‏إظهار الرسائل ذات التسميات علم الفيزياء. إظهار كافة الرسائل
‏إظهار الرسائل ذات التسميات علم الفيزياء. إظهار كافة الرسائل

ما هو الماء الثقيل؟ ولماذا يستخدم في المفاعل النووية؟



يرمز للماء الثقيل بـ D2O أو 2H2O ، وله الخصائص الكيميائية ذاتها التي للماء العادي.

اما الخصائص الفيزيائية فيختلف عن الماء العادي بعض الشيء ، 
فللماء الثقيل

    * درجة غليان: 101.42° سيليزية عند الضغط الجوي القياسي. (أعلى من الماء العادي)
    * درجة تجمد: 3.81° سيليزية. (أعلى من الماء العادي)
    * كثافة نسبية: 1.1079 عند الضغط الجوي القياسي.

فالماء العادي والماء الثقيل تغلي وتتجمد في درجات حرارة مختلفة، وتختلف في كثافتها، كما أن مرونة أبخرتها مختلفة إلى حد ما أيضًا. 
وهي تتفكك بسرعات مختلفة أثناء التحليل الكهربائي. 

فالماء الخفيف أسرع تفككًا بقليل، بينما يكون تفكك الماء الثقيل أبطأ إلى حد ما، وبالرغم من أن الفرق بين السرعتين ضئيل جدًا إلا أن الماء المتبقي في جهاز التحليل الكهربائي يكون غنيًا نوعًا ما بالماء الثقيل. 

وبهذه الطريقة تم اكتشاف الماء الثقيل لأول مرة. 

لماذا يستخدم الماء الثقيل في المفاعل النووية؟
يستخدم الماء الثقيل في المفاعل النووية وليس الماء العادي، لخصائص مميزة فيه.

فحتى يتم خلق الطاقة النووية المطلوبة في المفاعل، لا بد من وجود مهدىء قادر على امتصاص النيوترونات وتهدئة سرعتها، ورغم أن الماء العادي يستطيع لعب نفس الدور، لكن الماء الثقيل يساعد على استخدام يورانيوم أقل تخصيباً، وبالتالي يسهل عمليات الانتاج باستمرار ويقلل تكلفتها على المدى الطويل.

اقرأ أيضاً:
لماذا ليس هناك علاج للإيدز؟

كم قيمة الفيسبوك التجارية؟

ماذا سيحدث لو قفز كل سكان الأرض في اللحظة نفسها؟

ماذا سيحدث لو قفز كل سكان الأرض في اللحظة نفسها؟


تخيَّل أن يقفز كل سكان العالم في الوقت نفسه، تُرى ما الذي سيحدث؟ هذا هو السؤال الذي بحث عن إجابته عالِم الفيزياء الفلكية في جامعة أوهايو الأميركية، وزميله عالِم الفيزياء مارك بوسلو بمختبر سانديا القومي الأميركي.

18 لغزاً عجز علماء الفيزياء عن حلها حتى الآن

18 لغزاً عجز علماء الفيزياء عن حلها حتى الآن


ينقل عن عالِم الفيزياء البريطاني لورد كلفن قوله: "لا يوجد شيء جديد يمكن اكتشافه في علم الفيزياء الآن -عام 1990- وكل المُتبقي هي قياسات أكثر دقة"، ولكن في غضون 3 عقود، أحدثت الميكانيكا الكمية والنظرية النسبية لآينشتاين "ثورة علم الفيزياء".

موجات الجاذبية.. 6 أشياء تحتاج لمعرفتها



دوتشيه فيله الألمانية - نجح علماء أمريكيون بإثبات وجود موجات الجاذبية. حدث مثير، لأنهم تمكنوا وللمرة الأولى من البرهنة على صحة نظرية آينشتاين، التي وضعها قبل مائة عام. هنا أهم الحقائق عن الجاذبية.

