الصورة التي نشاهدها. هذه الصورة التي نحصل عليها من شاشات الكاثود صورة واضحة ومقبولة ولكن حجم الشاشة الكبير مما يعني عمق كبير لجهاز التلفزيون ويصبح الجهاز ثقيل ويشغل حيز كبير من الغرفة الموجود بها

ميزات شاشات البلازما

وزن الشاشة خفيف ومسطحة تماماً وسمكها لا يزيد عن 15 سنتيمتر مما يجعل تعليقها على الجدران ممكن.

مدى رؤية كبير يصل إلى 160 درجة وصورة واضحة والوان زاهية ودقة عالية.

لا تتأثر بالمجالات المغناطيسية حولها وبالتالي يمكن تثبيت نظام سمعي عالي الجودة دون القلق على التأثير المغناطيسي للسماعات على الشاشة.

عيوب شاشات البلازما

هذه الشاشات تصنيعها معقد وتكنولوجيا متقدمة وباهظة الثمن حيث سعرها يتراوح من 4000 دولار الى 15 ألف دولار ولكن تدريجيا سيهبط السعر مع انتشارها واستبدالها بالشاشات التقليدية………….

التصنيفات:فيزياء

تقنيات الاستفادة من البكتريا للحصول على الطاقة

بأساليب بسيطة يمكننا من خلال المواد الخام المستخرجة وهي في هذه الحالة سكر الحليب صناعة الميثان وكسب الطاقة.

يمكننا إنتاج حامض اللبنيك واستخدامه كمواد خام لعمليات أخرى، قمنا بالتركيز على إنتاج الديفل للحصول على تركيبة أحماض دهنية مشابهة للزيوت النباتية.
يجب الحصول على المتعض المجهري المبرد جيداً في الثلاجة، قبل البدء بالعملية يجب تكوين مجموعة من بعض الخلايا الأساسية، كلما زاد عدد المتعضيات المجهرية كلما نجحت التجربة بشكل أفضل بشكل أفضل، ويجب أن تكون جميع المواد المستخدمة في التكنولوجيا الحيوية معقمة لهذا السبب يتم تسخين المعول والقارورة بعد ذلك يتم تطعيم المحلول الغذائي ببعض الخلايا، يختمر هذا الخليط لعدة ساعات أو أيام في مكان دافئ، الأجواء الاستوائية الرطبة تساعد في تكاثر هذه الخلايا سنرى ما يمكن لهذه المجموعة داخل القارورة القيام به.

تتم تعبئتها في جهاز التخمير وهنا تجد الخلايا غذاء جديداً وهو حامض اللبنيك، داخل جهاز التخمير الأجواء معقمة للغاية يتم تحريك الخليط باستمرار بدأت العملية البيلوجية تقوم خلايا الخميرة بتغذية حامض اللبنيك والذي يحتوي على الكثير من سكر الحليب اللكتوز والذي يتحول إلى زيت بسبب الفطريات، يتكاثر الزيت في الخلايا الفطرية هناك تقوم الخلية بتخزين الزيت داخلها، تشير الأسهم إلى المنتج الأصفر أي إلى الفيتامين ب اثنين، المبدأ هو دائماً نفسه بداية في داخل الخلايا ثم تتبلور الفيتامينات الصفراء بين الخلايا في نهاية الأمر تختفي الخلايا الفطرية نفسها ولا يبقى سوى المادة الخام بالنسبة إلى حامض اللبنيك يمكن من خلال أحماضه لدهنية صناعة الديزيل، من خلال عشرة لترات من حامض اللبنيك يمكن صناعة مائة مليلتر من الديزيل وهذا لا يضر البيئة هل هذه الطريقة مجدية؟
من المبكر الحديث عن تكلفة هذا المشروع حيث إن لهذه العملية جوانب كثيرة كما أن تكلفة المواد الخام تلعب دورًا مهمًا طالما بإمكاننا الحصول على حامض اللبنيك على أساس أنه بقايا مواد فإنه يكون مجانيًا لكن إذا استخدمناه في عملية تكنولوجية وحصلنا من خلاله على مادة ثمينة فمن المتوقع أن يصبح لحامض اللبنيك ثمن مرتفع لهذا السبب لا يمكن حساب تكلفة أو فعالية هذا المشروع بشكل مسبق، علينا وضع هذا بعين الاعتبار وذلك حتى لا نخطئ في المرات القادمة، هذا ما قمنا به مؤخرا لكي ننجح في مشروعنا
لا يجب أن يكون ثمن ديزيل حامض اللبنيك أغلى من ثمن الديزيل المصنوع من الزيت النباتي والذي نستخدمه عادة، المواد التي يمكن استخراجها من المستحافات كالنفط أو الفحم أو الغاز يمكن استخراجها بواسطة بعض الإجراءات من مادة الحليب كمواد التنظيف مثلاً.
المصدر: قناة المجد الوثائقية

التصنيفات:فيزياء, علم حياة
تابع

Get every new post delivered to your Inbox.