دانلود مقاله ترس کودکان

همه کودکان در چند مقطع سنی در زندگیشان دچار ترس و وحشت می شوند و این معمولاً یک بخش طبیعی از رشد آنها محسوب می گردد. این ترس ها در صورتی غیر طبیعی هستند که به صورت دائمی و به مدت طولانی در کودک باقی بمانند یا ذهن کودک را به طور کامل اشغال کنند، که این ترس در تمام فعالیت های عادی آنها مداخله داشته و تأثیر می گذارد و اگر کودک نتواند از آن رهایی یابد مبتلا به بیماری تشویش که همان ترس بی مورد و بی اساس است می گردد.
هرگز احساسات و ترس در کودک را بی ارزش نشمارید و هیچ موقع به خاطر ترسیدنش او را تحقیر نکنید و بدانید که بی توجهی به چیزهایی که او را می ترساند کمکی به حل مشکل نمی کند.
آیا ترس بی اساس به سن و سطح رشدی کودک بستگی دارد؟!
برای مثال در یک کودک 2 ساله ترس از نشستن روی لگن دستشویی، طبیعی است ولی در یک کودک 8 ساله همان ترس کاملاً غیرعادی و بی اساس است.
کودکان نوپا معمولاً از تنهایی (جدا شدن از پدر یا مادر)، اصوات آزار دهنده، زمین خوردن، حیوانات و حشرات، استفاده از لگن توالت، حمام کردن و تاریکی هنگام خواب می ترسند.
ترس در میان کودکان پیش دبستانی شامل ترس از حیوانات و حشرات، غول ها و ارواح، گم شدن، طلاق، از دست دادن پدر یا مادر، و تاریکی هنگام خواب می باشد. کودکانی که تازه به مدرسه می روند از چیزهایی مانند تنهایی، بعضی صداها، زمین خوردن، ورود به مکان جدید (به خصوص ورود به مدرسه) و تاریکی هنگام خواب [در بچه های کوچک تر] و وازدگی های اجتماعی، جنگ، فضاهای جدید و ترس از دزد [در بچه های بزرگ تر] می ترسند. نوجوانان (که به سن بلوغ رسیده اند) معمولاً از دزد، موقعیت های جدید (مثل رفتن به دانشگاه و...) جنگ، طلاق و روابط غیرمعمول واهمه دارند و می ترسند.
این قبیل ترس ها در کودکان در تمام گروه های سنی، در بعضی از دوران های زندگیشان ممکن است افزایش یابد: تولد یک فرزند جدید در خانواده، نقل مکان از خانه ای به خانه دیگر، طلاق و غیره. حتی بعضی اوقات بعد از وقوع یک اتفاق تحریک کننده، ترس در کودکان تقویت می گردد مثلاً افتادن در آب، سوختن بر اثر تماس با یک شیء داغ یا فرار کردن از یک سگ. بعضی کودکان نسبت به کودکان دیگر بیشتر می ترسند و این بستگی به روحیات و خلق و خوی آنها دارد. والدینی که همیشه نگران هستند و در تشویش به سر می برند یا زود در مقابل هرچیز عکس العمل نشان می دهند، فرزندانشان اغلب دارای همان روحیات هستند و همیشه در ترس و واهمه قرار دارند.

چگونگی برخورد با ترس در کودکان
- هرگز احساسات و ترس در کودک را بی ارزش نشمارید و هیچ گاه به خاطر ترسیدنش او را تحقیر نکنید و بدانید که بی توجهی به چیزهایی که او را می ترساند کمکی به حل مشکل نمی کند.
- از او بخواهید علت ترسش را بگوید و درباره آن با او صحبت کنید، این راه در صورتی که ترس کودک ناشی از وقوع یک اتفاق تحریک کننده باشد، بسیار مفید است.
- بیش از حد لزوم از او مواظبت نکنید و اجازه بدهید او خودش از چیزهایی که می ترسد دوری کند و کودک را هیچ وقت به انجام دادن کارهایی که از آن واهمه دارد وادار نکنید.
- بیش از حد عکس العمل نشان ندهید زیرا توجه زیاد شما باعث تقویت ترس در کودک می شود.
- به کودک دلداری دهید تا یاد بگیرد بر ترسش مسلط گردد. برای مثال اگر او از رفتن به یک مدرسه جدید می ترسد، باید با او همدردی کنید و برایش توضیح دهید. به عنوان مثال بگویید «من می دانم که از رفتن به این مدرسه هراس داری و شاید از این که دوستان جدیدی پیدا می کنی نگران هستی؛ ولی من فکر می کنم در آن لحظه احساس خیلی بهتری خواهی داشت.»
با او در مورد چیزهایی که او را می ترساند گفت وگو کنید. به او یادآوری کنید که قبلاً هم دوستان جدید زیادی پیدا کرده بود و او را تشویق کنید که به مدرسه برود. راه حل مفید دیگر این است که شما برایش نقش بازی کنید که چه طور با مردم روبه رو شود و خودش را معرفی کند.
- یادش بیاورید که قبلاً هم در یک زمانی از چیزی می ترسیده و بعد از مدتی ترسش ریخته و دیگر از آن نمی ترسد.
- به او قوت قلب بدهید و به او کمک کنید تا با ترس روبه رو شود. در ضمن در یک دوره طولانی، صلاح نیست دائم به او یاد بدهید که از هر چیزی که می ترسد دوری کند.
سرانجام اگر ترس تبدیل به یک بیماری شود و به هیچ طریقی نتوان ترس را از بین برد مخصوصاً اگر در رشد و فعالیت های روزمره کودک تأثیر بگذارد، می بایست جهت درمان به یک روان پزشک کودک مراجعه کنید.
کودک و ترس ، ترس از شب
ترس از شب
ممکن است کودک شما مثل بسیاری از بچه های دیگر شب ها احساس ترس و اضطراب کند ؛ این ترس به سن او و مرحله رشد احساسی و جسمی او بستگی دارد و همین طور هم که بزرگتر می شود با انواع مختلفی از تنشها مواجه می گردد. او باید یاد بگیرد وقتی که او را با پرستار و یا در مهدکودک و یا مکان بازی تنها می گذارید صبور باشد و بپذیرد که شب ها جدا از شما بخوابد .
همچنین باید بیاموزد که رفتار خود و همین طور ادرار و مدفوع و احساسات خشم و حسادت و تهاجم را کنترل کند. کودک درباره موضوعاتی از قبیل مرگ ، خدا ، بهشت و جهنم تفکر می کند و دچار ترس و نگرانی می شود. به زودی در می یابد که والدین برای او آرزوهایی دارند و می ترسد که از عهده آنها بر نیاید .
کودک نگران
کودک در هر مرحله از رشد که باشد ، حوادث خاصی ممکن است در او ایجاد نگرانی بکند ، به عنوان مثال وقتی او بازی های گروهی و یا رفتن به مهدکودک را آغاز کند برای مدتی ممکن است جدایی از والدین او را نگران کند. ممکن است برای ترک ما در طول روز و شب و یا برای رفتن به رختخواب به طور جداگانه از خود تمایلی نشان ندهد و اگر شما بیمار شوید احساس تقصیر کند و فکر کند که کلمات پرخاشگرانه ی او این بیماری را در شما ایجاد کرده است.
زمانی که می خواهیم به کودک دستشویی رفتن را یاد بدهیم دوره دیگری از نگرانی را در او مشاهده می کنیم . او دائماً می ترسد که مبادا نتواند خود را کنترل کند .
حتی گاهی اوقات هول شده و شلوارش را خیس می کند و چون دوست دارد که شما را هم خوشحال کند می ترسد که شاهد ناراحتی و نارضایتی شما باشد . در بسیاری از بچه های نوپا این هیجانات در شب اوج می گیرد و رفتن به سوی رختخواب به معنای کنترل هیجانات است .
دیدن فیلم یا برنامه وحشتناک برای بچه های بزرگتر زنگ خطر است . کودک 5-6 ساله ممکن است از دیدن صحنه بچه دزدی و یا پرخاشگری کودک در مقابل والدین به شدت آشفته شود . چنین صحنه هایی برای کودک کاملاً واقعی به نظر می آید . همه ی کودکان تخیلات پرخاشگرانه دارند و تا حدودی نسبت به آن احساس گناه می کنند . مواردی از قبیل بیماری ، اختلافات خانوادگی ، جدائی ، طلاق ،‌ اعتیاد و مرگ و میر باعث ایجاد تشویش ، نگرانی ، احساس گناه و ترس در هر سنی از زندگی کودک می شوند . در شب کودک از کنترل دنیای پیرامونش مأیوس می شود ، زیرا نمی تواند به طور مداوم محیط اطراف و تخیلات ناشی از احساسات خود را کنترل کند و همین وضعیت باعث بروز ترس در او می شود .
جوانان هم به خاطر این که تغییرات احساسی و جسمی سریع و دوران بلوغ را پشت سر گذاشته و از کودکی به بزرگسالی می رسند، نگرانی های اساسی را متحمل می شوند . آنها به آینده ، امتحانات ،‌ شغل ، پول می اندیشند و با فشارها و تمایلات شخصی زیادی مواجه و گاهی ناگزیر می شوند با معیارهای خانوادگی در برخوردهای اخلاقی مخالفت کنند و ممکن است نظامهای ارزشی جدید را پایه گذاری کرده و ارزش های قدیمی را کنار بگذارند و تصور کنند که والدین آنها دیگر تکیه گاه مناسبی نیستند ، و یا به طور کل حمایت والدین خود را رد کنند .
در طول روز راحت تر می توان نگرانی را تحت کنترل درآورد ؛ اکثر بچه ها در طول روز سرگرم هستند و فرصتی ندارند تا به مشکلاتشان فکر کنند . اما در تاریکی شب که به رختخواب می روند و چراغ را خاموش می کنند کاری جز فکر کردن ندارند و در تخیلات خود فرو می روند و همین که خواب آلوده می شوند توانایی خود را برای برخی افکار از دست می دهند و کنترل چندانی روی احساسات ، تمایلات شدید و ترس های خود ندارند و در این موقع احساسات و یا حتی اعمالشان خیلی بچگانه می شود. در این وضعیت نامناسب ، کودک چهار پنج ساله همان اطمینانی را نیاز دارد که احتمالاً کودکان 2-3 ساله در طول روز به آن نیازمند هستند . کودک 4-5 ساله ای که در روز بدون هیچ گونه مشکلی شما را رها کرده و به مهد کودک می رود ، ممکن است در شب برای رفتن به رختخواب مشکلات بسیاری را به وجود آورد . سرزنش کردن و اظهار این مطلب که او مثل بچه های کوچک رفتار می کند هیچ فایده ای ندارد . بهتر است بفهمید که چرا او احساس ناامنی می کند . حتی کودکی که در طول روز به خوبی از خود مراقبت می کند و از اعتماد به نفس خوبی برخوردار است ممکن است در شب وقتی سیل افکار به او هجوم می آورد این اطمینان را ازدست بدهد . در چنین موقعیتی او به شما نیاز دارد تا بیشتر مراقبش باشید .
بسیاری از خانواده ها مشاجرات زمان خواب را تجربه کرده اند . بچه ها برای فرار از خواب درخواست های متفاوتی از قبیل شنیدن داستان ، تماشای تلویزیون و بازی دارند . برخی کودکان به هنگام خواب با برادران و خواهران خود نزاع می کنند ؛ گاهی اوقات در رختخواب آرام و قرار ندارند و برای فرار از افکار نگران کننده مرتب تکان
می خورند.
اگر کودک شما به دلیل ترس و نگرانی برای خوابیدن با مشکل مواجه است ، در طول روز با او بیشتر صحبت کنید وبه او اطمینان بدهید که او را حمایت می کنید . با این حال لزومی ندارد تغییرات اساسی در برنامه خواب به وجود آورید ؛ برای دقایقی او را ماساژ دهید و یا مدتی بیشتر از سایر اوقات پیش او بنشینید ، اما برنامه و روال روزمره او را تا جایی که امکان دارد ثابت نگه دارید .
کودک ، ترس از هیولا و تاریکی
بچه ای که از هیولا می ترسد
ممکن است کودکی به دلیل افکار و نگرانی هایی که از دید شما واقعی به نظر نمی رسند با مشکلات خواب مواجه باشد. او ممکن است تصور کند که یک هیولا در زیر زمین و یا جن در رختخواب و یا در جایی بیرون از پنجره است . اگر چه او این جور مواقع به شدت می ترسد اما معمولاً ترسش را بروز نمی دهد . به او دلگرمی بدهید و بگویید که مراقبش هستید و او کاملاً در امان است . برایش یک قصه بگویید و آهسته صحبت کنید . اگر در دراز مدت ببیند که شما به هنگام این وحشت ها مراقبش هستید اطمینان خاطر بیشتری به دست می آورد .
بد نیست برایش توضیح دهید که این چیزهایی که باعث وحشت او شده اند سایه اشیاء هستد نه هیولا . به کودکتان بگویید که هیولا وجود خارجی ندارد. اما احساس نگرانی و ترس و اضطراب های او واقعیت دارند. او نمی تواند درک کند که این احساسات خودش هستند که او را چنین مضطرب و پریشان می سازد. او باید با استفاده از تخیلاتش بر این احساسات غلبه کند و باید به اطمینان خاطر برسد .
به این ترتیب دیگر نیاز به حمایت در مقابل ترس از هیولا نخواهد داشت . او به یک درک بهتری از احساسات و تمایلات خود نیاز دارد . همچنین باید دریابد که اگر شلوارش را خیس کند و یا اگر نسبت به خواهر یا برادرش بداخلاقی کند و یا عصبانی شود هیچ حادثه ناگواری رخ نخواهد داد و یا در این گونه مواقع او باید اطمینان داشته باشد که شما اوضاع را تحت کنترل دارید و مراقبش هستید .
کودکی که از تاریکی می ترسد
اکثر کودکان دوست ندارند در تاریکی کامل و یا در اتاقی که درش بسته است بخوابند . هیچ فایده ای هم ندارد که ما به کودکمان بیاموزیم که در تاریکی کامل بخوابد . بهتر است که به هنگام خواب ، اتاق خواب او را با چراغ کم نور روشن نگه داریم ؛ بدین ترتیب هرگاه کودک بعد از خوابی که می بیند بیدار شود می تواند موقعیت خود را در اتاق بیابد و رویا و واقعیت را از هم تشخیص دهد . همچنین اگر در ، باز باشد او کمتر احساس جدایی و تنهایی می کند .
خواب بد
همه ی بچه ها گاهی دچار کابوس می شوند اما این کابوسها نمی تواند موجب بروز اختلالات دائمی خواب شود. آنچه را که بیشتر خانواده ها به عنوان کابوس های مکرر تلقی می کنند به معنای واقعی ، خواب ترسی و نیمه بیداری های مقطعی مشابه است . وقتی کودک از خوابی وحشتناک سراسیمه بیدار می شود نباید او را مجبور کرد که به تنهایی بخوابد و بحث در مورد خواب ترسناک کودک چه همان موقع و چه صبح برای اصلاح وضع مفید خواهد بود. این کار به کودک کمک می کند تا موقعیت خود را بازیابد و بفهمد که هیچ خطری او را تهدید نمی کند . اگر کودک دچار کابوس های مکرر می شود باید به شیوه های مختلف با او صحبت کنید .
وقتی کودک از ترس شکایت دارد سعی کنید تا ماهیت آنچه که سبب ترس او می شود برایش شرح دهید. اکثر بچه ها اظهار می کنند که خیلی ترسیده اند در حالی که اصلا هم نترسیده اند ، اما چنین می گویند تا شما را به نزد خود بکشانند .
اگر کودک اظهار می کند که ترسیده اما علائم ترس و وحشت در او مشاهده نمی شود ( بیشتر والدین قدرت تشخیص چنین امری را دارند ) باید در تصمیم خود با ثبات باشید وهمچنان برنامه و عادت خواب را رعایت نمایید و او را به جایش برگردانید .
البته مواردی نیز وجود دارد که کودک واقعاً به هنگام شب به طور نامعقول وحشتزده و مضطرب می شود ؛ در چنین موقعی تأکید شما بر برنامه تعیین شده نه تنها کاری از پیش نمی برد بلکه وضع را بدتر می کند .
اگر او را در اتاقش تنها رها کنید و در را به روی او ببندید آرام و قرار نخواهد گرفت بلکه ممکن است دچار حمله ی هیستریک ( هیجان و تشنج ) شود . او نیاز به توجه و همدردی دارد . در چنین موقعیتی ترس شبانه تنها مشکل نیست بلکه خود نشانه خود آشفتگی احساسی است که باید درمان شود. در هفته های اول درمان ، در اغلب موارد بدون مراجعه به روان پزشک این مشکلات برطرف می شوند . اگر ترس در کودک به تازگی عارض شده حتی اگر این ترس واقعی هم باشد ، ظرف چند هفته از بین می رود . البته باید علت ترس و اضطراب او را در طول روز ریشه یابی کنید . به او کمک کنید تا به این ترس غلبه کند .
او می ترسد که به هنگام شب در اتاقش تنها بماند . بهتر است در طول روز ساعاتی را در اتاق به مطالعه و بازی و یا صحبت کردن با او سپری کنید .
به مرور می توانید او را تشویق کنید تا ساعات بیشتری را ابتدا در روز و سپس عصر، بدون شما و در اتاق خودش بگذراند .
هنگامی که ترس او کاهش یافت باید برای برقراری مجدد برنامه روزمره ی خواب او و جلوگیری از جایگزینی برنامه موقت به جای برنامه دائمی از خود ثبات نشان بدهید .

