گزارش متنی  
نمونه سوالات نوسان و موج
پاسخ ها
توسط :مهدی شکوری
--------------------------------
     
 
پژوهش  

مقدمه ای بر ذرات بنیادی(قسمت اول) :

  در اوایل قرن بیستم میلادی فیزیک دانان تصور می کردند تنها با تکیه بر سه ذره بنیادی (الکترون، پروتون و نوترون ) و دو نیروی ( گرانش  و الکترو مغنلطیس ) قادر به توجیه تمام خواص اتم وماده هستند.اما در سال 1920 در پی بررسی مسیر ذرات درواپاشی بتازا بر اثر نیروی ضعیف ( در آینده با این نیرو بیشتر آشنا میشویم ) با تناقضی در پایستگی جرم-انرژی آن مواجه شدند به گونه ای که مقداری از انرژی فراورده ها به طور عجیبی ناپدید می شد. به طور کلی پایستگی انرژی برای ذره ی واپاشنده  A که در آغاز در حالت سکون بوده به صورت زیر است :

 

اگر بیاد داشته باشید این مقدار جرم اضافی ذره ی واپاشنده نسبت به مجموع جرم فراورده ها، در فرایندی مانند واپاشی هسته ی مواد پرتوزا، که در دوره پیش دانشگاهی با آن آشنا شدیم تحت عنوان ( انرژی بستگی هسته ) معرفی شد.

از سوی دیگر دانشمندان متوجه شدند که این فرایند قانون پایستگی تکانه خطی را نیز نقض میکند.قانون پایستگی تکانه این اصل را بیان می کند که در واکنشی که نیرو های خارجی بر آن اثری ندارند تکانه کل سیستم پایسته می ماند. که کاربرد آن برای واکنش واپاشی بتازا، چون نوترون در ابتدا به صورت ساکن است به صورت زیر باید باشد :


ولی مشاهدات دانشمندان نشان می داد که جمع برداری تکانه های خطی برای فراورده ها برابر با صفر نیست.از این رو دانشمندان ناچار بودند یا از اصل پایستگی انرژی دست بکشند و یا فرضیه ی جدید ولفگانگ پاولی مبنی بر وجود ذره ای فاقد جرم و بار که حامل این انرژی گم شده بود را بپذیرند. بعدها دانشمندی ایتالیایی به نام انریکو فرمی این ذره ی جدید را نوترینو  به زبان ایتالیایی( ذره خنثی کوچک ) نامید.


  نوترینو ها از آنجایی که فاقد بار الکتریکی هستند در آشکار سازهای مسیر ذرات، مانند: اتاقک ابر(  Cloud Chamber ) و اتاقک حباب ( Bubble Chamber ) و...ردی از خود به جای نمی گذارند . این آشکار سازها درون یک میدان مغناطیسی یکنواخت قرار دارند به گونه ای که در آن ذرات خنثی ردی از خود به جا نمی گذارند و ذرات دارای بار مثبت به شکل پاد ساعتگرد و ذراتی که بار منفی دارند به شکل  ساعتگرد منحرف می شوند و ردی شامل حباب های بسیار ریز (در اتاقک حباب ) از خود باقی میگذارند. به عنوان مثال به شکل زیر توجه کنید:


1. ذره ی واپاشنده در این نقطه واپاشیده می شود.

2. ذره ای با بار مثبت که به شکل پاد ساعتگرد منحرف شده است.

3. ذره ای با بار منفی که به شکل ساعتگرد منحرف شده است.

4. مسیر ذره ای خنثی ( مسیر نوترینو درون آشکار ساز به این صورت است ).  

توسط:مهدی شکوری

-------------------------------------------------------------------------------

مقدمات عکاسی نجومی:
اولين گام در عكاسي نجومي پيدا كردن يك دوربين مناسبه كه بشه اونو به راحتي به يك تلسكوپ وصل كرد و نحوه ي سوار كردن اون روي تلسكوپ. معمولا روش هاي مختلفي براي اتصال وجود داره كه راحت ترين روش،روش غيرمستقيم اتصال به كمك يك آداپتور هست.البته روش ديگه هم به نام پيجي بك وجود داره كه در واقع از تلسكوپ به عنوان لنز دوربين استفاده ميشه.اما در روش غيرمستقيم معمولي هم لنز دوربين و هم چشمي هاي تلسكوپ سرجاي خودشون هستن والبته اگه به دقت دوربين رو به تلسكوپ وصل كنيم شايد نتيجه ي بهتري از روش پيجي بك به دست بياريم.