ما هي موجات الجاذبية؟
تخيل أن تضع كرة تنس على ترامبولين، ستبقى الكرة في مكانها كما هي، لكن إذا وضعنا طفلا على الترامبولين، فسوف ينثني الترامبولين وينشأ "تجويف" مكان قدميه. وماذا سيحدث؟ سوف تتحرك كرة التنس باتجاه هذا التجويف الناجم عن الطفل. وكلما كان الطفل أقرب لكرة التنس، كلما تحركت الكرة أكثر باتجاه التجويف، لأنها تنجذب أكثر.

كلما زادت كتلة الجسم المتحرك، كلما زادت جاذبيته. هذه هي فكرة الجاذبية، وهكذا يمكن تصوّر موجات الجاذبية في الفضاء.

تنشأ موجات الجاذبية حين تتسارع الكتل ويُقذف بها بسرعة، مثلا في حال انفجار نجم أو الانفجار العظيم أو حين يندمج ثقبان أسودان مع بعضهما البعض. موجات الجاذبية تتمدد في المكان وتضغطه، وهي تؤثر على بنية الزمكان (الزمان – المكان). وكان عالم الفيزياء ألبرت آينشتاين قد وصف موجات الجاذبية قبل مائة عام في نظريته النسبية.


موجات الجاذبية تتمدد دون عوائق تماما في الكون، بغض النظر عما يعترض طريقها. وهذا ما يميزها عن الضوء أو الصوت. موجات الجاذبية هي "تشويه" للهندسة الرياضية وحتى للمكان نفسه. ومنذ وُضعت هذه النظرية قبل مائة عام، حاول العلماء إثباتها والبرهنة على صحتها. والآن، ولأول مرة نجحوا في ذلك.

لماذا هذا الحدث عظيم؟
وصف آينشتاين كيف تعمل موجات الجاذبية على سحب ودفع الزمكان، وكيف تتحرك الأجسام مثل الشموس النويترونية والثقوب السوداء في موجات الجاذبية. وحتى عهد قريب لم تتوفر تكنولوجيا يمكن للعلماء استخدامها لقياس هذه الظاهرة. والدليل على أهمية هذا الاكتشاف، أن العلماء باتت فرصهم كبيرة من الآن لنيل جائزة نوبل في الفيزياء.

لماذا لم يحدث الاكتشاف في السابق؟
لقد حاول علماء كثيرون إثبات وجود موجات الجاذبية في السابق، لكنهم لم يفلحوا أبدا. والسبب أن موجات الجاذبية من الصعب جداً العثور عليها وقياسها. ولقياس هذه الموجات لا بد من توفر مجسات فائقة الحساسية، لأن هذه الموجات وحين تصل الأرض، تصبح صغيرة جدا وأصغر ألف مرة من حجم نواة ذرة.

كيف يجري العلماء أبحاثهم على الموجات؟
في عام 1992 بنى الأمريكيون مجسي ليزر عملاقين يعملان بالليزر ويبعدان عن بعضهما البعض مسافة 3000 كيلومتر. وقد فشلت التجارب الأولى، لكن المجسات الحديثة هي أكثر حساسية بأربعة أضعاف من المجسات القديمة. ويعرف جهازا الليزر اللذان يعملان بالتزامن باسم "مرصد ليزر موجات الجاذبية التداخلي".

يوجد مجس في ولاية لويزيانا والآخر في ولاية واشنطن. ويوجد في كل منهما نفق طوله أربعة كيلومترات على شكل حرفL اللاتيني. ويطلق العلماء أشعة بالليزر بين المجسين واستطاع الجهازان رصد اهتزازات متناهية الصغر من مرور موجات الجاذبية. وقد أتاح وجود مجسا الرصد في مكانين مختلفين، ملاحظات للعلماء بشأن توقيت واتجاه موجات الجاذبية.


هل المرصد الأمريكي هو الوحيد الذي يبحث عن أدلة؟
هذا غير صحيح. فهناك أكثر من 70 منظمة علمية في العالم تحاول البرهنة على وجود موجات الجاذبية. ويعمل علماء ألمان في المرصدين الأمريكيين قاموا بتطوير كاشفٍ عن الموجات يمتاز بحساسيته العالية. ومؤخرا أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية قمرا اصطناعيا، وربما يمكنه المساعدة في قياس التغيرات الدقيقة جدا في الفضاء.