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   22 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلودمقاله فیزیک آپتیک هندسی

رنگین کمان
________________________________________
رنگین کمان Rainbow * رنگین کمان جلوه شگفت آوری از طبیعت است که موقع بارش نم نم و یا پس از بارندگی دیده می‌شود. در قدیم مردم خرافی رنگین کمان را نشانی از شور بختی می‌پنداشتند. و خیال می‌کردند، رنگین کمان پلی است برای بالا رفتن ارواح و زمانی که آنرا می‌دیدند گمان می‌کردند شخصی در آستانه مرگ است.ا ین منظره زیبا از شکستن نوری که از میان قطرات باران گذشته است، پدید می‌آید. در اینجا قطرات باران هر کدام نقش منشوری را دارند. که نور خورشید را تجزیه و بازتاب می کند و باعث تفکیک رنگها بصورت مرتب و شکل هندسی زیبایی می‌شوند.می‌دانیم که نور سفید ترکیبی از هفت رنگ است که بوسیله منشور و ... تجزیه می‌شود، همان طوری که در منشور ، نوری که کمترین طول موج را دارد (بنفش) بیشتر منحرف می‌شود، لذا رنگ بنفش با حداکثر انحراف در پایین طیف قرار می گیرد و رنگ قرمز که بیشترین طول موج را دارد، در بالای کمان دیده می‌شود. ترتیب رنگها بصورت زیر است:

قرمز ، نارنجی ، زرد ، سبز ، آبی ، نیلی ، بنفش.طیف به گونه ای می باشد که نمی توان مرز بین دو ناحیه رنگی را مشخص کرد. در ترتیب رنگی فوق ضریب شکست و زاویه انحراف رفته رفته زیادتر شده و طول موج بتدریج کاهش می‌یابد.
چه موقع رنگین کمان دیده می‌شود؟
* اغلب رنگین کمان موقعی دیده می شود که هم باران می‌بارد، و نیز از سوی دیگر خورشید می‌تابد و ما نیز بین این دو قرار گرفته‌ایم. یعنی خورشید باید از پشت سر ما بتابد و باران هم در جلوی روی ما ببارد. در این حالت نور خورشید از پشت سر ما به قطرات باران می‌رسد، این قطرات نور را تجزیه کرده و آنرا به شکل نوارهای رنگین درمی‌آورند (تجزیه نور).

* برای وقوع این پدیده ، خورشید ، چشم ناظر و وسط قوس رنگین کمان باید هر سه در یک امتداد مستقیم قرار گرفته باشند. پس اگر خورشید در آسمان خیلی بالا باشد، هرگز چنین خط مستقیمی درست نمی‌شود، از اینرو رنگین کمان را تنها در صبح زود و یا موقع عصر می‌توان دید.
نکته جالب توجه در مورد رنگین کمان این است که یک قطبشگر آن را نامرئی می‌کند. مثلا زمانی که با یک فیلتر قرمز رنگ نور به رنگین کمان نگاه کنیم، فقط زمینه‌ای قرمز رنگ خواهیم دید. علت این امر این است که فقط نور به رنگ قرمز از پولاروید عبور می‌کند و سایر رنگها جذب آن می‌شوند.
موضوع جالب توجه دیگر ، این است که اگر دو نفر کنار هم ایستاده باشند، یک رنگین کمان واحد را نخواهند دید. این قوس هفت رنگ ، کمان دایره‌ای می‌باشد، که سایه سر ناظر مرکز آن دایره است. پس بسته به جای هر فرد و فاصله او تا قطرات باران ، کمانهای متفاوتی خواهیم داشت و هر کس رنگین کمان مخصوص خودش را خواهد دید.