عكاسي به كمك دوربين ديجيتال هم بسيار آسان و سريع هست اما دوربين ديجيتال محدوديت هايي ايجاد ميكنه كه البته ميتوان باز هم به كمك لوازم جانبي ديگه اونو حل كرد.

مهمترين محدوديت يك دوربين ديجيتال زمان نوردهي پايين هست.منظور از زمان نوردهي مدت زمان بازبودن شاتر دوربينه. در دوربين هاي فيلم خور ميتوان از يك هزارم ثانيه تا چندين ساعت نوردهي رو تغيير داد.معمولا در عكاسي معمولي نوردهي در محدوده ي صدم ثانيه است اما در عكاسي نجومي نوردهي از يك ثانيه(براي گرفتن عكس از ماه و خورشيد)تا چندين ساعت متغييره.دوربين هاي ديجيتال زمان نوردهي كمتري رو براي ما فراهم ميكنن(حداكثر تا 5 ثانيه)

همچنين وقتي از دوربين ديجيتال استفاده ميكنيد بايد يك لپ تاپ هم داشته باشيد چون براي گرفتن عكس از آسمان كم نور بايد چندين عكس گرفت و با نرافزارهاي ويرايش عكس اونا رو روي هم انداخت تا عكس مطلوب به دست بياد.زيرا با نوردهي 5 ثانيه اي نميتوان يك ضرب از يك سحابي يا كهكشان عكس گرفت.البته اينجا هم محدوديت مهم دوربين هاي فيلم خور مشخص ميشن.چون اولا بايد نتيجه ي كار رو چند روز بعد وقتي كه عكس ها رو از لابراتوار تحويل گرفتيد ببينيدو ثانيا هميشه فكرتون پيش فيلم عكسه كه داره يكي پس از ديگري استفاده ميشه.

حساسيت فيلم عكاسي بستگي به موضوع مورد نظر داره.براي گرفتن عكس از ماه و خورشيد حساسيت بايد بين 100 تا 200 باشه و گرفتن عكس از اجرام عميق تر حساسيت 1000 يا بالاتر مناسب هستن.

نحوه ي نوردهي در دوربين هاي فيلم خورهم بستگي به مدت زمان بازبودن شاتر و درجه ي ديافراگم داره.زمان باز بودن شاتر روي دوربين هاي فيلم خور قابل تنظيمه.معمولا براي گرفتن عكس از ماه يك ثانيه كافيه.اما اگر بخواهيم از حركت ستاره ها عكس بگيريم چندين ساعت بايد شاتر رو باز نگه داشت.البته عكس گرفتن از اجرام خاص مثل كهكشان ها يا سياره ها مستلزم داشتن پايه ي سمتي و ارتفاعي موتور داره.چون براي گرفتن عكس از اين اجرام شاتر بايد حداقل نيم ساعت باز باشه و همچنين بايد دوربين همگام با شي مورد نظر حركت كنه و تنظيم چنين حركت حساس و منظمي جز به كمك پايه هاي موتور دار ميسر نيست.

درجه ي ديافراگم هم براي دوربين هاي فيلم از 2 تا 16 تغيير ميكنه و 16 بسته ترين حالت ديافراگم و 2 بازترين حالته.اگر از تلسكوپ براي عكاسي استفاده كنيم بهتره درجه ي ديافراگم را در بازترين حالت خود قرار داد.زيرا اگر ديافراگم را ببنديم لبه هاي آن به صورت يك قاب در اطراف عكس ظاهر خواهد شد.همچنين در عكس برداري از ستاره ها كه نور خيلي كمتري نسبت به ماه تابش ميكنن باز بودن بيشتر ديافراگم باعث جذب بيشتر نور خواهد شد .اما تصوير كدر خواهد شد.ولي خوبيش اينه كه مدت زمان انتظار براي باز بودن درب شاتر و گرفتن عكس كمتر ميشه.

