سوال :
اگر جريان تابعي از ولتاژ و مقاومت است پس چرا مثلا يك باطري ولتاژش 12 ولت است و جريانش 1 آمپر و براي يك باطري ديگر ولتاژ 12 ولت ولي جريان 2 آمپر است؟ در واقع تا وقتي مقاومتي به باطري وصل نشده چطوري جريان آن را تعيين ميكنند؟
جواب :
وقتي براي يك باطري يا يك آدابتور يا هر منبع ولتاژ ديگر جرياني تعيين ميكنند منظور حداكثر جرياني است كه ما ميتوانيم از منبع دريافت كنيم.
چرا نميتوانيم از يك منبع هر چقدر كه دوست داريم جريان بگيريم ؟
( در ادامه مثال ليوان) ضعف جريان دهي بر ميگردد به پمپي كه بالاي ليوانها بود. فرض كنيد ميخواهيم بيشتر از ظرفيت ليوانها از آنها جريان بگيريم.
شير آب پايين ليوانها را تا جايي كه ميتوانيم باز ميكنيم در ضمن لوله ها را هم تا جايي كه ميتوانيم گشاد انتخاب ميكنيم .( يعني مقاومت را تا جايي كه توانستيم كاهش داديم ) ، گفتيم هر چه مقاومت سر راه جريان را كمتر كنيم جريان عبوري بيشتر ميشود. در اين صورت ميشود آنقدر مقاومت رواكم كرد كه جريان به بينهايت نزديك بشود.
ولي اين اتفاق نميافتد چون ما فقط ميتوانيم لوله پايين ليوانها را گشاد كنيم اما شيلنگ بالاي ليوانها را نميتوانيم. قدرت و سرعت آن پمپ را هم نميتوانيم تغيير دهيم پس چه اتفاقي ميافتد ؟
با اين كاري كه ما انجام داديم به سرعت آب از ليوان پر به سمت ليوان نصفه سرازير ميشود و سطح آبشان به يك اندازه ميشود. در اين زمان كوتاه پمپ بالايي قادر نيست كه سطح آبها را مثل همان وضعيت اول نگه دارد . چرا ؟ ( چون خودش هم داراي يك مقاومت است . همان مقاومت شيلنگ و پمپ )(گفتيم تمام رساناها يه مقدار مقاومت دارند) پس چه اتفاقي ميافتد ؟
اختلاف سطح آبها كم ميشود كه اگر مقاومت لوله پاييني را تا حد صفر برسانيم اختلاف سطح آبها نيز به صفر ميرسد. در مدار الكتريكي هم همينطور ميشود يعني اگر بيشتر از حد مجاز از يك منبع جريان بكشيم ولتاژش افت ميكند و اگر مقاومت را تا حد صفر برسانيم ولتاژ دو سر منبع هم صفر ميشود.
منبع ايده آل چيست؟
اين منبع وجود خارجي ندارد.
منبع ايده آل به منبعي ميگويند كه هر چقدر جريان بخواهيم بتوانيم از آن بگيريم بدون اينكه ولتاژ خروجيش كم شود.
پس يك منبع معمولي (غير ايده آل ) را ميتوان مانند يك منبع ايده آل درنظر گرفت كه يك مقاومت با آن سري شده و باعث محدود شدن جريان دهي منبع ميشود.(گفتيم كه مقاومت باعث محدود كردن جريان ميشود ) كه به اين مقاومت مقاومت داخلي منبع گويند در واقع اين مقاومت داخلي درون هر منبعي وجود دارد اما نه به شكلي كه ما فرض ميكنيم (سري) بلكه در ذات هر مولد وجود دارد .
نتيجه گيري : هر گاه از يك منبع جريان بگيريم ولتاژ آن منبع مقداري افت ميكند (كم ميشود) و اين افت ولتاژ به علت وجود مقاومت داخلي آن است .
پس بين دو منبع كه ولتاژ آنها با هم برابر است آن منبعي كه مقاومت داخليش كمتر است ميتواند انرژي بيشتري به ما بدهد.
چگونه مقاومت باعث افت ولتاژ ميشود ؟
گفتيم كه كه هر گاه مقاومتي بر سر راه يك مدار قرار بگيرد باعث محدود كردن (كاهش دادن ) جريان عبوري از آن مدار ميشود .