آینه
________________________________________
مقدمه
بدون شک همه ما هر روز با آینه سر و کار داریم و از آن استفاده می‌کنیم. اما آیا تا کنون از خود پرسیده‌ایم که آینه چگونه بوجود آمده است؟! چگونه به تکامل رسیده است؟! و چه نقشی را در زندگی و دنیای پیشرفته امروزی بازی می‌کند؟! احتمال اینکه اولین آینه ، آبگیرها بوده باشند بسیار قوی است و در واقع واژه "آبگینه" یا "آب گونه" شاید از چنین خاستگاهی بوجود آمده باشد.
تاریخچه
کاوشهای باستان شناسان مبین این نکته جالب است که آینه‌های شخصی و ساده بیش از 50 قرن قدمت دارند و در دورانهای گذشته از ارزشی اغراق آمیز برخوردار بوده‌اند. زمانی در آسیای صغیر آینه را از جنس برنز و مس مفرغ می‌ساختند و آن را صیقل داده و با دسته‌های پر نقش و نگار عرضه می‌کردند و به تدریج آینه‌های فولادی به علت قابلیت صیقل یافتن بیشتر و شفافیت بیشتر ، نسبت به برنز و مس و مفرغ ، جایگزین آینه‌های قدیمی‌تر شدند، تا اینکه تحول اساسی در صنعت تولید آینه بوجود آمد. در قرن 12 میلادی کاربرد شیشه در تولید آینه کشف شد و اولین آینه‌های شیشه‌ای که با ورقه‌هایی پوشیده از سرب به بازار عرضه می‌شدند بوجود آمدند.

مدتی بعد ماهیت سمی بودن سرب آشکار گردید و به همین دلیل استفاده از مخلوط جیوه و قلع بجای سرب آغاز شد. این تغییر و تحولات باعث شدند که ونیز که در آن زمان محل تولید اینگونه آینه‌ها بود به یک قطب اقتصادی تبدیل شود. با وجود این ، اختراع و تولید آینه را نباید جزو نیازهای اولیه و تنها در حد یک ابزار شخصی تصور کنیم، امروزه کاربردهای علمی آینه‌ها بسیار بیشتر از کاربردهای اولیه و ظاهری آنها هستند.

داشنمندان از مدتها قبل خواص آینه‌های تخت و کوژ و کاو (محدب و مقعر) را می‌شناختند و حتی با استفاده از آنها برای متمرکز کردن نور آفتاب وسایلی را برای به آتش کشیدن اجسام اختراع کرده بودند. حتی در این مورد افسانه‌ای وجود دارد که می‌گویند ارشمیدس دانشمند معروف قرن سوم قبل از میلاد بوسیله شبکه‌ای از اینگونه آینه‌ها ، کشتیهای بادبانی مهاجمان رومی را به آتش می‌کشیده است، تا اینکه فرمانروای روم سرانجام در شب موفق به تسخیر شهر "سیراکوز" می‌گردد
تصویر در آینه‌ها
آینه‌ها سطوح بازتابنده هستند که تصویر جسم نورانی قرار گرفته در جلوی خودشان را نشان می‌دهند، بسته به فاصله جسم از آینه مشخصات تصویر (مکان - وارونگی - برگردان جانبی - بزرگی) ممکن است متفاوت باشد. این وسیله نوری از دیر باز در زندگی بشر نقش عمده‌ای داشته و استفاده‌های فراوانی از آن به عمل آمده است. در طبیعت شکل گیری تصویر در آب یا در شیشه‌های پنجره و یا سطوح بازتابان فلزی و پدیده‌هایی از این قبیل به وفور وجود دارند. بر حسب نوع کاربرد و چگونگی شکل گیری تصویر و مشخصات آن به دو دسته عمده تقسیم شده‌اند:

آینه‌های تخت
آینه‌هایی هستند که در منازل وجود دارد و از جسم نورانی تصویری مستقیم و مجازی و برگردان تشکیل می‌دهند، طوری که سمت راست جسم برای تصویر سمت چپ به حساب می‌آید و برعکس که در اکثر سیستمهای نوری ساده کاربرد فراوان دارند. در کارهای عادی و مصارف عمومی از این آینه استفاده می‌شود. به لحاظ هزینه پایین و تولید راحت و انبوه سازی و سادگی مکانیزم توسعه فراوانی دارد.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله  45  صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله گیتAND

این مقاله دارای تصاویر است که در سایت قابل نمایش نیست
قطعات مورد نیاز برای گیت AND

1. 1 عدد آیسی 74HC08
2. 3 عدد LED
3. 1 عدد خازن 0.01 میکرو فاراد
4. 3 عدد مقاومت 1 کیلواهم
5. برد بورد
6. سیم تلفنی
نقشه مدار مربوط به گیت AND
طبق معمول در ابتدا پایه های مربوط به تغذیه آیسی 74HC08 را بر روی برد بورد ببندید.

در این آیسی پایه 7 تغذیه زمین و پایه 14 تغذیه مثبت است.دو پایه 1و 2 این آیسی را با دو مقاومت 1 کیلواهم همانطور که در نقشه مشخص است به زمین متصل کنید.
datasheet مربوط به این آیسی را از اینجا دانلود کنید.برای باز کردن فایل دانلود شده می بایست برنامه acrobat reader را در داخل سیستم داشته باشید.
دومرتبه از پایه های 1و2 به یک سر کلید کلنگی یک حالته وصل کنید سر دیگر این کلید را به کاتد یا منفی LED متصل نمایید.سر مثبت یا آند LED ها را به طور مستقیم به مثبت ولتاژ وصل نمایید.
در این هنگام هر کلیدی را که می بندید LED مربوط به آن روشن می شود.همانطور که می دانید.زمانی خروجی گیت AND یک یا HIGH می شود.که هر دو ورودی آن یک یا HIGH باشد.
در حالت عادی یعنی زمانی که کلید باز باشد.،همانطور که در نقشه می بینید.هر دو ورودی گیت با دو مقاومت 1 کیلو اهم زمین شده است.در واقع ورودی صفر را در حالت عادی در هر دو ورودی خواهیم داشت.
در هنگام بسته شدن کلید پایه های ورودی از طریق LED به مثبت ولتاژ‌ وصل می شو ند.و در این حالت هر دو ورودی HIGH می شود.

هما نطور که گفته شد.،اگر کلید متصل به پایه های ورودی 1و2 بسته شود.پایه ورودی 1و2 که در واقع دو ورودی یکی از 4 گیت موجود در این آیسی است.HIGH یا یک می شو د وخروجی این گیت از آیسی که پایه 3 است.، با بستن هر دو کلید ورودی HIGH یا 1 می شود.

همانطور که در شکل مربوط به شماتیک داخلی آیسی 74hc08 می بینید.این آیسی دارای 4 گیت AND مجزا است.پایه 7 تغذیه زمین و پایه 14 تغذیه مثبت است.
هر گیت AND به همراه دو ورودی و خروجی آن به همراه پایه ها در شکل بالا مشخص شده است.

فرمول مربوط به گیت AND

با توجه به فرمول زیر زمانی این گیت منطقی خروجی یک یا HIGH دارد.؛که هر دو ورودی آن یک باشد.در واقع در ضرب منطقی زمانی خروجی یک می شود که هر دو ورودی یک باشند.در غیر اینصورت خروجی صفر یا LOW است.

گیتOR
قطعات مورد نیاز برای گیت OR
1. 1 عدد آیسی 74HC32
2. 3 عدد مقاومت 1 کیلو اهم
3. 3 عددد LED
4. 2 عدد کلید کلنگی یک حالته
5. برد بورد
6. سیم تلفنی
نقشه مدار مربوط به گیت OR

طبق معمول پایه های مربوط به تغذیه آیسی را در ابتدا ببندید.پایه 7 تغذیه زمین و پایه 14 تغذیه مثبت است.

1و 2 این آیسی را با دو مقاومت 1 کیلواهم همانطور که در نقشه مشخص است به زمین متصل کنید.

دومرتبه از پایه های 1و2 به یک سر کلید کلنگی یک حالته وصل کنید سر دیگر این کلید را به کاتد یا منفی LED متصل نمایید.سر مثبت یا آند LED ها را به طور مستقیم به مثبت ولتاژ وصل نمایید.
در این هنگام هر کلیدی را که می بندید LED مربوط به آن روشن می شود.همانطور که می دانید.زمانی خروجی گیت OR یک یا HIGH می شود.که یکی یا هر دو ورودی آن یک یا HIGH باشد.
برای دریافت datasheet این آیسی اینجا را کلیک کنید

اگر کلید متصل به پایه های ورودی 1و2 بسته شود.پایه ورودی 1و2 که در واقع دو ورودی یکی از 4 گیت موجود در این آیسی است.HIGH یا یک می شو د.،HIGH شدن ورودی از طریق LED ها و بسته شدن کلید ها صورت می گیرد.یک شدن ورودی ها با بسته شدن کلید ها و روشن شدن LED ها کاملا مشخص است. خروجی این گیت از آیسی که پایه 3 است.،با بستن یکی یا هر دو کلیدهای مربوط به پایه های ورودی HIGH یا 1 می شود.

همانطور که در شکل مربوط به شماتیک داخلی آیسی 74hc32 می بینید.این آیسی دارای 4 گیت OR مجزا است.پایه 7 تغذیه زمین و پایه 14 تغذیه مثبت است.
پایه های ورودی و خروجی هر گیت OR به همراه دو ورودی و یک خروجی آن در شکل بالا مشخص است.
فرمول مربوط به گیت OR
با توجه به فرمول زیر زمانی خروجی این گیت یک یا HIGH می شود.که هر دو ورودی آن صفر یا LOW نباشد.بنابراین اگر یکی از ورودی ها یک باشد و دیگری صفر خروجی یک یا HIGH می شودوهمچنین اگر هر دو ورودی یک باشند خروجی نیز یک یا HIGH می شود.
در جمع منطقی تنها در حالتی خروجی صفر می شود.که هر دو ورودی صفر باشند.

گیت NOT
قطعات مورد نیاز برای گیت NOT
1. 1عدد آیسی 74HC04
2. 2 عدد LED
3. 2 عدد مقاومت 1 کیلو اهم
4. 1 عدد کلید کلنگی یک حالته
5. برد بورد
6. سیم تلفنی
نقشه مدار مربوط به گیت NOT
طبق معمول در ابتدا پایه های مربوط به تغذیه آیسی 74HC04 را بر روی برد بورد ببندید.

در این آیسی پایه 7 تغذیه زمین و پایه 14 تغذیه مثبت است. پایه 1 این آیسی را با یک مقاومت 1 کیلواهم همانطور که در نقشه مشخص است به زمین متصل کنید.
datasheet مربوط به آیسی 74hc04 را از اینجا دانلود کنید

دومرتبه از پایه های 1 به یک سر کلید کلنگی یک حالته وصل کنید سر دیگر این کلید را به کاتد یا منفی LED متصل نمایید.سر مثبت یا آند LED را به طور مستقیم به مثبت ولتاژ وصل نمایید.
در این هنگام زمانیکه کلید بسته شودکلید متصل به پایه 1 روشن می شود.،و LED متصل به پایه 2 خاموش می شود.همانطور که می دانید.زمانی خروجی گیت NOT یک یا HIGH می شود.که ورودی آن صفر یا LOW باشد.
بنابراین هر زمان که LED متصل به پایه یک روشن باشد LED متصل به خروجی خاموش است.در واقع خروجی عکس ورودی است
همانطور که در شکل مربوط به شماتیک داخلی آیسی 74hc32 می بینید.این آیسی دارای 4 گیت OR مجزا است.پایه 7 تغذیه زمین و پایه 14 تغذیه مثبت است.
هر گیت NOT دارای یک ورودی و خروجی است.، پایه های ورودی و خروجی در شکل مربوط به شماتیک آیسی 74HC04 مشخص شده است.
فرمول مربوط به گیت NOT
فرمول زیر مربوط به گیت منطقی NOT است.خروجی این گیت همواره عکس مقدار ورودی است.اگر ورودی یک یا HIGH باشد.،خروجی آن LOW یا صفر است.و اگر ورودی آن LOW یا صفر باشد.خروجی آن HIGH یا یک می شود.عبارت ! در فرمول زیر بیانگر NOT یا معکوس است.

