دانلود پاورپوینت تحقیق فیزیکی امواج

اسلاید ۱ :

• امواج مایکرو ویو
• مایکل فارادی با مطالعه میدان مغناطیسی انتشار نور در شیشه، به سال ۱۸۴۵ دریافت که نور را می‌توان به عنوان اختلالات مغناطیسی و به صورت عرضی در نظر گرفت که خاصیت‌های موجی شکل دارد. ماکسول نظریه الکترو مغناطیسی نور را رسماً در ۲۰ سال بعد ارائه نمود و هانریش هرتز این نظریه را در سال ۱۸۸۸ به صورت کامل به اثبات رساند. او در یکی از آزمایش‌های خود، از منعکس‌کننده‌های سهموی برای تمرکز انرژی الکترومغناطیسی استفاده نمود و توانست بازده انتقال را بهبود بخشد که ایده آنتن‌های با بازدهی بالای مایکروویو امروزی از همان منعکس‌کننده‌های سهموی گرفته شده است. اولین کاربردی که می‌توان برای امواج الکترومغناطیسی در نظر گرفت، در حوزه مخابرات است. در سال ۱۸۹۵، گولیمور‌مارکونی توانست سیگنال‌های رادیویی را تا بیش از یک مایل انتقال دهد. او توانست با استفاده از منعکس‌کننده‌های سهموی، این مسافت را تا ۴ مایل هم افزایش دهد تا آنکه در سال ۱۹۰۱ او نخستین پیام مخابراتی را در طول اقیانوس اطلس که در حدود ۳۰۰۰ مایل مسافت دارد به صورت بی‌سیم انتقال دهد. با اختراع تلفن در سال ۱۸۷۶ توسط بل و گری در عرصه مخابرات، بررسی دقیق‌تر سیگنال‌های الکتریکی در خطوط انتقال جایگاه ویژه‌ای پیدا کرد تا آنکه موجبرها نیز در این عرصه مورد توجه قرار گرفتند. موجبرها، لوله‌های فلزی توخالی هستند که قابلیت انتشار امواج الکترومغناطیسی را دارند. در همان سال‌ها موجبرهایی با قابلیت انتشار در فرکانس ۵/۱ و ۴ گیگاهرتز توسط الیورلاچ ارائه گردیدند.

اسلاید ۲ :

• موجبرها، لوله‌های فلزی توخالی هستند که قابلیت انتشار امواج الکترومغناطیسی را دارند. در همان سال‌ها موجبرهایی با قابلیت انتشار در فرکانس ۵/۱ و ۴ گیگاهرتز توسط الیورلاچ ارائه گردیدند. اما توجه داشته باشید که در ابتدا امواج مایکروویو باید توسط مولدهای مایکروویو تولید شوند تا بتوان آنها را توسط موجبرها انتقال داد. به علت نبود مولدهای قابل اطمینان مایکروویو بحث موجبرها نیز تا ۳۰ سال به فراموشی سپرده شد تا آنکه در سال ۱۹۲۱ با کار گروهی از دانشمندان که در زمینه نوسان‌سازهای شبکه کار می‌کردند، منابع قابل اطمینان مایکروویو ارائه گردیدند و ارائه مولدهای مایکروویو در سال ۱۹۳۶ با ارائه یک لامپ با توان خروجی ۲۰ وات و فرکانس ۳ گیگاهرتز توسط دانشمندان انگلیسی و در سال ۱۹۳۷ با ارائه کلسترون توسط برادران واریان ادامه یافت و کم‌کم مشکل مولدهای مایکروویو مناسب و قابل اطمینان مرتفع گردید. با پیدایش مولدهای مناسب، موجبرهای مایکروویو نیز سریعاً مورد توجه قرار گرفتند و پیشرفت‌هایی در این زمینه نیز حاصل گردید. امروزه با گسترش مخابرات ماهواره‌ای، ایستگاه‌های رله مایکروویو و رشد رادارهای تجاری و نظامی، تکنولوژی مایکروویو در عرصه ارتباطات جایگاه ویژه خود را داشته و در شبکه‌های کامپیوتری نیز جهت ارتباطات و انتقال دیتای دیجیتال مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• اگر طول موج‌های موجود در فضای آزاد را به صورت شکل ۶-۷ نمایش دهیم، امواج مایکروویو در گستره فرکانسی ۳۰۰ مگاهرتز تا ۱۰۰۰ گیگاهرتز در نظر گرفته می‌شوند. در واقع کران پایین محدوده فرکانسی مایکروویو، ناحیه فرکانس رادیو و تلویزیون (امواج FM و AM) و کران بالایی آن، امواج مادون قرمز و نورهای مرئی می‌باشد. با توجه به نزدیکی فرکانس امواج مایکروویو به فرکانس نور مرئی، از روش‌های نوری جهت طراحی آنتن‌ها و عدسی‌های مایکروویو می‌توان استفاده کرد.

