دانلود فایل پاورپوینت روشهای نوین مطالعه مواد

بخشی از پاورپوینت

--- پاورپوینت شامل تصاویر میباشد ----

اسلاید 1 :

اهميت آناليز و شناسايي مواد در علم و مهندسي مواد:

آناليز مواد در مهندسي و علم مواد از اهميت زيادي برخوردار است به طوريکه بدون آشنايي با علم آناليز و مطالعه مواد امکان تحقيق و توسعه و يا کنترل کيفي خواص يک محصول امکان پذير نمي‌باشد. پس بدون استفاده از تکنيکهاي آناليز مواد، صنعت دستخوش شکست خواهد گرديد.

آشنايي با مفهوم آناليز:

آناليز معادل کلمه analysis (n)  مي‌‌باشد که در زبان فارسي معادل مناسبي براي آن پيدا نشده است. ترجمه "تجزيه و تحليل کردن" براي آن ارائه شده که تفاوت چنداني با ترجمه کلمه analyze( ) ندارد.

اسلاید 2 :

براي واضحتر شدن مفهوم آناليز(Analysis)  به موارد زير توجه شود:

a- An in estigation of the component parts of a whole and their relations in making up the whole.

بررسي و مطالعه اجزاء سازنده يک نمونه براي تعيين ارتباط بين آن اجزاء در ساخت نمونه کامل

b)The abstract separation of a whole into its constituent parts in order to study the parts and their relations.

جدا نمودن اجزاء يک نمونه براي مطالعه ارتباط بين آن اجزاء

براي روشن شدن مفهوم Analyze به موارد زير توجه نماييد:

1. a) Consider in detail and subject to an analysis in order to disco er essential features or meaning.

بررسي دقيق و موشکافانه ارتباط بين اجزاء يک نمونه براي تعيين و يا کشف خصوصيات مرتبط با آن

1. b) Break down into components or essential features.

تعيين نکات اساسي و سازنده يک نمونه

اسلاید 3 :

اجزاء مختلف دستگاههاي آناليز مواد

چشمه بر انگيختگي :

üچشمه برانگيختگي مي تواند يك چشمه  پديد آورنده پرتو x، تفنگ الكتروني، چراغ پديد آورنده پرتو ليزر، شعله و يا جرقه باشد.

ü

üوظيفه ي اين چشمه، برانگيختگي نمونه و وادار كردن آن به جذب يا نشر انرژي است. بنابراين انرژي چشمه براي پديد آوردن بر انگيختگي مهم تر از شدت آن است. انتخاب نوع چشمه به گستره طيف الكترومغناطيس مورد مطالعه بستگي دارد.

• دو نكته در مورد نمونه:

اول: آنكه نمونه مورد آزمايش هرچند كه به مقدار كم،بايد معرف كل نمونه مجهول باشد.

دوم:عامل برانگيختگي بطور كامل و يكنواخت به آن بتابد.

آناليزكننده: ميتواند يك صافي، منشورو يا يك بلورپراش دهنده باشد.وظيفه ي تفكيك امواجي را كه از نمونه مي تابد و ارسال انها را به آشكارساز به عهده دارد.

آشكارساز: در اين قسمت مقدار انرژي يا شدت پرتويي كه از آناليز كننده رسيده است تعيين مي شود.

ثبت كننده: جريان الكتريكي خروجي از قسمت آشكارساز را به صورت يك منحني يا جدول اطلاعات ارايه ميكند.

اسلاید 4 :

کليات مربوط به آنالیز و شناسایی مواد

 همانگونه که گفته شد در بیشتر روشهای آنالیز مواد، اتمهای ماده به کمک یک چشمه انرژی (معمولا توسط امواج الکترومغناطیس) برانگیخته میشود و پاسخ ماده به این برانگیختگی از جنبه جذب یا نشر انرژی بررسی می‌شود.

اسلاید 5 :

برانگیختگی اتم

براساس نظریه کوانتم، الکترونها در اطراف هسته اتم در موقعیتهای ویژه‌ای هستند و در نتیجه انرژی ویژه‌ای دارند.

بنابراین در هر اتم ترازهای ویژه انرژی پدید می‌آید که مجموع این ترازها مانند اثر انگشت مشخصه هر اتم می‌باشد.