گیت NAND
قطعات مورد نیاز برای گیت NAND

1. آیسی 74HC00
2. 3 عدد مقاومت 1 کیلو اهم
3. 3 عدد LED
4. 2 عدد کلید کلنگی یک حالته
5. برد بورد
6. سیم تلفنی

نقشه مربوط به گیت NAND
طبق معمول در ابتدا پایه های مربوط به تغذیه آیس74hc00 را بر روی برد بورد ببندید.

در این آیسی پایه 7 تغذیه زمین و پایه 14 تغذیه مثبت است.دو پایه 1و 2 این آیسی را با دو مقاومت 1 کیلواهم همانطور که در نقشه مشخص است و مانند حالتهای قبلی به زمین متصل کنید.
datasheet آیسی 74hc00 را از اینجا دانلود کنید.

دومرتبه از پایه های 1و2 به یک سر کلید کلنگی یک حالته وصل کنید سر دیگر این کلید را به کاتد یا منفی LED متصل نمایید.سر مثبت یا آند LED ها را به طور مستقیم به مثبت ولتاژ وصل نمایید.
در این هنگام هر کلیدی را که می بندید LED مربوط به آن روشن می شود.همانطور که می دانید.نحوه عملکرد گیت NAND برخلاف AND است.دراین گیت زمانی خروجی یک HIGH است.،که هر دو ورودی صفر یا low یا اینکه هر دو ورودی مخالف یکدیگر باشند.در واقع یعنی اگر یکی از ورودی ها یک باشد دیگری صفر باشد.،در این حالت خروجی یک یا high است.

فرمول مربوط به گیت NAND

با توجه به فرمول زیر گیت NAND عکس گیت AND است.بنابراین زمانی خروجی آن high یا یک می شود که هر دو وردی آن مخلف هم یا هر دو صفر باشند.

آیسی های مربوط به گیت های NOR،XOR و XNOR
در مورد این آیسی ها نیز می توانید با بستن مداراتی شبیه مدارات فوق عملکرد آنها را تجربه کنید.روش کار با این آیسی ها نیز کاملا شبیه به مدارت فوق است.
گیت NOR
این المان منطقی در واقع NOT یا عکس گیت OR است.همانطور که دیدید.زمانیکه یکی از ورودی های گیت OR یا هر دو آنها یک یا HIGH باشد.خروجی آن HIGH می شود.حال شما عکس این قضیه را برای گیت NOR در نظر بگیرید.
بنابراین می توان گفت تنها زمانی خروجی آن HIGH می شود.،که هر دو ورودی صفر یا LOW باشند.

آیسی مناسبی که می توان برای این المان منطقی در نظر گرفت 74HC02 است.به شماتیک درونی این آیسی در شکل زیر توجه کنید.پایه های 7 و 14 مربوط به تغذیه زمین و مثبت آیسی هستند.برخلاف آیسی های منطقی که تا کنون بررسی کردیم .،اولین خروجی آن پایه 1 و دو ورودی اولین گیت از چهار گیت پایه های 2 و 3 آیسی 74HC02 می باشد.
پایه های 2،3،5،6،8،9،11،12 پایه های ورودی و پایه های 1،4،10،13 پایه های خروجی هستند.
فرمول مربوط به گیت NOR
این گیت بنابر فرمول زیر عکس گیت OR است.در واقع زمانی خروجی آن HIGH یا یک است.که هر دو ورودی آن LOW یا صفر باشد.در غیر اینصورت خروجی آن LOW یا صفر خواهد بود.

گیتXOR
این المان منطقی زمانی خروجی آن یک یا high است.که هر دو ورودی آن یکسان نباشد.در واقع زمانیکه هر در ورودی high یا یک
و یا low یا صفر باشند.،خروجی آن low یا صفر است.اگر بخواهید.مانند حالت های قبل مدار ببندید.زمانیکه هر دو کلید در پایه های وردی باز باشند.در واقع مانند حالت های قبلی هر دو پایه ورودی به زمین متصل هستند.در این حالت هر دو ورودی ما صفر است.و با توجه به قانونی که بر این گیت حاکم است.خروجی آن نیز low یا صفر است.بنابراین LED متصل در پایه خروجی نیز خاموش می باشد.
زمانیکه هر دو کلید را می بندید. دو ورودی یک گیت از چهار گیت high یا یک می شود.در این حالت نیز خروجی صفر می شود.
مسیر HIGH شدن همانطور که دیدید.از طریق LED که به مثبت ولتاژ در مدارات قبلی اتصال داشت ایجاد می شود.

در شکل فوق شماتیک درونی آیسی 74HC86 را مشاهده می کنید.این آیسی دارای 4 گیت XOR است.پایه های ورودی و خروجی در شکل این آیسی کاملا مشخص است.پایه های 1،2،5،6،8،9،12و13 پایه های ورودی 4 گیت موجود درا ین آیسی و پایه های 3،4،10،11 خروجی هستند.پایه 7 تغذیه زمین و پایه 14 تغذیه مثبت است.

فرمول مربوط به گیت XOR

درعبارت فوق فرمول حاکم بر این گیت را مشاهده می کنید.! این علامت بیانگر NOT یا برعکس است.فرض کنید A=0 و B=1 باشد.بنابر مسایل گفته شده.،خروجی این گیت باید یک یا HIGH باشد.
با توجه به فرمول زیر به جای مقدار A عکس آنرا قرار دهید.،عکس A برابر یک می شود.حال به جای B مقدار اصلی آنرا قرار دهید.این مقدار یک است. همانطور که می دانید حاصلضرب دو عدد منطقی در صورتی یک خواهد شد.که دو ورودی آن یک باشد.این خاصیت را به راحتی در گیت AND مشاهده کردید.بنابراین با توجه به این قضیه خروجی اولین پرانتز یک می شود.
به پرانتز دوم دقت کنید.چون مقدار A صفر است.بدون توجه به مقدار B جواب این پرانتز صفر می شود.
همانطور که می دانید.،مجموع دو عدد منطقی در صورتی یک می شود.که یکی یا هر دو آنها یک باشند.این قضیه را براحتی می توانید در گیت OR ببینید.
بنابراین جواب این مسئله با توجه به دو ورودی متفاوت یک خواهد شد.که این همان رابطه حاکم بر گیت XOR است.
گیت XNOR
این گیت در واقع عکس گیت XOR است.بنابراین زمانی خروجی آن یک یا HIGH می شود.که هر دو ورودی آن یکسان باشد.یعنی زمانی خروجی آن HIGH می شود.که هر دو ورودی آن یک یا HIGH و یا LOW یا صفر باشند.اگر هر دو ورودی آن یکسان نباشند.خروجی آن LOW یا صفر است.
آیسی معادلی که می توان برای این گیت در نظر گرفت.،آیسی 4077 است.این آیسی حاوی 4 گیت XNOR است.پایه های ورودی و خروجی در شکل بالا کاملا مشخص است.

فرمول مربوط به گیت XNOR
فرض کنید A=0 و B=1 باشد.با توجه به فرمول زیر جواب و توضیحات داده شده در مورد گیت XOR جواب این دو پرانتز داخلی و مجموع آنها برابر یک می شود.به علامت NOT در بیرون هر دو پرانتز توجه کنید.این علامت جواب دو پرانتز داخلی و جواب کلی را عکس می کند.بنابراین جواب کلی صفر یا LOW است.شما می توانید براحتی و با استفاده از این فرمول بفهمید که جواب خروجی این گیت منطقی زمانی یک است.که هر در ورودی آن یک یا صفر باشند.

اطلاعاتی راجع به آیسی ها سری 74
این آیسی ها در نوع TTL ,CMOS در بازار موجود هستند.
نوع TTL و CMOS این آیسی ها دارای رتبه بندی های مختلفی است.
نوع TTL
نوع TTL آن شامل L،LS،S،AS،ALS و F می باشد.به طور مثال آیسی مربوط به گیت منطقی AND را در نظر بگیرید.
این آیسی را شاید بتوانید در بازار با نام های 74L08،74LS08،74S08،74AS08، 74ALS08 و 74F08بیابید. اگر به یکی از این آیسی ها با دقت کنید.بعد از عبارت 74 شاهد یکی از عبارت های L،LS،S،AS،ALS و F و بعد از آن شماره آیسی را می بینید.
همانطور که می بینید برای گیت AND بعد از این عبارات 08 را مشاهده می کنید که بیانگر گیت AND است.این مطلب راجع به بقیه گیتها و آیسی ها نیز صادق است.

تغذیه گروه TTL
خانواده L ،LS ،AS ،ALS و F دارای تغذیه مثبت بین 4.5 تا 5.5 ولت است.در واقع این رنج از و لتاژ،ولتاژ قابل تحمل این آیسی است.واین آیسی در این رنج درست کار خواهد کرد.

خانواده S دارای تغذیه مثبت بین 4.75 تا 5.25 است.
میزان ولتاژ خروجی در حالت 1 و 0
میزان ولتاژ خروجی در حالت صفریا LOW برای تمامی این گروه TTL برابر 0.3 ولت می باشد.
مقدار ولتاژ خروجی در حالت یک یا HIGH برای خانواده گروه L،LS و S برابر 3.4 ولت می باشد.
مقدار ولتاژ خروجی در حالت یک یا HIGH خانواده گروه AS و ALS از تفریق تغذیه مثبت آیسی از عدد 2 بدست می آید.

مقدار ولتاژ‌ خروجی در حالت یک یا HIGH برای خانواده گروه F نیز برابر 3.5 است.
جریان خروجی خانواده گروه TTL
مقدار جریان خروجی خانواده TTL به شرح زیر می باشد.

مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه L برابر5mA (منظور از mA میلی آمپر است
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه LS برابر 8mA
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه S برابر 40mA
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه AS برابر 20mA
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه ALS برابر 8mA
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه F نیز برابر 20mA
نوع CMOS
این آیسی نیز دارای خانواده C،AC،HC و HCT می باشد.
به طور مثال اگر یک آیسی AND خریداری کنید.،و نوع آن CMOS باشد.ممکن است.،بعد از عدد 74 هر یک از عبارت های بالا را ببینید.به طور مثال آیسی AND را می توانید به صورت زیر مشاهده کنید.