اسلاید ۳ :

• انتقال برق
• یکی از ایده های جدید تولید انرژی، انتقال انرژی خورشیدی از سطح ماه بصورت بی سیم است. اصول اولیه این طرح توسط دکتر دیوید کریسول (Dr. David Criswell) محقق دانشگاه هوستون تگزاس و مدیرمؤسسه Space Systems Operations ارائه شده است. بر اساس این طرح، ابتدا مجموعه ای بسیار وسیع از سلولهای خورشیدی بر سطح ماه (که همیشه به طرف زمین است) قرار داده میشوند تا نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. سپس انرژی الکتریکی حاصله به یک فرستنده مایکروویو ارسال میشود تا به امواج رادیویی در فرکانس ۲٫۵ گیگاهرتز تبدیل شده و از آنجا بوسیله آنتنهای با پهنای بیم (beam) بسیار باریک بطرف زمین ارسال گردد. در سطح زمین این امواج الکترومغناطیسی پر قدرت بوسیله آرایه های بسیار بزرگ (very large array) از آنتنهای مایکروویو دریافت شده و دوباره به انرژی الکتریکی تبدِل میشوند. همچنین بخشی از این امواج توسط ماهواره های مخصوصی که در اطراف کره زمین قرار خواهند گرفت به نقاط دیگر کره زمین که در دید مستقیم ماه نمی باشند منعکس میشوند.

  در واقع تبدیل انرژی الکتریکی به امواج الکترومغناطیسی این امکان را میدهد تا انرژی بصورت بی سیم

اسلاید ۴ :

• از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل شود و در نقطه مقابل پس از دریافت امواج الکترومغناطیسی با انجام عمل عکس، انرژی ااکتریکی مجدداً تولید گردد (به این روش اصطلاحاً power beaming میگویند). تقریباً اساس تمام سیستمهای انتقال برق بدون سیم بر همین پایه استوار است. البته واضح است که بازدهی چنین سیستمهایی در مقایسه با انتقال برق در خطوط برق بسیار پایین است چون مقدار زیادی از انرژی در تبدیل برق به امواج الکترومغناطیسی و بالعکس تلف میشود و بعلاوه مقداری ازانرژی موجود در امواج نیز در فرایند تشعشع وانتقال در محیط (اتمسفرزمین) به هدر خواهد رفت. بااین وجود، دکتر کریسول در مقالات مختلفی که ارائه کرده (بصورت تحلیلی به این مسائل اشاره کرده و با محاسبات مختلف ادعا نموده است که میزان انرژی تولید شده با احتساب تمام این تلفات و مخارجی که صرف ساخت و نصب تجهیزات خواهد شد باز مقرون به صرفه خواهد بود و تنها به کسری از یک سنت برای تولید یک کیلو وات بر ساعت برق خواهد رسید. البته دانشمندان ناسا نیز ایده های مشابهی مثل قرار دادن مجموعه ای از سلولهای خورشیدی و یا حتی صرفاً صفحه های منعکس کننده نور در مدار کره زمین ارائه کرده اند که بحث بر سر اینکه کدام روش مناسبتر است هنوز ادامه دارد.

اسلاید ۵ :

• خطرات ناشی از استفاده از تلفن همراه
• بر اساس یافته‌های جدید دانشمندان، امواج رادیویی ناشی از تلفن‌های همراه تهدید مستقیمی برای سلولهای سالم به شمار نمی‌رود و فقط موجب افزایش سرعت تکثیر سلولهای سرطانی و رشد تومورها می‌شود.
  به گزارش ایسنا به نقل از رویتر، مطالعات جدید دانشمندان ایتالیایی نشان داد که امواج رادیویی تلفن همراه سلولهای سرطانی را وادار به رشد سریع و بیش از حد معمول می‌کند، ولی هنوز تاثیر سو آن بر سلولهای سالم به اثبات نرسیده است.
  در آزمایشات این محققان، سلولهایی که به مدت ۴۸ ساعت در آزمایشگاه در معرض امواج رادیویی قرار گرفتند دچار لوسمی (نوعی عارضه‌ی خونی) شدند. نتایج حاکی از آن بود، که ۲۰ درصد از آنها پس از ۲۴ ساعت از بین رفتند ولی با گذشت زمان، ژنهایی که در سلولها باقی مانده، در اثر یک مکانیزم ناشناخته، فعال شده و با سرعت بیشتری شروع به تکثیر کردند.
  مطالعات دانشمندان ایتالیایی موجب تقویت این نظریه شد که تشعشع و امواج رادیویی می‌تواند باعث نابودی DNA و سیستم اصلاح کننده سلولها، که قادر است جلو رشد تومور را بگیرد، شود.
  با این وجود سازمان بهداشت جهانی خواستار انجام تحقیقات بیشتر در خصوص خطرات احتمال ناشی از استفاده از تلفن همراه بر سلامت انسان شد و از مردم تقاضا کرد تا استفاده از گوشی همراه را بویژه برای کودکان محدود کند.