ماذا سنستفيد من إثبات وجود موجات الجاذبية؟
إذا ما تأكد العلماء من وجود موجات الجاذبية حقا، فإن هذا قد يغير تماماً فهمنا للكون. وسيصبح العلماء حينها قادرين على فحص أكبر حدث في التاريخ ودراسة الانفجار الكبير. ويمكننا البحث في أقاصي الفضاء الخارجي. وموجات الجاذبية التي تكوّنت بعد الانفجار الكبير يمكنها أن تمدّنا بمعلومات جديدة عن كيفية تشكّل الكون. كما أنها الإثبات النهائي على صحة الجزء الأكثر غرابة في نظرية آينشتاين.

البابليون القدماء "أول من استخدموا مبادئ هندسية معقدة"



بي بي سي عربية - أظهرت دراسة حديثة أن البابليين استخدموا مبادئ هندسية معقدة لها علاقة بالأشكال الهندسية قبل حوالي 1400 عام من التاريخ الذي وضعه المؤرخون لبداية استخدام هذا الفرع من الرياضيات.

وتشير الأبحاث إلى أن البابليين القدماء استخدموا الحسابات الهندسية لتتبع كوكب المشترى في السماء ليلا. وكان العلماء قد أرجعوا من قبل أصول هذه الطريقة الحسابية إلى القرن الرابع عشر.

ونُشرت الدراسة في دورية "ساينس" العلمية.

ويقول مؤلف الدراسة ماتيو أوسيندريفر، وهو من جامعة هامبولدت في برلين، إن النتائج "لم تكن متوقعة. الأمر بدائي جدا بالنسبة لعلم الفيزياء، وكل فروع العلوم تستخدم هذه الطريقة".

متابعة النجوم

وظهرت الحضارة البابلية القديمة فيما أصبح الآن العراق وسوريا قبل حوالي عام 1800 من الميلاد.

وتظهر ألواح من الطمي، محفور عليها كتابات بنظام الكتابة المسمارية، تقدم البابليين في علم الفلك.

"وكتبوا تقارير عن مشاهداتهم في السماء، على مدار فترة طويلة، زادت على قرون"، بحسب أوسيندريفر.

لكن الدراسة الأخيرة أظهرت تقدمهم في الرياضيات أيضا.

وكان التقدير الغالب من قبل هو أن باحثين من أوكسفورد وباريس كانوا أول من استخدم الهندسة المعقدة في العصور الوسطى، وأنهم استخدموا أشكال المنحنيات لتتبع سرعة وموقع الأجسام المتحركة.

لكن العلماء الآن يرون أن البابليين استخدموا هذه الطريقة حوالي عام 350 قبل الميلاد.

ودرس أوسيندريفر خمسة ألواح بابلية استُخرجت في القرن التاسع عشر وموجودة حاليا في أرشيف المتحف البريطاني في لندن.

وتُظهر الكتابات أن البابليين استخدموا أشكالا ذات أربعة مثل شبه منحرف لحساب وقت ظهور كوكب المشترى في سماء الليل وسرعته والمسافة التي يقطعها.

وقال أوسيندريفر إن ثمة دليل على أن اليونانيين استخدموا طرقا "مباشرة أكثر" من الهندسة تعاملت مع المسافات بين الأرض والكواكب الأخرى بدلا من مبادئ السرعة والزمن.

ومن غير الواضح حتى الآن مدى شيوع استخدام الطريقة الحسابية المكتشفة لدى البابليين، "إذ يمكن وجود لوحة سابقة، كتبها شخص عبقري، ابتكر هذه الطريقة لحسابات الفلك. وكذلك قد تكون طريقة شائعة استخدمها علماء هذا العصر. ما زلنا لا نعرف"، بحسب أوسيندريفر.