74HC08 ،74HCT08 ، 74C08 و 74AC08 را بر روی آیسی ببینید.
میزان ولتاژ خروجی در حالت 1 و 0
در تمامی این خانواده ولتاژ خروجی در حالت LOW یا صفر برابر 0.1 ولتاژ مثبت است.
ولتاژ خروجی در حالت یک یا HIGH در خانواده گروه C از حاصلضرب 0.9 در مقدار مثبت منبع تغذیه بدست می آید.
ولتاژ خروجی در حالت یک یا HIGH در بقیه خانواده این گروه از تفریق مثبت تغذیه از مقدار عددی 0.1 بدست می آید.
جریان خروجی خانواده گروه CMOS
مقدار جریان خروجی آیسی های نوع CMOS

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله  29  صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله استفاده از مواد زائد در ساختار روسازی در اندونزی

چکیده
امروزه محققان در اندونزی در حال بررسی ساختاری استفاده مواد زائد در قسمت سازه‌ای روسازی هستند که این عمل مربوط به ناتوانی دولت در حفظ روسازی جهت بهره‌وری مناسب و عدم بودجه کافی می‌باشد. انتظار می‌رود که استفاده از مواد زائد در این نوع سازه‌ها با هزینه تولید کمتر و کیفیت بهتر قادر خواهد بود نیازهای موردنظر را برطرف سازد.
اندونزی منابع مختلف فراوانی از مواد زائد دارد. بنابراین پیش‌بینی می‌شود که از نظر نیاز به مواد زائد در ساختار روسازی مشکلی وجود ندارد. با توجه به نتایج محققان تقریباً همه مواد زائد استفاده شده خصوصیات بهبودی مناسبی را تولید می‌کردند. البته همه آنها بهترین نتایج را ندارند. برای مخلوط قیر، استفاده از خاکستر مرمر بر اساس مطالعات چندین محقق بهترین نتیجه را نشان داد. برای زیر اساس و لایه بستر به ترتیب از تفاله (روباره) نیکل و آهک ـ خاکستر پوسته برنج استفاده می‌شود و باعث می‌شود خواص آنها بطور قابل توجهی بهبود یابد. هرچند که چندین مواد زائد استفاده شده در تحقیقات نتایج غیربهینه‌ای را هنگامی که با مواد روسازی ترکیب می‌شدند، داد. واکنش شیمیایی ایجاد شده در مخلوط بعد از ترکیب شدن مخلوط ترکیبی را حمایت نمی‌کند.

پیش‌زمینه
استفاده از مواد زائد ناشی از اضافات می‌تواند جایگزین مواد موجود در پروژه‌های مهندسی به منظور کاهش هزینه و بهبود خصوصیات مکانیکی سازه‌های کامپوزیت مانند روسازی شود.
در اندونزی بحران اقتصادی برای چندین سال وجود دارد و به دلیل عدم بودجه کافی دولت برای نگهداری همه جاده‌ها با عملکرد مناسب، باعث شده است که اثر بحران در زندگی روزانه تاثیر بگذارد. به علاوه، اثر سیستم حکومتی در اندونزی، استان‌ها را مجبور کرده تا سیستم مدیریت روسازیشان را بهینه کنند. به دلیل اینکه بودجه و اقدامات عملیاتی برای جاده‌های فرعی با مسئولیت استان‌ها است. بنابراین چندین استراتژی به منظور پیشنهادات متناوب جهت نگهداری عملکرد جاده‌ها با هزینه کم شد از قبیل طراحی یک طبقه سازه‌ای برای بهبود پروژه تعیین اولویت یک جاده در نگهداری عادی و دوره‌ای و ماده افزودنی که عملکرد جاده را بهبود بخشد.
تا اینجای کار، افزودنی‌های زیادی در بازار موجود هستند. اگرچه این قبیل افزودنی‌های صنعتی هنوز بسیار گران هستند و تحقیقات کمی در این رابطه و آزمایش نادری از این بابت انجام شده و به ندرت در پروژه‌های راه از آنها استفاده می‌شود. در پنج سال اخیر تحقیقات انجام شده در اندونزی جهت یافت موادی که از مواد زائد جهت استفاده افزودنی‌ در روسازی تشکیل شده باشد، تمایل پیدا کرده است و به این خاطر است که آگاهی‌هایی درباره کاهش مواد زائد از بقایای تولیدات صمعتی یا چرخه طبیعی حاصل شده است.
این مقاله چندین تحقیق مربوط به آنالیز پتانسیلی انواع مختلفی از مواد زائد به عنوان افزودنی در ساختار روسازی را ارائه و سپس آنها را بازبینی می‌کند. مطالب این مقاله از چندین نشریه و پایان‌نامه در مورد استفاده از مواد زائد در ساختار روسازی از اواسط دهه هشتاد تا اواسط سال 2004 برگرفته شده است.
هدف
هدف از این مقاله، معرفی آزمایشات مواد زائد استفاده شده در تحقیقات چندین روسازی در اندونزی است که خود به قسمت‌های مختلفی از قبیل انواع مرسوم زائد استفاده شده، منابع مواد، آنالیز انجام شده و نتایج تحقیقات تقسیم می‌شود.
مواد زائد در اندونزی
استفاده از مواد زائد بستگی به فراوانی آن ماده در منطقه موردنظر دارد. اما منابع عظیمی از مواد زائد در اندونزی وجود دارد که می‌تواند به عنوان افزودنی در ساختار روسازی بکار رود. اگرچه آنها بطور گسترده در استان‌های اندونزی نیستند. مواد اشاره شده در زیر که اغلب آنها به صورت خاکستر هستند، بررسی و تحلیل و نتایج آن در مجلات اندونزی منتشر شده‌اند. مواد وظایف گوناگونی برعهده دارند. شامل پر کننده برای مخلوط قیر، افزودنی قیر، مصالح سنگی ریز و افزودنی برای لایه بستر و زیراساس. توضیحات این مواد بطور کامل با اشکال آن موجود است.

خاکستر نرمه
خاکستر نرمه، معمول‌ترین ماده زائد استفاده شده در جهان است. خاکستر ترمه محصول فرعی ناشی از سوختن یک نوع زغال سنگ (CCBS) می‌باشد. به عنوان مثال تفاله معدنی که بعد از کوبیدن زغال سنگ سوخته باقی می‌ماند. فرض می‌شود که خاکستر نرمه قادر است انرژی را بوسیله کاهش میزان تقاضا برای مواد مرسوم روسازی از قبیل آهک، سیمان و سنگ شکسته نگه دارد، در حالی که موادی که ذکر شده انرژی تولید می‌کنند. مزیت استفاده از این مواد نسبت به دیگر مواد روسازی، صرفه‌جویی در بشکه‌های نفت است.
بنابراین کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای که خطر جوی هستند را به همراه خواهد داشت. در اندونزی این مواد از کارخانه‌هایی که سوخت آنها از سوختن زغال‌سنگ بدست می‌آیند، تهیه شده که 3 کارخانه در سوماترا، 4 کارخانه در جزیره کالیمانتان و 2 کارخانه در جزیره سولاوس قرار دارند. میزان خاکستر نرمه در اندونزی بسیار زیاد است. به عنوان مثال Paiton swasta یک کارخانته با سوخت زغال سنگ در شرق جاوا با ظرفیت 62*2 مگاوات، سالانه کمتر از 43000 تن خاکستر نرمه تولید نمی‌کند.
یک مزیت دیگر، استفاده از خاکستر نرمه در ساختار روسازی، بدست آوردن آسان و عدم احتیاج به عملیات خاص قبل از استفاده از آن است.
لاستیک ساییده (STR) و لاستیک خام
در اندونزی لاستیک فرسوده به شکل لاستیک یا STR مورد استفاده قرار می‌گیرند. لاستیک خام یک شیره طبیعی است که مستقیماً با شکاف بر روی درخت لاستیک بدست می‌آید. اندونزی دومین کشور بزرگ دنیا در تولید لاستیک طبیعی با تولید سالیانه 225*613 تن لاستیک از 1559955 مزرعه لاستیک می‌باشد. بیشتر ترجیح داده می‌شود که از لاستیک خام در افزودنی استفاده شود تا دیگر لاستیک‌ها مانند لاستیک ترکیبی، زیرا لاستیک خام الاستیک‌تر و مقاوم‌تر در برابر ترک‌های شیاری است.
از طرف دیگر استفاده از تایر به عنوان منبع مواد STR آسان و در دسترس است، چرا که طبق اطلاعات دپارتمان حمل و نقل اندونزی، بیش از 85 میلیون واحد تایر از انواع وسایل نقلیه در اندونزی وجود دارد.
خاکستر پوسته نارگیل و الیاف نارس
اندونزی یک کشور مجمع‌الجزایر است و دارای بیش از 17000 جزیره و 81000 کیلومتر خط ساحل است. بنابراین نارگیل به عنوان یک گیاه ساحلی در کانر Mangrove در تمام جزایر رشد می‌کند. بر اساس اطلاعات وزارت کشاورزی اندونزی، دارای 1559955 مزرعه که سالانه 6610225 تن تولید می‌کند. نارگیل به یک گیاه چند کاره معروف است که همه قسمت‌های آن می‌تواند در فعالیت‌های مختلف استفاده می‌شود. در ارتباط با موضوع این مقاله، دو قسمت از نارگیل به عنوان افزودنی در ساختار روسازی استفاده می‌شدند که آن دو قسمت الیاف نارگیل و خاکستر پوسته نارگیل می‌باشند.
خاکستر باقیمانده آسیاب شکر
اندونزی مصرف کننده بزرگ شکر است و از یک یا دو سال پیش شروع به واردات شکر کرده است. مناطق مزارع نیشکر سال به سال کاهش یافته و در سال 2002 کل مناطق مزرعه شکر 1819042 است که 347327 تن شکر در هر سال تولید می‌کند. باقیمانده آسیاب شکر که منبع خاکستر است، به عنوان افزودنی در ساختار روسازی استفاده می‌شود، می‌تواند سالانه به 100000 تن برسد.
خاکستر پوسته روغن نخل
در اندونزی مزارع روغن نخل در مقایسه با دیگر مناطق زراعی بیشترین است. البته همه استان‌ها این نوع زراعت را ندارند. دو استانی که سهم بزرگی در ساختن اندونزی به عنوان دومین تولید کننده روغن نفت در جهان دارند، سوماترای شمالی و ریو با تولید بیش از 5/1 میلیون تن در سال هستند. بر اساس اطلاعات دپارتمان کشاورزی اندونزی در سال 2002 تولید کل روغن نخل در اندونزی حدود 4116464 تن روغن نخل خام که از 8157 از مزارع روغن نخل بدست می‌آید.
قسمتی از گیاه روغن نخل که در تحقیقات استفاده شده خاکستر پوسته روغن نخل است که اکثر ترکیب شیمیایی خاکستر روغن نخل سیلیکا SiO (45/31%)، CaO (2/15%) هستند.
خاکستر مرمر
مرمر یک سنگ دگرگون سخت متبلور که از سنگ آهک یا دولومیت تشکیل شده و برای مجسمه‌سازی و مصالح ساختمانی استفاده می‌شود. ترکیب شیمیایی اصلی مرمر 69/52%‌، CaO 92/41% و CaCo3 39/5% دیگر موادی هستند که می‌توان نتیجه گرفت که کلسیم یا آهک اصلی‌ترین اجزای مرمر هستند.
عموماً خاکستر مرمر از باقیمانده سنگ مرمر خرد شده در صنایع خانگی بدست می‌آید. این صنایع نزدیک معادن مرمز متمرکز در چندین مکان در اندونزی از قبیل تالانگاگانگ (شرق استان جاوا) کیتاتا (غرب استان جاوا) و مرکز استان جاوا می‌باشند.
دیگر مواد
در واقع مواد زیاد دیگری در اندونزی وجود دارد که به عنوان افزودنی در ساختار روسازی آزمایش شده‌اند از قبیل صمغ، پوسته برنج، تفاله فولاد، تفاله نیکل و دیگر مواد پیش‌بینی می‌شود که در آینده به دلیل افزایش خطر محیط زیست آگاهی برای بکارگیری مواد زائد بیشتر شود.
بر اساس نقشه شکل 1، می‌توان نتیجه گرفت که منابع موجود زائد از طبیعت و مصنوع ساخت انسان فقط در دو جزیه هستند. به عبارت دیگر سوماترا و جاوا دیگر مواد زائد به عنوان افزودنی در ساختار روسازی را شامل می‌شوند.
تحقیقات با استفاده از مواد زائد در اندونزی
طبق مطالب بالا، تحقیقات زیادی در اندونزی در رابطه با انواع مختلف مواد زائد از منابع صنعتی طبیعی انجام شده است. جهت دانستن این که چطور تحقیقات انجام شده، در این بخش روند و مشخصات استفاده شده طبق زیر تشریح خواهند شد. همه تحقیقات مربوط به مورد سه لایه و لایه بستر در ساختار روسازی است که بحث روند و مشخصات استفاده شده طبق زیر به سه قسمت تقسیم شده است:

لایه سطحی
عموماً دو نوع لایه سطحی در تحقیقات استفاده شده است. به عبارت دیگر بتن آسفالت (AC) و لایه غلطک خورده داغ (HRS) اندونزی هنوز از دو مرجع انتخاب لایه سطحی استفاده می‌کند. مرجع US با سطح لایه AC و مرجع بریتانیایی با HRA.
در فعالیت‌های آزمایشگاهی، اغلب تحقیقات از مخلوط آسفالت داغ استفاده شده و با آیین‌نامه آزمایشات مارشال تطابق داشت. جهت بدست آوردن حجم قیر بهینه چندین خصوصیت مارشال باید درنظر گرفته شود. اغلب قیرهای استفاده از قیر Pertamiona با نفوذ 7/60 می‌باشد، به طوری که منبع خرده سنگ‌های استفاده شده بستگی به مکان تحقیق دارد. همه تحقیقات از مشخصات استاندارد Bina marga استفاده کردند (Bina marga یک عضو هیات مدیره‌ی دپارتمان کار عمومی اندونزی است). Bina marga درجه‌بندی سنگدانه‌ها را بر اساس ضخامت لایه و نوع درجه‌بندی با یازده گروه تقسیم کرده است (ضخیم، نرم، پیوسته و با فاصله). Bina marga ضوابط مخلوط را به منظور بدست آوردن حجم قیر بهینه بر اساس مشخصات مارشال طبق زیر تعییم می‌کند.
جدول 1: مشخصات Bina marga برای مخلوط HRC و AC

تحقیقات مربوط به همراه تلاش بر افزودن مواد زائد در چندین قسمت به قیر یا مخلوط دارند. اولین کار ساختن مواد زائد به عنوان افزودنی قیر جهت بهینه کردن خواص قیر از قبیل نفوذ، نرمی، لزجت و میزان درجه نرمی می‌باشد.
اقدام دوم، مواد زائد به عنوان پر کننتده عمل کردند و چندین هدف از قبیل کاهش استفاده از قیر در مخلوط، افزایش مقدار پایداری و غیره را همراه بود.
آزمایش دیگری که اغلب با مخلوط‌های قیری همراه است. آزمایش غوطه‌وری جهت اندازه‌گیری مقاومت خواص مخلوط بوسیله غوطه‌ور کردن مخلوط در آب 60 درجه برای 24 ساعت می‌باشد. بنابراین شاخص حفظ پایداری (RSI) به عنوان نسبت پایداری مارشال بعد از غوطه‌ورسازی در آب 60 درجه برای 24 ساعت محاسبه می‌شود تا پایداری بعد از غوطه‌وری در آب برای همان درجه حرارت به مدت 30 دقیقه بدست آید.
با استفاده از چندین مواد می‌خواهیم میزان قیر بهینه مخلوط را بدست آوریم. گذشته از این می‌تواند همچنین حساسیت آنالیز استفاده از مواد زائد در عملکرد مخلوط را نشان می‌دهد، چرا که استفاده از آن مواد در حجم مشخص گاهی اوقات عملکرد مخلوط را کاهش می‌دهد. Sentasa و همکاران (2001) سعی کردند تا خاکستر پوسته نخل با PC و آهک را به عنوان پر کننده با نسبت 0/00، 75/25 و 100/0 (هم PC به خاکستر و هم آهک به خاکستر) ترکیب کند و ترکیبی را جهت بهبود عملکرد HRA استفاده کند.
دیگر تحقیقات نیز تلاش کرده بودند تا سه نوع ماده زائد مختلف را به عنوان پرکننده در HRS مقایسه کنند. به عنوان مثال خاکستر نرمه، خاکستر مرمر و خاکستر پوسته نخل و خاکستر نرمه، خاکستر مرمر و تفاله فولاد سعی کرد تا از تفاله فولاد نه فقط به عنوان پر کننده بطور مشابه با Kadir بلکه به عنوان خرده سنگ از آنها استفاده کنند. آزمایش تفاله فولاد به عنوان سنگدانه با سنگ‌های تکه شده مقایسه شده است. ماده دیگری که در استفاده از پر کننده در تحقیقات اندونزیایی‌ها بسیار محبوب است،‌ پلاستیک است یا STR یا لاستیک خام. Siswosoertho & Kusumawati (2001) از STR به عنوان افزودنی در قیر استفاده کردند. در صورتی که Elkhasnet (2001) قیر را با لاستیک خام مخلوط کرد. مقایسه استفاده از STR و لاستیک خام به عنوان افزودنی بوسیله Iriansyah & Sjahdanuliwan (1995) بطور مستقیم انجام شد.
لایه اساس و زیر اساس
در اندونزی در همه لایه‌های روسازی، لایه اساس و زیراساس نسبت به سایرین کمتر تحقیقاتی در این باره جهت بهبود عملکرد با افزودن مواد زائد صورت گرفته است. نوع اساس/زیراساس که در تحقیقات در اندونزی صورت گرفته دانه‌بندی اساس/زیراساس می‌باشد. Bina marga لایه‌های زیر لایه سطح و بالای زیراساس را به عنوان لایه A (لایه اساس دانه‌ای)، لایه B (لایه زیر اساس دانه‌ای) و لایه C (لایه اساس قابل نفوذ) می‌نامند. خصوصیات هر لایه طبق زیر است:
جدول 2: خصوصیات لایه اساس/زیراساس طبق Bina marga

تحقیقی جهت آنالیز اثر استفاده از روباره نیکل در خواص زیراساس توسط Pongtosik و همکاران (2003) انجام گرفت که عملکرد زیراساس ساخته شده از منحصراً سنگ‌های خرد شده با ترکیب سنگ‌های خرد شده با روباره، نیکل را مقایسه می‌کند.
مقدار CBR و شاخص نفوذپذیری در خصوصیت هستند که در تحقیقات اندازه‌گیری می‌شوند. مقدار CBR در طراحی با آزمایش مقدار درصد رطوبت بهینه و دانسیته خشک نمونه سنگدانه فشرده شده در آزمایشگاه با چندین درصد رطوبت تعیین می‌شود، در حالی که شاخص نفوذپذیری بوسیلهع با آزمایش هر ثابت تعیین می‌شود.
زیراساس
دولت اندونزی در مورد زیراساس با چندین مشکل مواجه شده است. یکی از شایع‌ترین این مشکلات، جاده‌هایی با خاک‌های متورم شده است. معمولاً خاک متورم شده در مناطقی با درصد رطوبت بالا که باران، سیل و دیگر اتفاقات زیاد است که می‌افتد.
افزودن آهک یا سیمان به این نوع خاک شایع است، اما اغلب هزینه مواد مختلف به دسترسی مواد در محل یا بازار دارد. امروزه استفاده از مواد زائد با هزینه کم مخصوصاً به شکل سوزاندن مواد آلی یا معدنی از قبیل خاکستر پوسته برنج یا روباره نیکل امکان بهینه کردن خصوصیات خاک را داده است.
نمونه‌های خاک دست نخوردند و تحقیقات عملی بوسیله افزودنی افزودنی به خاک قبل از اینکه خاک زراعت انجام گرفت. به عنوان افزودنی مواد زائد تنها استفاده نمی‌شوند، بلکه با ترکیبی از دیگر مواد استفاده می‌شوند، مثل آهک. مخلوط آهک در حجم مشخصی با مواد زائد دارای چندین رطوبت بهینه، دانسیته خشک و CBR می‌باشد. گاهی اوقات میزان شاخص خمیری نیز بدست می‌آید. کمترین مشخصه تعیین شده بوسیله Bina marga برای CBR مقدار 6 می‌باشد.
تحقیقی توسط Hapsoro & Sutresna (2001) استفاده از ترکیب PC و خاکستر تفاله آسیاب نیشکر در احجام مختلف جهت تثبیت زیراساس صورت گرفت. تحقیق دیگری با همین هدف توسط Muntohar & Hantoro (2000) با استفاده از خاکستر پوسته برنج و آهک با حجم به ترتیب 12-2 درصد و 5/12-5/7 صورت گرفت.