و اين را هم قبول داريم كه قانون اهم يك قانون اثبات شده است و هيچگاه عوض نميشود .
در مدار شكل جريان عبوري از مقاومت 6 آمپر است . بعد يك مقاومت 2 اهم ديگر نيز به مدار اضافه ميكنيم .
طبق قانون اهم چون مقاومت دوبرابر شد جريان نصف ميشود (مقاومت/ولتاژ=جريان)
سوال :
به هر كدام از مقاومتها چند ولت رسيده ؟
آيا دو سر مقاومت R1 همون ولتاژ قبلي يعني 12 ولت وجود دارد كه باعث شده جريان 3 آمپر از آن عبور كند؟
اگر بگوييم كه همان ولتاژ اولي يعني 12 ولت كه قانون اهم را به هم زديم چون اگر دوسر مقاومت 2 اهمي ولتاژ 12 ولت قرار بديم جريان 6 آمپر از آن عبور ميكند ولي در اينجا جريان 3 آمپر است پس نتيجه ميگيريم كه در مدار دوم ولتاژ كمتري دوسر مقاومت R1 قرار گرفته كه طبق فرمول (جريان * مقاومت = ولتاژ) 3 * 2 = 6 يعني در مدار دوم فقط 6 ولت دو سر مقاومت R1 قرار گرفته (از افت ولتاژ منبع صرفنظر كرديم )
سوال:
براي بقيه ولتاژ چه اتفاقي افتاد؟
بقيه ولتاژ هم به مقاومت R2 رسيده چون مقدار اين مقاومتها با هم برابر است در نتيجه ولتاژي كه به آنها ميرسد هم با هم برابر است.
اين يك قانون است كه هر چه مقاومت بيشتر باشد ولتاژي هم كه به آن ميرسد بيشتر است.
مثال ليوان آب:
گفتيم به ولتاژ الكتريكي فشار الكتريكي هم ميگويند كه منظور همان فشاريست كه به الكترونها وارد ميشود تا آنها را به حركت در بيارود.
در مثال آبي-ليواني هم اين فشار آب كه باعث حركت آب ميشود وقتي يك شير سر راه يك لوله پرفشار قرار ميدهيم آن شير فشار آب را كم ميكند. اصطلاحا ميگوييم فشار را ميشكند. اين موضوع را بارها تجربه كرديد .
وقتي با شيلنگ آب ميپاشيد شير را تا آخر باز ميكنيد كه جلوي فشار آب را نگيرد تا بتوانيد آب را به مسافت دور تري بپاشيد پس با كم و زياد كردن شير آب ميتوانيد فشار آب را به هر اندازه اي كه ميخواهيد تنظيم كنيد.
شير هم كه نقش همان مقاومت را داشت (در مثالهاي قبل) پس مقاومت هم مثل شير باعث افت فشار الكتريكي ميشود.
دانستيم كه مقاومت R2 باعث افت ولتاژ شده پس هر مقاومتي كه در مدار وجود دارد، مقداري از ولتاژ منبع را تقليل ميدهد.
پست های فشار قوی
تعریف: به جاهایی گفته می شود که عمل تبدیل ولتاژ در آن ها صورت می گیرد تا بهترین راندمان را با توجه به نیاز شبکه داشته باشیم.
وظایف پست ها:
1- عمل تبدیل ولتاژ (توسط ترانسفورهای قدرت انجام می شود)
2- عمل سوئیچینگ (عمل قطع و وصل خطوط و ترانسفورماتورها)
3- اندازه گیری (Measuring) پارامترهای مورد نیاز برای شبکه مانند جریان، ولتاژ، فرکانس، مگاوات، مگاوار، کسینوس فی Cos
4- حفاظت ها (Protection) که حفاظت خطوط ترانسفورماتورها و غیره را بر عهده دارند.
انواع پستها:
1-از نظر سطح ولتاژ:
الف) پستهای توزیع ولتاژ توزیع ولتاژ مصرف33/0.4 KV ، 20/0.4KV
ب) پستهای فوق توزیع ولتاژ فوق توزیع ولتاژ توزیع 132/20KV ، 63/20KV
پ) پستهای انتقال ولتاژ انتقال ولتاژ فوق توزیع 230/63KV ، 400/132KV ، 400/33KV
2- بر اساس نوع عایق پست
الف) عایق هواAIS : عایق بین دو فاز هوا می باشد Sub. Air Insulation
ب) عایق با مقره چینی: عایق بین فاز و زمین مقره می باشد.