براي اتصال دوربين به تلسكوپ هم از يك اداپتور(ميله اي كوتاه)استفاده ميشه.همچنين بهتره با يك پارچه ي سياه اطراف لنز و محل اتصال دوربين و تلسكوپ رو بپوشانيم.زيرا در غير اين صورت نور از اطراف عدسي وارد دوربين شده و باعث سفيدشدن عكس ميشه.همچنين اگر طول آداپتور زياد باشه و يا ميدان ديد عدسي دوربين و چشمي تلسكوپ زياد با هم تفاوت داشته باشه لبه هاي عكس تيره خواهند شد.هم خط بودن دوربين با چشمي و چشمي با لوله ي اپتيكي تلسكوپ هم اهميت خيلي زيادي داره و بستگي به ظرافت و دقت كار عكاس داره.

در كل اميدوارم كه از خوندن اين مقاله لذت برده باشيد و به اين نتيجه برسيد كه گرفتن عكس از آسمان با اينكه سختي هاي خودشو داره بسيار لذت بخش تر،به يادموندني تر و افتخار آميزتر از گرفتن عكس يادگاري با هنرپيشه هاي معروف سينماست.

در ضمن من يه سري اشتباهاتي انجام دادم كه ذكر اونا به عنوان تجربه بد نيست:

اول اينكه از يه دوربين قديمي با لنز ثابت استفاده كردم.اين كار باعث شد كه نتونم ميدان ديد تلسكوپ و لنز دوربين رو يكي كنم و باعث سايه انداختن عكس شد.

و دوم اينكه فيلم مورد استفاده هم زياد مرغوب نبود و هر وقت بيشتر از حدود20 دقيقه شاتر باز ميموند فيلم ميسوخت. البته تو كتاب ستاره شناس آماتور يه سري فيلم عكاسي براي عكاسي نجومي پيشنهاد شده كه بهتره از اونا استفاده بشه.

پيشنهاد من اينه كه تا جاي ممكن از دوربين ديجيتال استفاده بشه و يك لپ تاپ همراه براي ويرايش عكس و يا اينكه مستقيما از دوربين استفاده بشه بدون تلسكوپ كه اين كار مستلزم داشتن لنز هاي ميدان بسته يا tele هست كه نسبتا هم گرون قيمته.

عكاسي از ستارگان:

در عكاسي از ستارگان دو راه داريم.يكي اينكه از رد ستارگان عكس بگيريم و ديگري اينكه از صورتهاي فلكي يا يك ستاره خاص بخوايم عكس بندازيم. در اين دو مورد احتياج حتمي به يك تلسكوپ نيست و با يك دوربين با لنز معمولي هم ميشه عكس گرفت. در مورد اول كه از رد ستاره ها عكس گرفته ميشه ( كه ميتونم بگم راحت ترين نوع عكاسي نجومي هم هست) فقط كافيه مركز دوربين رو به سمت ستاره ي قطبي ( براي قشنگيه كار) يا هر ستاره ي ديگه اي نشونه بريم و حدود 1 ساعت نور دهي كنيم.اما دو نكته مهم اينجا وجود داره. يكي اينكه مكان عكس برداري بايد جاي واقعا تاريك و بدون نوري باشه.هيچ نوري از اطراف نبايد به دوربين برسه چون نور دهي يك ساعته بهترين فرصت براي نورهاي مزاحم اطرافه تا روي فيلم بشينن و عكس رو خراب كنن يا حتي فيلم رو بسوزونن. دومين نكته هم اينه كه در نور دهي يك ساعته ممكنه شبنم روي لنز دوربين بشينه و عملا كار رو خراب كنه. براي بر طرف شدن اين اشكال بايد لنز دوربين رو به يه نحوي گرم كرد. مثلا به كمك يه سه شوار(اگه خيلي حوصله داريد) و يا وصل كردن يه سيم فلزي متصل به گرم كن به لنز دوربين اونو گرم كرد.

اما براي عكس برداري از صورت هاي فلكي يا يك ستاره ي خاص نياز به يك پايه مجهز به ردياب خودكار موتوردار داريم تا دوربين رو مطابق با سرعت چرخش زمين حركت داد.