شکل 2: تثبیت و انعطاف‌پذیری خصوصیات مخلوط HRS با پرکننده مختلف (a)
نتایج تحقیقات
مرور نتایج چندیین نشریه ذکر شده در بالا بر اساس نتیجه هر نشریه انجام خواهد گرفت. به دلیل تفاوت کار از قبیل درجه‌بندی دانه‌های استفاده شده، محیط آزمایش (دمای مخلوط و فشردگی، زمان عمل‌آوری قبل از اینکه نمونه‌ها توسط دستگاه مارشال آزمایش شوند و ....) و منابع مصالح، مقایسه نتایج نشریات بسیار مشکل است.
برای تحقیقات مخلوط قیر، نتایج عموماً به سه خصوصیت اصلی مخروط از قبیل پایداری، انعطاف‌پذیری و دوام آنالیز شدند. در پایداری، میزان پایداری مارشال و گاهی اوقات دانسیته دو پارامتری هستند که معمولاً با ظرفیت لایه در برابر مقاومت بارها ارزیابی می‌شوند. بر اساس نتایج تحقیقات مخروط HRS بوسیله محققین نشان داده شده در تصویر 2 همه مواد زائد استفاده شده نمی‌توانند پایداری لایه را افزایش دهند. به عنوان مثال خاکستر نرمه.
اگرچه این ماده محبوب‌ترین و پراستفاده‌ترین است. عملکرد مخروط قیری که بوسیله خاکستر نرمه به عنوان پر کننده استفاده می‌شود. به مقدار PC که دیگر پرکننده تولیدات صنعتی است، نمی‌باشد. Kadir & Pratomo استفاده کردند که میزان پایداری خاکستر نرمه زیر PC می‌باشد. دیگر پرکننده‌ای که از مواد زائد برگرفته شد (روباره فولاد و خاکستر پوسته نخل) در مقایسه با پرکننده تولیدات صنعتی از قبیل PC یا آهک عملکرد خاصی را نشان نداد.
در سمت مقابل خاکستر مرمر نقش مهمی را در افزایش پایداری مخلوط بازی می‌کند. مخلوط استفاده شده از خاکستر مرمر به عنوان پر کننده، میزان پایداری بیشتری نسبت به سایر مخلوط‌های نرمه با خاکستر نرمه، PC، روباره فولاد یا خاکستر پوسته نخل به عنوان پرکننده دارد و این نتایج تاثیرگذار هنگامی که دیگر انواع مخلوط استفادهع شده بدست آمد، به عنوان مثال AC طبق شکل 3a.
در واقع، بر اساس همه نتایج تحقیقات بهترین نتیجه بدست آمده از ترکیب مواد زائد و مصالح روسازی بستگی به چندین عامل دارد، اما مهمترین چیزی که وجود دارد، سازگاری واکنش شیمیایی بین هر دو ماده مخلوط شده است. آزمایشات شیمیایی ترکیبی مواد زائد استثناء هستند. بنابراین با موردی روبرو می‌شویم که ماده زائد با مواد دیگر هنگامی که مخلوط می‌شوند، تطابق ندارند.
دیگر خصوصیات مورد ارزیابی در عملکرد مخلوط قیر انعطاف‌پذیری طبق رابطه Marshal Quotient می‌باشد. به عبارت دیگر نسبت پایداری مارشال به روانی بر اساس شکل 2 (برای مخلوط HRS) و شکل 3 (مخلوط AC) میزان MQ (سمت چپ محور Y) خاکستر مرمر بالاتر از دیگر مخلوط‌هاست و به این معنی است که میزان روانی مخلوط (سمت راست محور Y) با خاکستر مرمر به عنوان پرکننده به اندازه کافی کمتر است و این مخلوط می‌تواند به عنوان سفت کننده نسبت به بقیه طبقه‌بندی شوند. روباره فولاد و خاکستر پوسته نخل پرکننده‌هایی هستند که میزان MQ مخلوط آنها کمترین است. پرکننده‌های Bother میزان روانی بیشتری نسبت به سایرین می‌دهند. بنابراین هر دو پرکننده بیشترین انعطاف‌پذیری را در بین سایرین دارند.

شکل 3: پایداری و انعطاف‌پذیری خصوصیات مخلوط‌های AC
با پرکننده‌های مختلف (a)

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   20 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله معرفی نانوتکنولوژ

