منو
 کاربر Online
902 کاربر online

پنجره‌ای به سوی جهان

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > فیزیک > نجوم و اختر فیزیک > کیهان شناسی
علوم طبیعت > فیزیک > نجوم و اختر فیزیک > فیزیک فضا
(cached)

اطلاعات اولیه

مهمترین سلاحهایی که آدمی‌ برای غلبه بر دانش در اختیار داشته است، مغز متفکر و کنجکاو پایان‌ ناپذیر او بوده است. آدمی ‌با اتکا به این وسایل به پیشرفت وسیعی نایل شده است. هوش خلاقه اوست که با اختراع وسایل جدید ، افق‌هایی را باز می‌کند که از دسترس اندامهای حسی بدون سلاح بیرون است. بهترین مثال موج عظیمی ‌از دانش جدید است که از سال 1609 به دنبال اختراع تلسکوپ پدید آمده است. تلسکوپ بطور ساده ، چشمی ‌با ابعاد بزرگ است. توان نور جمع‌کنی تلسکوپ ، روشنایی ستاره را تقریبا در مقایسه با آنچه چشم بی‌سلاح می‌تواند ببیند، یک میلیون برابر افزایش می‌دهد. این تلسکوپ که نخستین بار در سال 1948 شروع به کار کرد، بزرگترین تلسکوپی است که تا کنون ساخته شده است.



img/daneshnameh_up/0/0b/solar_system_slideshow.gif

هدیه تلسکوپ به انسان

اما هدیه واقعی تلسکوپ به انسان صرفا درشت نمایی و نور پذیری آن نیست. نخستین گام برای آنکه تلسکوپ چیزی جز یک جمع ‌کننده نور شود، در سال 1666 برداشته شد و آن هنگامی ‌بود که نیوتن کشف کرد که نور می‌تواند به رنگهایی تجزیه شود، که وی آنها را طیف (spectrum) نامید. نیوتن یک دسته نور خورشید را از منشوری شیشه‌ای که قطع آن به شکل مثلث بود، گذرانید و دریافت کرد این دسته اشعه به نواری تجزیه می‌شود که شامل رنگهای سرخ ، نارنجی ، زرد ، سبز ، آبی و بنفش است. که هر رنگ در رنگ بعدی به ملایمت محو می‌شود. (البته همه با این پدیده که به شکل رنگین کمان ظاهر می‌شود، آشنا هستند و این خود نتیجه عبور نور خورشید از قطره‌های آبی است که نظیر منشورهای کوچک عمل می‌کنند.)

عیب تلسکوپهای قدیمی

عیب بسیار مهمی‌ که در تلسکوپ‌های بسیار قدیمی ‌وجود داشت، این بود که اشیائی که با این عدسی‌ها دیده می‌شوند، از حلقه‌های رنگین تیره‌ای احاطه شده بودند، زیرا عدسی‌هایی که نور از آنها عبور می‌کرد، نور را به طیف تجزیه می‌کرد. نیوتن با استفاده از انواع عدسی‌ها ، از اصلاح این عیب ناامید شد. بنابراین به طرح کردن و ساختن یک تلسکوپ بازتابی پرداخت که در آن برای بزرگتر کردن تصویر ، به جای استفاده از یک عدسی ، یک آینه شلجمی ‌به کار برده شد. همه طول موجهای نور شبیه یکدیگر منعکس می‌شوند. بنابراین ، بر اثر انعکاس طیفی تشکیل نمی‌شود و حلقه‌های رنگین (ابیراهی رنگی Chromatic aberration) به وجود نمی‌آید.



img/daneshnameh_up/a/a5/C3-21-A093.jpg

کشف عناصر جدید به کمک خطوط طیفی

در دهه 1850 ، عده‌ای از دانشمندان سرگرم این مفهوم بودند که خطوط از مشخصات عنصرهای گوناگونی است که در خورشید وجود دارند. خطوط تاریک ، جذب نور را در طول موجهایی نشان می‌دهد که مربوط به بعضی از عناصر است. خطوط روشن ، نشر نورهای مشخصی را که بوسیله عناصر تابش شده است، نشان می‌دهد. در سال 1859 ، روبرت ویلهلم بونزن (Robert Wilhelm Bunsen) و گوستاو روبرت کیرچهوف (Gustav Robert Kirchohoff) ، شیمیدانان آلمانی ، سلسله کارهایی برای تشخیص دادن عناصر از این راه انجام دادند.

