منو
 کاربر Online
247 کاربر online
 : فیزیک
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   کاربر offline مجید آقاپور 4 ستاره ها ارسال ها: 1637   در :  شنبه 22 مهر 1385 [06:49 ]
  ساعتهای الکتریکی
 

ساعتهای الکتریکی نوین برای زمان سنجی از ویژگیهای دقیق منابع انرژی الکتریکی استفاده می‌کنند. دقت اینگونه ساعتها وابسته به نظم جریانی است که توسط نیروگاه برق تأمین می‌شود. در ساعتهای الکتریکی اولیه ، الکتریسیته به عنوان منبع انرژی ساعت جایگزین وزنه‌های آویخته و فنر گردیده بود. نخستین ساعت الکتریکی که در سال 1840 میلادی ساخته شد، با باتری کار می‌کرد. گر چه در این ساعت از الکتریسیته برای حرکت دادن برخی از گردونه‌ها استفاده شده بود ولی هنوز هم یک آونگ ، انرژی ساعت را تأمین می‌کردند. پیشرفتهای آتی با کاربرد تکانه‌های الکتریکی حاصل از حرکت آونگ برای حرکت دادن گردونه‌ها بدست آمد. این رویداد منجر به افزایش دقت ساعتها گردید، زیرا تکانه‌های الکتریکی که بیشتر به عنوان جزئی از مجموعه مکانیکی مطرح بودند، مانعی برای حرکت آونگ را فراهم نمی‌کردند.

مشهورترین نوع از این گونه ساعتها ، ساعت آونگی شورت (Shortt Pendulum) است. آونگ شورت متشکل از دو آونگ بود. یک آونگ اصلی یا ارباب و یک آونگ فرعی یا برده. آونگ برده دستگاه تکانه الکتریکی و عقربه‌ها را فعال می‌کرد و باعث می‌شد تا آونگ ارباب بدون درگیر شدن با عوامل بازدارنده مکانیکی به کار خود ادامه دهد. تحت شرایط مناسب ممکن بود دقت این ساعت به چند هزارم ثانیه در روز هم برسد. تا زمان ابداع و عرضه ساعتهای کوارتز از این گونه ساعتها به عنوان استاندارد زمان سنجی استفاده می‌شد.

تصویر


ساعت الکتریکی خانگی در سال 1918 طراحی شد و به خودی خود ، هیچ ابزار زمان سنجی داخلی نداشت. این ساعت از ویژگی دقت منبع تأمین نیروی الکتریسیته برای لحظه شماری استفاده می‌کرد. بدین ترتیب که نیروگاههای برق ملزم به تولید و عرضه جریان الکتریکی با تناوب دقیق 60 دور در ثانیه (هرتز) می‌باشند. فقط کافی است مجموعه ساده‌ای از چرخ دنده‌ها برای راه انداختن موتور محرک عقربه‌های ساعت با سرعتی مناسب بکار گرفته شود. نام دیگر این نوع از ساعتها ساعت موتور همزمان (Synchronous Motor Clock) است.

ساعتهای موتور همزمان ، امروزه رواج زیادی دارند و براحتی از ساعتهای کوارتز قابل تشخیص هستند. لازم است دو شاخه این ساعتها بطور پیوسته در پریز برق باشد. با این حال پاره‌ای از آنها برای جلوگیری از خوابیدن ساعت ، هنگام قطع برق ، باتری هم دارند. وقت ساعتهای موتور همزمان بستگی به دقت جریان تولید شده در نیروگاه برق دارد و آنها بطور معمول تا چندین ثانیه در روز عقب و جلو می‌روند

  امتیاز: 0.00     
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   کاربر offline مجید آقاپور 4 ستاره ها ارسال ها: 1637   در :  دوشنبه 24 مهر 1385 [07:58 ]
  ساعت کوارتز
 

ساعت کوارتز متشکل از یک حلقه از جنس کوارتز در یک مدار الکتریکی است که باعث می‌شود تا بین ده هزار هرتز (دور بر ثانیه) نوسان کند. بسامد نوسان بستگی به اندازه و شکل بلور کوارتز دارد و معمولا این بلورها را طوری می‌تراشند که با بسامد صد هزار هرتز نوسان داشته باشند. این پدیده را با عنوان خاصیت پیزوالکتریک کوارتز (Piezoelectric) می‌شناسند. نخستین بار در سال 1929 از بلور کوارتز برای زمان سنجی استفاده شد. این ابداع دقت زمان سنجی را بسیار فراتر از ساعتهای آونگ دار الکتریکی افزایش داد و در سالهای دهه 1930 به عنوان استاندارد اندازه گیری زمان جایگزین ساعت شورت (Shortt Clock) گردیدند. ساعتهای کوارتز اکنون بخاطر هزینه کم و عملکرد عالی ، رایجترین شکل ابزارهای زمان سنجی را تشکیل می‌دهند.