اسلاید ۶ :

• حذف خطرات تصویربرداری از جامدات
• ۲ آوریل ۲۰۰۳- محققین دانشگاه دلوار، تحولی عظیم در نانوتکنولوژی تراهرتزی ایجاد کرده‌اند. نتایج کار آنها می‌تواند در تصویربرداری پزشکی، تشخیص مواد خطرناک و حتی در عملیات نجات کاربرد داشته باشد. این تیم تحقیقاتی، به کمک یک نانوساختار نیمه‌هادی، روشی را برای کنترل توان فرکانسهای تراهرتزی کشف کرده‌اند.
• تراهرتز، افق نهایی مطالعات امواج الکترومغناطیس است و در طیف فرکانسی بین میکروویو و نور مادون قرمز قرار می‌گیرد. فرکانس امواج تراهرتز ۱۰۰۰مرتبه بزرگتر از فرکانس امواج میکروویو و بین ۱۰۰ تا ۱۰۰۰مرتبه ضعیف‌تر از نورمرئی است.
• یکی از اعضای این تیمم تحقیقاتی اظهار داشت: “این تحقیقات با عملی ‌ساختن دسترسی به امواج تراهرتزی، تحولی را در این فناوری ایجاد خواهد کرد. ابزار مورد استفاده در کار به اندازه یک سلولی تلفن[۷] بوده و قابل حمل نیز می‌باشد، در صورتی که سیستمهای تراهرتزی قبلی چنین قابلیتی را نداشتند. “
• طبق اظهارات این محقق، اطلاعات چندانی در ارتباط با فرکانسهای تراهرتزی در دسترس نیست و فعالیت این تیم، شامل علوم بنیادی و کاربردهای عملی این عرصه می‌باشد.
• می‌دانیم که امواج توسط اتمسفر جذب می‌شوند. به همین دلیل امواج تراهرتز، وسیله مناسبی برای ارتباطات فواصل دور از طریق هوا نیستند. اما این امواج برای فواصل نزدیک، با ارزش می‌باشند.

اسلاید ۷ :

• طبق اظهارات این گروه، از این امواج می‌توان در تشخیص ترکیبات شیمیایی همچون آلاینده‌ها کمک گرفت. این امواج همچنین به مولکولها حساس هستند و می‌توانند از درون مواد جامد عبور کرده و در تصویربرداری و پیمایش[۸] مواد مورد استفاده قرار گیرند. امکان پیمایش درون مواد جامد، مبنای عملی جدیدی در زمینه امواج تراهرتز است که تاکنون مورد بررسی قرار نگرفته است. این گروه تحقیقاتی با استفاده از این امواج به پیمایش سطح پوسته یک تخم‌مرغ پرداخته و درون آن را مشاهده کردند.
• این گروه از قابلیت کاربرد این امواج در عرصه پزشکی خبر داده و اظهار می‌دارند که می‌توان با استفاده از آنها به مطالعه امراضی همانند سرطان پرداخت که در آنها، سلولها دارای لرزشهای تراهرتزی می‌باشند.
• این امواج همچنین ابزار قدرتمند دیگر علاوه بر اشعه X در اختیار دندانپزشکان قرار داده و نیز در عملیات نجات جهت تشخیص افراد محصور در زیر آوار و همچنین در تشخیص مواد خطرناک کاربرد دارند. قابل ذکر است که تمامی این امکانات در یک وسیله قابل حمل با دست جاسازی می‌شود نه در وسیله‌ای با ابعاد یک اطاق.
• این ادوات بر مبنای یک نیمه‌هادی سیلیکون ژرمانیوم استوارند. نیمه‌هادی جهت تشخیص باندهای انرژی مرتبط با امواج تراهرتز بکار می‌رود. همچنین از فیلترهایی جهت کنترل دقیق فرکانس بهره گرفته می‌شود.
• این کار تحقیقاتی توسط بنیاد ملی علوم آمریکا (NSF)، سازمان پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی (DARPA) و نیروی هوایی آمریکا حمایت مالی می‌شود.