برانگيختگي اتمي سبب ناپايداري اتم (افزايش انرژي) و در نتيجه موجب تابش پرتو يا پرتوهايي از اتم برانگيخته شده مي‌شود (براي رسيدن اتم به پايداري مجدد).

انرژي پرتو يا پرتوهاي تابش يافته به تفاوت انرژي ترازهاي مربوط بستگي دارد.

بنابراين اگر بتوان انرژي پرتو را اندازه‌گيري كرد مي‌توان ترازهاي انرژي اتمي و در نتيجه نوع اتم را مشخص نمود.

پرتوهاي تابش يافته براي هر اتم مقدار ويژه‌اي بوده و مبين نوع آن اتم است و بعنوان پرتوهاي مشخصه ناميده مي‌شود.

اسلاید 6 :

برانگیختگی مولکولی

برانگيختگي الكتروني منحصر به اتم نيست بلكه اتمهاي يك مولكول نيز وقتي انرژي كافي جذب كنند به سطوح بالاتري برانگيخته مي‌شوند.  بعبارت ديگر، ترازهاي  مولكولي نيز حالت كوانتايي دارد. ترازهاي انرژي در مولكولها در مقايسه با اتمها از تنوع بيشتري برخوردارند. دو اتم در يك مولكول نسبت به يكديگر در حال حركت هستند و ارتعاش آنها نيز از قانون كوانتايي پيروي ميكند،‌ يعني براي انرژي ارتعاشي نيز ترازهاي ويژه اي در هر مولكول وجود دارد.

اسلاید 7 :

 ترازهای انرژی در مولکولها در مقایسه با ترازهای انرژی در اتمها از تنوع بیشتری برخوردار میباشد.

هرچه دماي سيستم    ، ارتعاش اتمي   ، فاصله تعادلي   ،انرژي   

فاصله تعادلي   ، نيروي جاذبه و دافعه براحتي نمي توانند همديگر را خنثي كنند به همين دليل انرژي بيشتر ميشود.

اسلاید 8 :

Ø امواج الکترومغناطیس

امواج الكترومغناطيس طيف گسترده اي از پرتوي گاما تا امواج راديويي را شامل مي شود.

üامواج گاما: در اثر شكاف هسته ايجاد مي شود

üامواج x: تغيير تراز الكتروني در ترازهاي  داخلي و تغيير موقعيت الكتروني

üامواج ماورا بنفش: تغييرات انرژي مربوط به انتقال الكتروني در ترازهاي بيروني و ظرفيت

üامواج مريي: در اثر تغييرات انرژي مربوط به اتم ها( تغيير تراز انرژي)

üامواج فرو سرخ: محدوده طول موج مادون قرمز بيشتر است كه بدليل تنوع بيشتر در ارتعاشات مولكولي مي‌باشد.

üامواج ماكرويو: در اثر شتاب دوراني الكترون در ميدان هاي شديد ايجاد مي‌شود.

üامواج راديويي: در اثر شتاب دوراني الكترون در ميدان هاي الکتريکي و مغناطيسي  ايجاد مي‌شود.

اسلاید 9 :

در آناليز مواد به 2 ويژگي امواج الكترومغناطيس(خصوصيات ذره و موجي)آنها مي بايست توجه نمود.

ماهیت ذره‌اي امواج الکترومغناطیس

با توجه به ماهیت ذره‌ای امواج الکترومغناطیس میتوان این امواج بصورت ذره در نظر گرفت که انرژی هر ذره از رابطه پلانک(رابطه زير)  بدست می‌آید.

• در رابطه فوق h، C و λ به ترتیب معرف ثابت پلانک (6.63×10-34J-s)، سرعت نور ( 3×108m/s) و طول موج فوتون می‌باشد.
• رابطه فوق را می‌توان به صورت زیر نوشت:

  که ν فرکانس یا بسامد فوتون می‌باشد.

  از رابطه فوق دریافت میشود که:

   

  1- انرژی فوتون تک رنگ بوده و تنها به طول موج یا فرکانس آن بستگی دارد.

  2- شدت پرتو در انرژی آن تاثیر ندارد. (شدت یک پرتو به تعداد فوتونهای آن بستگی دارد).

اسلاید 10 :

ماهیت موجی امواج الکترومغناطیس

اگر شدت كم و زياد شود تعداد اتم هاي برانگيخته كم و زياد مي شود.