 نانوتکنولوژی یافن آوری نانو به ساخت وکاربرد مواد یا ابزارها در مقیاس بسیار کوچک می پردازد. این مواد یا ابزارها از نظر ابعادی در محدوده ی 1تا100 نانومتر قرار دارند یک نانومتر معادل یک بیلونیوم متر یعنی 10 به توان 9- متر می باشد که ایم مقدار 50بار کوچک تر از قطر تارموی انسان است. دانشمندان محدوده ی ابعادی بین 1تا 100 نانومتر رابه عنوان مقیاس نانومتر معرفی می کنند وموادی راکه دراین محدوده قرار دارند نانوکریستال یا مواد نانویی می نامند. مقیاس نانو منحصر به فرداست. زیراد هیچ ماده ی جامدی را نمی توان پایین تر از این مقیاس به وجود آورد. دلیل دیگر منحصر به فرد بودن آن، انجام بسیاری از طازوکارهای زیستی وفیزیکی درمقیاس ابعادی بین 1تا100نانومتر می باشد. لازم به اشاره است که موادی بااین ابعاد از نظر خواص فیزیکی رفتار متفاوتی رااز خود نشان می دهند، بنابراین دانشمندان منتظرند که اثرات جدید بسیاری رادر مقیاس نانو کشف نمایند واز آنها برای شکستن مرزهای تکنولوژی استفاده کنند. تاکنون اکتشافهای بسیار مهمی در حوزه ی نانوتکنولوژی رخ داده است. چنین پیشرفت هایی را می توان در فرآورده هایی که در سراسر جهان مورد استفاده قرار می گیرد مشاهده نمود. به عنوان مثال از مبدل های کاتالیزوری که در خودروها برای پالایش هوا استفاده می شوند می توان نام برد. همچنین از ابزارهایی که در کامپیوترها برای نوشتن وخواندن از روی سخت دیسک بکار می روند می توان یادکرد. بسیاری از لایه های محافظ پوست و مواد آرایشی که شفاف بوده وباقرار گرفتن روی پوست از پرتوهای زیان آور خورشید جلوگیری می کنند ویا پوشش های ویژه یی که در لباس هاس ورزشی مورد استفاده قرار می گیرند وکارآیی قهرمانان رابالا می برند، از کاربردهای فناوری نانو محسوب می شوند. هنوز بسیاری از دانشمندان مهندسان وتکنولوژیست ها براین باورند که فقط توانسته اند به فناوری نانو ناخنک بزنند و تنها با گوشه یی ازاین فناوری اشنایی حاصل نموده اند. فناوری نانو فعلا دوران عدم بلوغ خودرا می گذارند وهنوز هیچکس نمی تواند پیش بینی کند که ظرف دهها سال آینده، شکوفایی این فناوری چه نتایجی رابرای بشر به ارمغان خواهد آورد. بسیاری از دانشمندان گفته ی فوق را در حوزه های داروسازی بهداشت. تولید وصرفه جویی انرژی، حفاظت وپاکسازی محیط زیست، الکترونیک کامپیوتر ، سنسورها دفاع وامنیت ملی از خود برجای گذاشته است.
نانو تکونولوژی چیست؟
برای درک بهتر مقیاس نانو، بهتر است قطراتم را که کوچک ترین جزء سازنده مواد می باشد در نظر آورید. اتم هیدروژن یکی از کوچکترین اتم های طبیعی ست که قطر آن برابر 1/0 نانومتر می باشد. در حقیقت تقریبا کلیه ی اتم ها قریب به اتفاق اندازه یی برابر 1/0 نانومتر دارند وبه همین دلیل آنقدر کوچک هستند که باچشمان معمولی دیده نمی شوند. از پیونداتم ها بایکدیگر، مولکول پدید می آیند. مولکول ها کوچکترین جزء یک ترکیب شیمیایی محسوب می شوند. قطر مولکولهاییکه بالغ بر30اتم دارند فقط برابر 1 نانومتر است. سلول ها که کوچک ترین واحد حیات محسوب می شوند از مولکول ها تشکیل شده اند. سلول های بدن انسان از نظر ابعادی بین 5000 تا 200000 نانومتر می باشند که از مقیاس نانو بزرگترند. گرچه پروتئین ها که فعالیت های داخلی سولها را عهده دار هستند، از نظر ابعادی فقط 3تا20 نانومتر می باشند ودر مقیاس نانو قرار دارند. همچنین ابعاد ویروس هایی که به سلول های بدن حمله ور می شوند حدود 10تا200 نانومتر است ومولکولهایی که در داروها برای حمله به ویروس بکار می روند ابعادی معادل 5نانومتر دارند. امکان ساخت مواد وابزارهای جدیدی که بتوانند در مقیاس هایی مشابه با طبیعت عمل کنند، بیانگر آن است که چرا توجه به مقیاس های کوچک تر از 100 نانومتر تااین اندازه حائز اهمیت می باشد. اما 100 نانومتر مرز اختیاری نمی باشد. این مقدار محدوده یی ست که درآن خواص ویژه یی درمواد بروز می کند و خواص مورد نظر باآنچه که در مقیاس غیرنانو اتفاق می افتد، متفاوت است. در بعضی مواقع انسانها بدون آن که خود بدانند ویاعلت اصلی به وجود آمدن این گونه مواد را بشناسند، دانسته هایی رادر باره ی خواص ویژه ی این مواد به دست آورده اند. به عنوان مثال شیشه گران قرون وسطی، می دانستند که باخرد کردن طلا به صورت ذرات ریز وپاشیدن آنها در شیشه، بسته به اندازه ی ذرات طلا، رنگ آن از زرد به ابی، سبز ویا قرمز می گراید. آنها ازاین ذرات رنگی برای ساخت شیشه های الوان که در پنجره ها به کار می رفتند استفاده می کردند که نمونه هایی ازآن را می توان در کلیساهای جامع سراسر اروپا مانند کلیسای نوتردام پاریس مشاهده نمود. این شیشه گران بدون آن که خود بدانند، در زمانهای پیشین نانوکریستال ساخته اند. در مقیاس های بالاتر از 100تانومتر طلا به رنگ زرد ودر مقیاس های پایین تر از آن، رنگ های دیگری از خودبروز می دهد. نانو تکنولوژیست بافراهم آوردن امکان ساخت ابزارهای مصنوعی در مقیاس مولکولی، شگفتی می آفرینند. به همین دلیل حوزه ی نانوتکنولوژی گاهی اوقات نانوتکنولوژی مولکولی، نامیده می شود. برخی نانوتکنولوژیست ها، باز تولید این ابزارها را توسط خود ابزارها هدف قرار داده اند به گونه یی که این ابزار ضمن انجام وظایف محوله ، تعدادشان افزایش یافته و مانند موجودات زنده دوباره تکثیر می شوند. باتوجه به قدمت این حوزه، این جنبه از نانوتکنولوژی از اهمیت بیشتری برخوردار می باشد. به لحاظ اصولی، اگر واحدهای کوچکی که هر یک وظایفی به عهده دارند در کنار یکدیگر قرار گیرند وتحت شرایط کنترل شده یی بازتولید شوند، به کارایی های بسیار زیادی دست خواهیم یافت. گرچه بسیاری از دانشمندان به امکان بازتولید نانو ساختارها با دیده ی شک می نگرند.
رویکرد به نانوتکنولوژی:
اصولا دانشمندان بادو رویکرد برای ساخت ابزارها ومواد در مقیاس نانو دست به آزمایش می زنند. یکی از این روشها رویکرد از بالا به پایین [ Top –down] و دیگری رویکرد از پایین به بالا [ Down- Top] می باشد.
الف- رویکرداز بال به پایین: دراین فرآیند، نانوتکنولوژیست ها کار خود را با موادی که نسبتا جثه ی بزرگتری دارند آغاز می کنند واز طریق آنها موادی رابا ساختار ریزتر که در مقیاس نانو می باشد، به دست می آورند. این همان روشی ست که امروزه تراشه های کامپیوتری رابه طور گسترده توسط آن تولید می کنند. منظور از تراشه های کامپیوتری ، واحدهای منطق وحافظه های بسیار کوچکی ست که به آنها مدارهای مجتمع نیز می گویند و عملکرد کامپیوتر به آنها بستگی دارد. برای تولید تراشه ی کامپیوتری ، روی یک قرص نازک از جنس سیلیکون رابایک لایه ی نازک از مواد که به ماسک معروف است می پوشانیم وسپس قسمت های غیرضروری آن را جدا می کنیم. تقریبا ابعاد کلیه ی تراشه های کامپیوتری که امروزه ساخته می شود از 100 نانومتر بیشتر است. هرچند که تکنولوژی ساخت تراشه های کامپیوتری کوچک تر از 100 تانومتر نیز گسترش یافته است. هرچه تراشه ها کوچک تر وسریع تر باشد. این امکان فراهم می شود که کامپیوترهایی با حجم کوچک تر وسرعت پردازش بیشتر ساخته شود. رویکرد از بالا به پایین که گاهی اوقات نامهای دیگری مانند ساخت در مقیاس میکرو یا ساخت در مقیاس نانو به آن داده شده است، ار شیوه های لیتو گرافی پیشرفته برای تولید ساختارهای کوچک تر از تراشه های کامپیوتری استفاده می نماید. این شیوه های لیتوگرافی پیشرفته شامل لیتوگرافی نوری ولیتوگرافی پرتو- الکترونی می باشند. لیتو گرافی نوری معمولا برای تولید ساختارهای کوچکتر از 100 نانومتر به کار می رود وتلاش های بسیاری در دست انجام است که بتوانند ساختارهای کوچکتر از مقدار فوق رابا این روش تولید کنند. لیتوگرافی پرتو- الکترونی می تواند ساختارهایی به اندازه ی 20نانومتر را تولید نماید. ولی روش لیتوگرافی پرتو- الکترونی برای تولید در مقیاس های بزرگتر مناسب نمی باشد، زیرا بسیار گران تمام می شود واز نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست. هم اکنون هزینه ی تجهزیات مورد نیاز برای ساخت تراشه های کامپیوتری که از روش لیتوگرافی نوری استفاده می کنند بالغ بر7میلیارد دلاز می باشد. نهایتا باید گفت که رویکرد از بالا به پایین برای تولید نانو ساختارها نه تنها احتمالا خیلی گران خواهد بود بلکه از نظر فنی امکان پذیر نمی باشد.مونتاژ تراشه های کامپیوتری وسایر موادی که در مقیاس نانو تولید شده اند به دلایل اصولی قابل انجام نمی باشند. در روش های طراحی ویژه یی که برای کوچک کردن ابعاد مواد به کار می بریم، باید ابزارهایی که برای این منظور به کار می روند از نظر دقت وابعاد از قطعه یی که قرار است کوچک تر شود، ظریف تر باشند. بنابراین لبه ی برنده ی ماشین افزار مورد استفاده باید از لبه ی قطعه ی مورد نظر که قرار است بریده شود تیزتر باشد. همچنین ماسک لیتوگرافی که به واسطه ی آن روی قرص سیلیکونی عملیات کنده کاری صورت می گیرد وموقعیت های لازم روی آن ایجاد می شود باید از مواد کنده شده از نظر ساختاری ظریف تر باشد. در مقیاس نانو، در مواردی که می خواهیم یک اتم یا مولکول رااز محل خود خارج سازیم، تامین چنین شرایطی امکان پذیر نمی باشد.
ب) رویکرد از پایین به بالا:
طبق نتایج به دست آمده، دانشمندان برای ایجاد ساختارها در مقیاس نانو به رویکرد دیگری که به صورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرد علاقه مند شده اند. این رویکرد را فرایند از پایین به بالا می نامند. دراین رویکرد، برای ایجاد نانو ساختارها ، اتم ها و مولکول ها را دست کاری می کنند. در رویکرد مزبور با مشکلاتی که در رویکرد قبلی هنگام کوچک کردن اندازه ی مواد باآن مواجه می شویم روبه رو نمی شویم وبه جای آن از روی هم چیدن اتم ها و مولکول ها، همانگونه که در طبیعت مرسوم است، نانو ساختارها رادر مقیاس نانو ایجاد می کنیم، هرچند که روی هم چیدن مونتاژ اتم ها ومولکول ها در مقیاس نانو، چالش های خاص خود را به همراه خواهد داشت. در مدرسه وقتی که حرکت براونی رابه مادرس می دادند با برخی ازاین چالش ها که مربوط به حرکات اتفاقی ونامنظم ذرات مواد در داخل آب بود، مواجه می شدیم. این ذرات خودبه خود حرکتی ندارند بلکه این مولکول های آب هستند که دائما درحال جنب وجوش می باشند وذرات موجود در آب را محاصره می کنند واز برخورد آنها با ذرات مربوطه ، حرکاتی اتفاقی ونامنظم در آنها به وجود می آورند. اتم ها نیز به خاطر این که دارای انرژی جنبشی هستند دارای چنین حرکات اتفاقی ونامنظم می باشند که میزان دما وانرژی پیوند بین اتم ها درجه ی آزادی وتحرک آنها را مشخص می کند. اجسام جامد، مانند صندلی که روی آن نشسته اید. حتی در دماهای معمولی اتم هایشان نسبت به یکدیگر می لغزند که به این پدیده ، فرآیند انتشار [ diffusion] می گویند. این توانایی اتم ها که می توانند روی یکدیگر بلغزند، هنگام تبدیل مواد از جامد به مایع واز مایع به گاز افزایش می یابد.اگر دانشمندان ومهندسان بتوانند اتم ها رادر مقیاس اتمی به طور موفقیت آمیز روی هم بچینند، آنها توانسته اند به گونه یی عمل کنند که براین رفتار اتم ها غلبه نمایند. مثال مشخص دراین باره اتفاقی ست که در سال 1990 رخ داد. در آن مقطع زمانی، دانشمندانی از شرکت ماشین های تجاری بین المللی [ IBM] بااستفاده از ابزارهای پیشرفته توانستند اتم های گزنون را روی هم بچینند وبه واسطه ی آن حروف کلمه ی IBM را روی یک سطح نیکلی چاپ نمایند. آنها برای جلوگیری از جابه جایی اتم ها از موقعیت هایی که برایشان مشخص شده بود، سطح فلز میکل را سرد کرده وآن را به دمایی نزدیک به صفر مطلق –273.15 C رساندند. این دما صفر مطلق پایین ترین دمایی ست که از نظر تئوری می تواند وجود داشته باشد ودراین دما هیچگونه گرمایی وجود ندارد. در چنین دمایی اتم ها انرژی جنبشی بسیار اندکی دارند وضرورتا بی حرکت وبی جنب وجوش در جای خود می ایستند هرچند که دستیابی به دمای مطلق برای انجام عملیات لازم در دستگاههای تجاری کاری غیر عملی وغیر اقتصادیست، بااین اوصاف، توانایی دانشمندان برای دست کاری اتم ها یکی از اولین نشانه هایی بود که رویکرد از پایین به بالا را عملی می ساخت وشاوهد وقراین موجود نشان داد که نانوتکنولوژی به عنوان یک دانش تجربی ظهور خواهد کرد.
ظهور نانوتکنولوژی:
مفهوم نانوتکنولوژی در ابتدا توسط فیزیکدان امریکایی به نام Richard p. Feynman مطرح گردید. اودر گفت وگویی که در دسامبر 1959 تحت عنوان خبرهایی از اعماق (دعوت همگانی برای ورود به شاخه یی جدید از علم فیزیک) با انجمن فیزیک امریکا انجام داد این مفهوم را تبیین نمود. او مثال هایی از مزایای تولید مواد با ساختارهای بسیار کوچک را مطرح نمود. اوبا محاسبه نشان داد که می توان کل محتویات دانشنامه ی بریتانیکا را فشرده کرد وآن را در نوک یک سوزن جای داد. او تخمین زد که کل دانش مکتوب بشر را می توان فشرده کرد وآن را در 35 صفحه کاغذ معمولی جاداد. اگرچه سکه ی نانو تکنولوژی به نام او زده نشد ولی حقیقتا جنبه های کلیدی نانوتکنولوژی مانند اهمیت میکروسکوپ های پیشرفته وتوسعه ی روش های جدید ساخت را به لحاظ نظری او پیش بینی نمود. او همچنین در باره ی اهمیت تجمیع دانش ها، ابزارها وروش هایی که توسط فیزیکدانان، شیمیدانان وزیست شناسان به کار گرفته می شود تاکید نمود.دراین رابطه Feynman به جهان طبیعت اشاره نمود که چگونه این همه اطلاعات وعملیات در حجم بسیار کوچک می تواند فشرده ومتمرکز شود. به عنوان مثال:یک سلول منفرد می تواند جابه جا شود وفرآیندهای زیست – شیمیایی را انجام دهد واین همه رااز طریق مولکول های DNA که دانش کامل طراحی وعملیاتی موجودات پیچیده در آن نهفته است تحت مراقبت و کنترل قرار دهد. Feynman براین باور بود که تولید ابزارها در مقیاس نانو از طریق مرزهایی که قوانین فیزیک مشخص نموده است امکان پذیر می باشد. اوبه طور مشخص امکان روی هم چیدن تک به تک اتم ها راکه توسط پیوندهای شیمیایی به یکدیگر متصل شده وساختارها را به وجود می آورند به عنوان نمونه بیان می نمود. این امکان یعنی چیدن اتم ها روی یکدیگر، مارا به ساخت یک ابزار مونتاژ کننده ی جهانی یعنی ابزارهای کامپیوتری که در مقیاس نانو ساخته شده ومی توانند اتم ها رابه طور اتوماتیک روی هم بچینند هدایت می کند، به عنوان مثال، چنین ابزاری می تواند اتم های کربن را آن چنان روی هم بچینند که قطعات بزرگ الماس با قیمت ارزان به دست آید. باید توجه داشت که الماس یک ماده ی مهم صنعتی ست که به خاطر هزینه های زیاد استخراج، در مقیاس محدود مورد استفاده قرار می گیرد.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله  17  صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید