تبليغاتX
این روزها...

در پست قبلی یک رابطه معرفی کردم که تعداد اتم­های یک ذره کروی را به شعاع ذره مربوط می­کرد. در این رابطه مقدار ثابتی وجود داره (a) که در این پست می­خوام این مقدار را محاسبه کنم. قبل از محاسبه کمی باید در مورد چیدمان اتم­ها در ماده توضیح بدم.

نخست اینکه همونطور که همه می­دونیم در فیزیک کلاسیک اتم­ها را به صورت کره فرض می­کنند. بنابراین وقتی اتم­ها کنار هم قرار می­گیرند حتمن فضای خالی بین آنها وجود خواهد داشت. به عبارت دیگر، کره یه حجم فضاپرکن نیست. (به این ترتیب چگالی مواد علاوه بر جرم اتم­های سازنده­اش به مقدار فضای خالی بین اتم­ها هم بستگی داره.)

دوم اینکه طبق محاسبات براووه نقاط هندسی تنها به 14 صورت می­توانند تشکیل یه ساختار فضایی تکرارپذیر بدهندکه به آنها "شبکه براووه" میگن. معروفترین آنها سه شبکه مکعبی (cubic) و یک شبکه شش گوشه (hexagonal) هستند که اغلب عناصر خالص در این شبکه ها به صورت جامد هستند. "شبکه واحد" هم کوچکترین واحد ممکنه که به عنوان معرف شبکه نشان داده میشه.

 

با استفاده از این دو نکته برای هر شبکه براووه یه عدد به دست میاد که "چگالی شبکه" (A) هست (مستقل از نوع ماده). این عدد مشخص می­کنه که فشردگی ساختار چقدره. این عدد برابر است با حجم کل اتم­های موجود در یک شبکه واحد به حجم کل شبکه واحد.

 

بنابراین رابطه بین حجم کل یه جسم (در اینجا ذره کره) و حجم یک اتم به شکل زیر به هم مربوط میشن:

 

چگالی شبکه* تعداد اتم­ها *حجم یک اتم = حجم کل جسم کروی

 

یا

 

(4/3π) r^3   (4/3π) r0^3  *  n  *  A

 

که r0 شعاع اتم هست. اگه این رابطه را با رابطه­ ای که در پست قبلی هست مقایسه کنیم مقدار ثابت a برابر است با:

 

a =  r0^3 * A

 

بنابراین این ثابت برای مواد مختلف متفاوت خواهد بود. مقدار A در بسیاری از منابع بلورشناسی ذکر شده و مقدار آن حداکثر 0.741 هست. این مقدار مربوط به وقتی هست که اتم­ها در کنار هم به راحتی قرار بگیرند. مثل توپ­های حوض پر از توپ که توی پارک­ها برای بازی بچه ها هست. برای آهن من با فرض اینکه r برحسب نانومتر باشه a را به دست آوردم: 0.00136025568 . آهن در دماهای متفاوت در دو شبکه متفاوت شکل می گیره. که من این عدد را برای شبکه مکعبی مرکزدار به دست آوردم. کسی می دونه مقدار چگالی شبکه برای مکعبی مرکز دار چقدره؟

 

+ نوشته شده در  Mon 21 May 2007ساعت   توسط روزبه  | 

چندتا اتم میشه یک نانومتر؟ قطر اتم­های آهن 2.52 آنگسترومه، پس 4 تا اتم آهن پشت سر هم که باشن یه خط بلندتر از یک نانومتر درست میشه. خوب حالا به نظرتون چندتا اتم لازمه تا یک کره 100 نانومتری شکل بگیره؟ ... یه تخمین بزنین... 200 تا؟ 400 تا؟ 1000تا؟

محاسبه این عدد آسونه. برای ساختن این کره کوچک بیش از 5300000 اتم آهن لازمه! این عدد بزرگ به خاطر رابطه توان سوم شعاع و تعداد ذرات هست:

 

                                                           r^3=a.n

 

که r شعاع ذره و n تعداد اتم هاست و a یه ثابته.

این افزایش جادویی راز بزرگ دنیای نانو هستش. وقتی با اندازه های کوچک سروکار داریم نسبت اتم­های سطحی به کل اتم­ها به طور فزاینده ای افزایش پیدا می­کنه. این چیز عجیبی نیست اما توجه کنید که نرخ این تغییر خطی نیست.

خوب حالا کسی میدونه که ثابت a مقدارش چقدره؟

 

+ نوشته شده در  Wed 16 May 2007ساعت   توسط روزبه  | 

یک قطعه ژاپنی ترجمه احمد شاملو را خیلی دوست دارم:

 

هیچ یک سخنی نگفتند،

نه میهمان و نه میزبان

و نه گل های داوودی

 

+ نوشته شده در  Mon 14 May 2007ساعت   توسط روزبه  |