اولين گام نصب استوايي پايه است.نصب استوايي يعني اينكه محور چرخش پايه در طول محور چرخش زمين باشه.در غير اين صورت اثر چرخش ميداني روي عكس ظاهر ميشه.يعني يك ستاره ي خاص كه دقيقا تو مركز دوربين قرار ميگيره به صورت نقطه ميفته و بقيه ستاره ها به صورت كمان هايي در اطراف اون ستاره ظاهر ميشن.اما با نصب استوايي پايه ي دوربين حركت شرق به غرب ستاره ها كاملا توسط دوربين شكار ميشه بدون اينكه اشكالي پيش بياد. ماكزيمم زمان نور دهي هم بستگي به عرض جغرافيايي داره كه توش واقع هستيم داره. مثلا اگر دوربين رو تو عرض جغرافيايي 40 درجه مستقر كنيم تنها ميتونيم 40 درجه دوربين رو در ارتفاع حركت بديم. و چون زمين تو هر دقيقه 40 درجه حركت ميكنه پس 160 دقيقه ميتونيم نوردهي كنيم. و اين حداكثر زمان نور دهيه. ولي براي عكس گرفتن از ستاره ها بيشتر از 15 دقيقه نوردهي احتياجي نيست.

براي اينكه بزرگنمايي در بهترين حالت قرار بگيره ميتونيم از يه روش ابداعي استفاده كنيم. يك تكه مقوا به اندازه درب لنز دوربين يا دهانه ي تلسكوپ ببريد و دو تا سوراخ به قطر يك سانتي متر روش ايجاد كنيد. با اين كار روي دوربين شما هر ستاره (يا هر جرم ديگه از قبيل خوشه ها،كهكشان ها و...) دو بار ميفته و با جلو و عقب كردن لنز دوربين يا بزرگنمايي دوربين سعي كنيد ستاره ها رو يكي كنيد.در حالت يكي شدن اونا بهترين حالت فوكوس رو خواهيد داشت.

عكاسي از خوشه ها و كهكشان ها:

در اين نوع عكاسي دوربين حتما بايد به تلسكوپ متصل بشه تا بزرگنمايي بيشتر بشه.هرچقدر بزرگنمايي بيشتر بشه و ناحيه كوچكتري از آسمان در ديد دوربين قرار بگيره بايد زمان نوردهي بيشتر ميشه.

براي اتصال دوربين به تلسكوپ كه روش prime focus نام داره از يك آداپتور و t-ring استفاده ميشه. آدامپتور ميله اي است فلزي كه يك انتهاي آن به تلسكوپ وصل ميشه و انتهاي ديگرش به t-ring. اين وسيله هم بستگي به دوربين مورد استفاده داره چون در نهايت دوربين به t-ring وصل ميشه.

براي اتصال دوربين به t-ring ترجيحا دوربيني استفاده كنيد كه لنزش باز بشه.با بازكردن لنز دوربين و برداشتن منشور دريچه، شما دوربين رو به يك چشمي تبديل كرده ايد. براي اينكه بزرگنمايي دوربين با فاصله كانوني دوربين هماهنگ بشه از يك بزرگنما كننده تنظيم گر استفاده كنيد كه در واقع به جاي لنز دوربين قرار ميگيره.

بعد نصب دوربين و تلسكوپ به هم مجموعه بايد روي يك پايه ي موتور دارد نصب بشه و نصب نيز استوايي باشه و نوردهي بسته به روشنايي جرم مورد نظر تغيير ميكنه. از يك دقيقه تا نيم ساعت. در اينجا هم شبنم ها مزاحم كار خواهند شد و به همان روش سه شوار يا گرم كن الكتريكي ميتونيم از شرشون خلاص بشيم.

اگر از دوربين هاي ديجيتال استفاده ميكنيد بهتر است چندين عكس پشت سر هم با نور دهي برابر بگيريد. در اين روش كه dark frame نام داره همه ي عكس هاي گرفته شده توسط نرم افزار هاي ويرايش عكس روي هم قرار ميگيرند و بهترين عكس حاصل ميشه.