آنان عنصرهای گوناگون را گرم کردند تا ملتهب شوند و سپس طیف نور حاصل از آنها را تهیه کردند و محل خطوط را با یک مقیاس زمینه ، اندازه‌ گیری کردند و هر خط را با عنصری مخصوص انطباق دادند. طیف‌نمای آنها ، به کمک خطوط طیفی جدیدی که با عناصر شناخته شده تطبیق نمی‌کرد، به سرعت برای کشف عناصر جدید به کار رفت. آنها توانستند در ظرف چند سال سزیم و روبیدیم را از این راه کشف کنند.

کشف هیدروژن در خورشید

طیف‌نما برای نور خورشید و ستارگان نیز بکار برده شد و به زودی مقادیر شگفت آوری اطلاعات جدید ، چه در زمینه شیمی ‌و چه در زمینه‌های دیگر به دست آمد. در سال 1862 ، آندرس جوناس آنگستروم (Anders Jonas Angestrom) ، اخترشناس سوئدی ، با پیدا کردن خطوط طیفی مخصوص هیدروژن در طیف خورشید موفق به تشخیص هیدروژن در طیف خورشید شد.

اولین طبقه‌بندی طیفی ستارگان

هرچند طیف‌های ستارگان ، به علت تفاوت ساختمان شیمیایی آنها (و نیز خواص دیگر) روی هم رفته با یکدیگر متفاوت هستند، می‌توان در ستارگان نیز وجود هیدروژن را تشخیص داد. در واقع می‌توان ستارگان را بر حسب ماهیت کلی الگوی خطوط طیفی آنها طبقه‌بندی ‌کرد. این گونه طبقه‌بندی نخستین بار در اواسط قرن نوزدهم ، بر مبنای چند طیف پراکنده ، به وسیله پیترو آنجلوسکی (Pitero Angelosecchi) ، اخترشناس ایتالیایی ، انجام شد. ادوارد چارلز پیکرینگ (Edward charls Pikerning) ، اخترشناس آمریکایی ، تا سال 1890 ، مشغول مطالعه دهها هزار طیف ستاره‌ای بود و توانست با این کار دقت طبقه‌بندی طیفی را افزایش دهد.

موارد دیگر کاربرد طیف نما

طیف سنج همانطوری که می‌تواند محل عناصر جدید را تعیین کند، می‌تواند محل آنها را در آسمان نیز تعیین کند. در سال 1868 ، پیر ژول سزار ژانسن (Pierre Joles Cesar Jonssen) ، اخترشناس فرانسوی ، که کسوف کلی خورشید را در هندوستان مشاهده می‌کرد، گزارش داد که خط طیفی مخصوصی را تشخیص داده است که با خطوط طیفی هیچ عنصر شناخته شده‌ای که تا آن زمان تهیه شده بود، تطبیق نمی‌کرد. سر نورمن لاکیر (Sir Norman Lockyer) ، اخترشناس انگلیسی ، تعیین داشت که این خط معروف عنصر جدیدی است که وی آن را هلیوم نامید. این کلمه مشتق از کلمه‌ای است که در یونانی به معنی خورشید است. تقریبا سی سال بعد ، هلیوم در زمین نیز کشف شد. لذا طیف نما ، سرانجام وسیله‌ای شد برای اندازه ‌گیری سرعت شعاعی ستارگان و در بسیاری از پژوهشهای دیگر نیز به کار رفت. مثلا برای تعیین مشخصات مغناطیسی و دمایی ستاره و غیره، خواه ستاره مفرد باشد خواه زوج (ستاره دوتایی) ، مورد استفاده قرار گرفت.