پ) عایق گازSF6 : مانند پستهای گازی Gas Insulation Sub
3- تقسیم بندی بر اساس طرح پست :
الف) طرح استاندارد: اقدام در جهت نصب لوازم بیرونی و داخلی برابر استاندارد بوده (فاصله ها متناسب با ولتاژ ) و جهت تعمیرات به راحتی به تجهیزات قابل دسترسی است. مانند پست مجتمع فولاد خراسان.
ب) طرح فشرده: (Compact ) : گاهی به علت زمین کم مجبوریم پست را به صورت فشرده طراحی کنیم مانند پستهای دروازه قوچان، بازار رضا، پست لیمویی در آّب و برق
پ) طرح پستهای سیار(Mobile ): مواقعی که بخواهیم یک محل سریعاً برق دار شود از این نوع پستها که تجهیزات روی وسیله ای سیار نصب می باشد استفاده می کنیم زیرا پست مورد نظر به طور دائم نمی باشد و پس از رفع مشکل به جایی دیگر منتقل می شود و بیشتر به صورت GIS است . تا ولتاژ 230KV نیز طراحی شده است و به صورت تک ترانسفورماتوری می باشد.
ت) طرح پستهای مدولار(Medolar) : در اینگونه پستها تجهیزات را به صورت یکپارچه درمی آورند مثلاً برقگیر، رله، کلید ترانس جریان و ... روی یک شاسی نصب می گردد (مثلاً مجموعه یک bay خط) این عمل باعث می شود پست سریعاً بهره برداری قرار گیرد و انتقال آن به هر نقطه ای که لازم باشد با سرعت انجام پذیر است.
4- تقسیم بندی بر اساس محل تجهیزات:
الف) فضای باز 63KV و بالاتر مثل پست مجتمع فولاد خراسان
ب) فضای سرپوشیده (زیر زمین) مثل پست کارخانه سیمان مشهد و بجنورد
انواع پستهای فشار قوی
1
-انواع پستهای فشار قوی از نظر عملکرد:
پستهای فشار قوی از نظر وظیفه ای که در شبکه بر عهده دارند به شرح زیر میباشند:
الف) پستهای افزاینده فشار الکتریکی: این پستها که به منظور افزایش ولتاژ جهت انتقال انرژی از محل تولید به مصرف به کار می روند اصولاً در مجاورت نیروگاهها ساخته می شوند.
ب) پستهای کاهنده فشار الکتریکی: این پستها به منظور کاهش ولتاژ جهت تغذیه خطوط فوق توزیع و توزیع به کار می روند که اصولاً در محل مصرف انرژی الکتریکی ساخته می شوند. پست مجتمع فولاد خراسان از این نوع است.
پ) پستهای کلیدی: این پستها معمولاً در نقاط حساس شبکه سراسری و به منظور برقراری ارتباط بین استانهای مختلف کشور که در نهایت رینگ شبکه سراسری را به وجود می آورند، ساخته می شوند. در این نوع پستها تغییر ولتاژ صورت نمی گیرد و معمولاً به خاطر محدود کردن تغییرات ولتاژ از یک راکتور موازی با شبکه استفاده می شود. در بعضی مواقع از این راکتور با نصب تجهیزات اضافی، مصرف داخلی آن پست تأمین می گردد.
ت) پستهای مختلط: این پستها هم به عنوان افزاینده فشار الکتریکی و هم کاهنده فشار الکتریکی ساخته می شود و نقش مهمی در پایداری شبکه دارند.
2- انواع پستها از نظر عایق بندی:
الف) پستهای معمولی (Conventional Type)
دراین نوع پست فشار قوی تجهیزات برقدار و هادی ها بوسیله مقره هایی که بر روی پایه های فولادی نصب شده اند، ایزوله می گردند. همچنین فاصله ایمنی استاندارد را جهت رفت و آمد گروههای تعمیراتی و بهره برداری به وجود می آورد. این پستها در فضای آزاد نصب می گردند و در نتیجه عملکرد آنها تابع شرایط جوی می باشد.