عكاسي از ماه و خورشيد:

در عكاسي از ماه و خورشيد دستمون خيلي باز تره. نوردهي در حدود نيم ثانيه است( و حتي كمتر) و لازم نيست حتما از تلسكوپ استفاده كنيد.اما براي ديدن جزئيات ماه يا لكه هاي خورشيدي استفاده از تلسكوپ مناسبه.همچنين لازم نيست از پايه ي موتور دار استفاده بشه چون نوردهي خيلي كمه و شي مورد نظر هم به اندازه كافي بزرگه. براي گرفتن عكس از ماه بهتره هنگام غروب ماه اين كار رو انجام بديد.چون تو اون زمان نور ماه كم تر ميشه و جزئيات بهتري قابل مشاهده است و همچنين در افق ها ماه بزرگتر به نظر ميرسه. براي عكس گرفتن از خورشيد هم كه حتما يه فيلتر لازمه. اما براي گرفتن عكس از ماه هم ميشه از فيلترهاي مخصوص ماه استفاده كرد و عكسهاي خيلي بهتري رو گرفت.

اين عكسي كه مشاهده ميكنيد رو بار نوردهي حدود نيم ثانيه گرفتم.به وسيله ي يك تلسكوپ 3.5 اينچي و دوربين 10 مگاپيكسلي. مهمترين نكته در مورد عكس زير بزرگنمايي دوربين هست كه به اون صورت نشد كه با تلسكوپ هماهنگش كنم.چون اولا نمي شد لنز دوربين رو باز كنم و با آداپتور نصب شده روي تلسكوپ اصلا هم خوني نداشت.

 

عكاسي از سيارات:

برخي از سيارات منظومه شمسي مثل مشتري و زحل بهترين سو‍ژه هاي عكاسي نجومي هستند.براي گرفتن عكس از اين سيارات بايد از تلسكوپ با بزرگنمايي قابل قبول استفاده كرد. چون با دوربين معمولي فقط همانند يك ستاره پرنور توي عكس ميفتن. با اين فرق كه ستاره ها خطوطي منحني شكل رو طي ميكنند اما سيارات روي خطي صاف حركت ميكنند.

براي عكس گرفتن از سيارات هم ميتونيد از روش ايجاد دو روزنه روي دهانه تلسكوپ استفاده كنيد اما در اين حالت فاصله دو تا سوراخ از هم كمتر بايد باشه.زمان نوردهي هم از يك دهم ثانيه تا چند ثانيه تغيير ميكنه. اگه ميخوايد جزئيات روي سطح سياره توي عكس بيفته بهترين زمان نور دهي 1 ثانيه است اما براي گرفتن عكس از اقمارشون تا 3 ثانيه نوردهي لازمه.

دوتا عكس زير رو هم چهار شنبه هفته پيش از مشتري گرفتم. در عكس اول نوردهي حدود يك صدم ثانيه بود و جزئيات روي سطح مشتري تقريبا مشخصه. ولي تو عكس دومي نوردهي رو بيشتر كرديم تا قمر هاي مشتري توي عكس بيفتن. باز هم، هم خوني نداشتن بزرگنمايي دوربين و تلسكوپ اينجا مشكل ساز شد.


البته براي گرفتن عكس هاي مطلوب از سيارات به ويژه مشتري و زحل بايد تلسكوپ قابل قبولي رو استفاده كرد و حداقل بزرگنمايي تلسكوپ بهتره كه 300 برابر باشه.

در نهايت ذكر اين نكته رو لازم ميدونم كه به خرج دادن حوصله و دقت در عكس برداري نجومي مهمترين فاكتوره. و شايد مهمتر از تهيه دوربين! ممكنه بعد از شبي كه به عكاسي مشغول بوديد تا يك هفته زانودرد و كمر درد بگيريد ولي مطمئنا با ديدن نتيجه ي مطلوب و رضايت بخش كارتون لذت بسيار زيادي خواهيد برد.

اميد وارم با تا اينجاي كار اصول كلي عكاسي دستتون اومده باشه و هرچه سريع تر براي ثبت شكوه مند ترين لحظه هاي زندگي اقدام كنيد.

ان شالله در قسمت بعدي نحوه عكس گرفتن از شهاب ها رو خواهم گفت و به معرفي ابزارهاي مختلف عكاسي نجومي ميپردازيم.چون رگبارشهابي برشاووشي تو مثلث تابستوني نزديكه(۲۶ تا ۳۰ مرداد) و خيلي دوست دارم كه خودم حداقل تجربه اين نوع عكاسي رو داشته باشم و به شما هم توصيه ميكنم ديدن اين منظره ي زيبا رو از دس نديد.موفق باشيد.

نوشته شده توسط: مهدی شکوری

 

     
 
نقشه سایت