فرکانس (بسامد) بالای نوسان بلور به جریانی متناوب بدل می‌گردد که بسامد آن تا حدی که بیشتر در زمان سنجی قابل استفاده باشد کاهش داده می‌شود. جریان از یک موتور می‌گذرد و سپس با استفاده از یک شبکه چرخ دنده مکانیکی به صفحه ساعت یا نمایشگر دیجیتال (رقمی) می‌رسد. یک سیگنال (علامت) صد هزار هرتز که وارد یک مجموعه چرخ دنده مکانیکی 6000000:1 ترکیبی الکتریکی - مکانیکی می‌شود موجب گردش عقربه دقیقه شکار ساعت با سرعت دقیق یک بار در هر 60 ثانیه می‌گردد.

نوسانهای حاصل از بلور کوارتز بسیار دقیق هستند و حداکثر خطا برای دقیق ترینم آنها -/+ یک ثانیه در هر ده سال است. ساعتهای کوارتز نسبت به ساعتهای آونگ دار از دقت بسیار بیشتری برخوردارند، زیرا این ساعتها چرخ دنده یا چرخ تاجداری ندارند که موجب آشفتگی بسامدهای منظم آنها شود. دقت ساعتهای کوارتز محدود است، زیرا اندازه و شکل بلور بر ارتعاش مکانیکی تأثیر می‌گذارد و در واقع بروز خطا ناشی از این مطلب است که هیچ دو بلوری مشابه یکدیگر نیست.

  امتیاز: 0.00     
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   ناشناس   در :  سه شنبه 25 مهر 1385 [12:08 ]
  ساعتهای اتمی
 

سلام - ساعتهای اتمی را توضیح بدید.

  امتیاز: 0.00     
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   کاربر offline مجید آقاپور 4 ستاره ها ارسال ها: 1637   در :  چهارشنبه 26 مهر 1385 [10:22 ]
  ساعت اتمی
 

ساعتهای اتمی روی بسامد امواج الکترومغناطیسی جذب شده ، هنگام برانگیخته شدن الکترونهای داخل یک اتم از سطح انرژی پایین‌تر به سطح بالاتر کوک می‌شوند. مقدار انرژی دخیل در انتقال یک الکترون در نهایت نظم قرار دارد و تحت تأثیر نیروهای خارجی قرار نمی‌گیرد. این امر باعث می‌شود که آنها مطلوبترین وسایل استاندارد برای تعیین وقت باشند.

نخستین ساعت اتمی توسط مؤسسه ملی استاندار و فناوری بریتانیا در سال 1949 ساخته شد و عملکرد آن مبتنی بر کاربرد ماده آمونیاک بود. کارکرد این ساعت چندان بهتر از دقیق ترین ساعتهای کوارتز نبود و دانشمندان توجه خود را معطوف به ابزارهای پرتو اتمی مبتنی بر عنصر سزیم کردند. در ساعت سزیمی برای بمباران اتمهای سزیم- 133 از امواج میکرووی (ریز موج) استفاده می شود. بسامد امواج میکروویو به گونه ای تنظیم می شود که ارتقا الکترونها به سطح جدید ، انرژی را به حداکثر برساند. سپس دوره تناوب امواج میکروویو (زمان یک موج کامل) از روی بسامد امواج محاسبه می شود. به این ترتیب ثانیه به صورت 770/631/192/9 برابر زمان تناوب میکروویو مربوط به انتقال کوانتومی میان دو سطح انرژی تعریف می شود.

در سال 1967 بسامد طبیعی اتمهای سزیم به طور رسمی به عنوان واحد بین المللی جدید زمان شناخته شد. دقیق ترین ساعت سزیمی کنونی چنان به دقت عمل می کند که قادر است با درستی 1± ثانیه در هر سه میلیون سال زمان را بسنجد و به این ترتیب تقریبا 300 هزار بار دقیق تر از ساعتهای کوارتز کار می کند.

نوع دیگر ساعت اتمی ، ساعت روبیدیم است، این نوع ساعت نیز بهخ روشی مشابه با ساعت سزیم کار می کند ولی عنصر مورد استفاده در آن روبیدیم -87 است. ساعتهای روبیدیمی به اندازه ساعتهای سزیمی دقت و ثبات ندارند ولی جمع و جورتر و ارزانتر هستند. عملکرد ساعت هیدروژنی و ساعت آمونیاکی نیز مبتنی بر خواص الکترونها به هنگام حرکت میان سطوح انرژی داخلی یک اتم می باشد. با این حال بجای اینکه زمان از طریق اندر کنش ریز موجها محاسبه شود، براساس تابش الکترومغناطیسی لنتشار یافته از اتمهای بر انگیخته محاسبه می گردد.

ساعتهای اتمی بخش الزامی زندگی نوین را تشکیل می دهند. ترابری ، ارتباطات ، تولید کالا و انرژی و بسیاری از دیگر فناوری ها نیازمند زمان سنجی دقیق می باشند. برای مثال سامانه جهانی تعیین موقعیت (GPS) برای تعیین محل دقیق یک گیرنده در هر کجای جهان ، از محاسبات بسیار دقیق زمانی استفاده می کند.

  امتیاز: 0.00