دوربین عکاسی اشمیت

در اوایل دهه سالهای 1850 ، اخترشناسان تصویرهایی از ستارگان دوردست تهیه کردند. دیوید جیل (David Gill) ، اخترشناس اسکاتلندی ، تا سال 1887 قاعده‌ای را برای عکسبرداری از ستارگان تنظیم کرد. به این ترتیب عکسبرداری در مسیری قرار گرفت که اهمیت آن برای مشاهده جهان از اهمیت شبکیه چشم بیشتر شد. فن عکسبرداری بوسیله تلسکوپ پیوسته پیشرفت می‌کرد. این واقعیت که یک تلسکوپ بزرگ فقط می‌تواند میدان بسیار کوچکی را در بر گیرد، از پیشرفت بیشتر این فن جلوگیری کرد.

اگر کوششی برای گسترش میدان به عمل می‌آمد، در کناره‌های عکس کجی‌ها و ناراستی‌هایی پیدا می‌شد. برنارد اشمیت (Bernard Schmidt) ، دوربین ساز روسی – آلمانی ، در سال 1930 روشی برای ساختن عدسی‌های تصحیح کننده‌ای که از چنین کجی‌ها و ناراستی‌هایی جلوگیری می‌کرد، ارائه داد. با اینگونه عدسی می‌توان از قسمت وسیعی از آسمان یکباره عکسبرداری کرد. چون چنین تلسکوپهایی عموما برای عکسبرداری مورد استفاده قرار می‌گیرند، آنها را دوربین عکاسی اشمیت (Schmidt camera) می‌گویند.

بزرگترین دوربین عکاسی اشمیت که اکنون از آن استفاده می‌شود، یک دستگاه 53 اینچی (125 سانتی متری) است که نخستین بار در سال 1960 در توتنبرگ (Tautenberg) ، واقع در آلمان شرقی سابق ، بکار برده شد و یک دستگاه 48 اینچی (122 سانتی متری) که با تلسکوپ 200 اینچی هابل در کوه پلومار مورد استفاده قرار می‌گیرد.



تصویر

تابش‌های مادون قرمز

ویلیام هرشل ، اخترشناسی که نخستین بار شکل کهکشان را حدس زد، در حدود سال 1800 آزمایش بسیار ساده ، اما جالب توجهی انجام داد. وی یک دسته اشعه نور خورشید را از یک منشور عبور داد و در ماورای انتهای سرخ طیف حاصل دماسنجی نصب کرد. جیوه در دماسنج بالا رفت! شکی نبود که در طول موجهای زیر طیف مرئی تابشهایی نامرئی وجود دارد. تابشی که هرشل کشف کرد به تابش مادون قرمز (infera – red) مشهور شد. امروزه می‌دانیم که دست کم 60 درصد از تابش خورشیدی را اشعه مادون قرمز تشکیل داده است.

تابش‌های ماوراء بنفش

در همین زمان یوهان ویلهلم ریتر (Johan wilhelm Ritter) ، فیزیکدان آلمانی ، انتهای دیگر طیف را کشف کرد. وی دریافت که نیترات نقره که تحت تاثیر نور آبی یا بنفش به نقره فلزی تجزیه و رنگ آن تیره می‌شود، اگر در ورای طیف ، در جایی که بنفش محو می‌شود، قرار گیرد، حتی سریعتر تجزیه می‌شود. ریتر ، سپس نوری را کشف کرد که ما اکنون آن را فوق بنفش (ultra – violet ماوراء بنفش) می‌نامیم. به این ترتیب هرشل و ریتر از مرزهای طیف مرئی گذشتند و در قلمروهای جدید تابش پا نهادند.

سخن آخر

به این ترتیب دامنه دید بشر نسبت به جهان وسیعتر شد و توانست با استفاده از وسایل جدیدی که ساخته می‌شد و روزبه‌روز مجهزتر و دقیقتر می‌شد، به دنیای نادیدنیها یا امواج نامرئی نیز دست یابد. به عبارت دیگر ، به این طریق انبوهی از سوالات که در ذهن بشر بود، جواب داده شد. البته اکنون نیز این تلاشها همچنان ادامه دارد و هر روز شاهد کشفیات تازه‌ای در جهان علم هستیم.

مباحث مرتبط با عنوان


تعداد بازدید ها: 8425


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..