ب) پستهای گازی (Gas Type)
در این پست به جای استفاده از عایق های چینی و شیشه ای و P.V.C از گاز هگزا فلوئور سلفور(SF6) به عنوان عایق استفاده می شود. این گاز نقاط برقدار را نسبت به یکدیگر و نسبت به زمین ایزوله میکند. این گاز دارای خصوصیاتی از جمله سنگین تر بودن از هوا، قدرت عایقی بالا، قدرت خنک کنندگی زیاد، غیر قابل اشتغال، بی بو و همچنین بی اثر بر روی بافت های بدن انسان می باشد. در این نوع پستها کلیه تجهیزات درون لوله های آلومینیومی قرار گرفته اند و طوری طراحی و نصب می گردند که گاز به خارج نشت نکند. فشار گاز درون لوله ها بین 5 تا 10 بار (BAR) می باشد که بوسیله کمپرسورهایی که بطور اتوماتیک و به وسیله سوئیچ های فشار (PRESSURE SWITCH) استارت می گردند صورت می گیرد. از محاسن این پستها اشغال فضای کم می باشد و چون در فضای سربسته قرار دارند، تابع شرایط جوی نمی باشند. این پستها از تکنولوژی بالایی برخوردار می باشند و برای انجام تعمیرات به کارشناسان مجرب نیاز دارند
زمین زیست پذیر
زمین شناسان مدت ها تصور می کردند شرایط ناپایدار و سوزان زمین پس از تولدش در ۵/۴ میلیارد سال پیش، تنها با گذشت زمان و در حدود ۸/۳ میلیارد سال پیش متعادل و زیست پذیر شده است.
زمین شناسان مدت ها تصور می کردند شرایط ناپایدار و سوزان زمین پس از تولدش در ۵/۴ میلیارد سال پیش، تنها با گذشت زمان و در حدود ۸/۳ میلیارد سال پیش متعادل و زیست پذیر شده است. حدود ۵/۴ میلیارد سال پیش، اقیانوس های ماگما سطح «زمین گداخته» را پوشانده بودند. زمین در معرض برخوردهای پیاپی اجرامی جوان قرار داشت که در هر برخورد سطح ناپایدار آن را متلاشی می کردند و همه چیز ذوب یا بخار می شد. با فرو رفتن آهن سنگین در اقیانوس های ماگما، هسته فلزی هم به تدریج تشکیل شد و در اعماق زمین فروپاشی عناصر رادیواکتیو، گرمایی شش برابر گرمای کنونی تولید می کردند. چنین حالت ناپایداری برای چند صد میلیون سال طول کشید. این شرایط جهنم بار باید آرام می شد تا سطح گداخته زمین به پوسته تبدیل شود، قاره ها شکل گیرند، اتمسفری متراکم و یکپارچه تشکیل شود و سرانجام اشکال نخستین حیات دوام بیاورند و تکامل یابند. اما سطح زمین با چه سرعتی سرد شد؟ اکثر دانشمندان چنین فرض کرده اند که این شرایط سوزان تا ۵۰۰ میلیون سال ادامه یافته است. دلیل اصلی این دیدگاه هم عدم وجود سنگ های دست نخورده ای است با عمر بیش از چهار میلیارد سال و همچنین وجود فسیل اشکال نخستین حیات که از جوان بودن آنها خبر می دهد. طی پنج سال گذشته زمین شناسان- از جمله گروه خودم از دانشگاه ویسکانسین و مدیسن _ کریستال هایی از کانی زیرکونیم با ساختار شیمیایی متفاوتی یافتند که تصور ما را نسبت به دوران آغازین زمین تغییر می دهد. خواص ویژه این کانی باعث می شود تا شرایط محیطی زمان پیدایش آن را درک کنیم. این کپسول های زمانی کوچک نشان می دهند که اقیانوس ها و شاید هم قاره ها حدود ۴۰۰ میلیون سال زودتر از آنچه تصور می شد، پدید آمده اند.
از قرن ۱۹ میلادی دانشمندان در پی یافتن سرعت سرد شدن زمین بوده اند اما هیچ کس انتظار یافتن شواهدی جامد را نداشت. چون دمای اقیانوس های ماگمایی ابتدایی بیش از ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد بوده است. پیشنهادهای امیدوارکننده دیگر ناشی از محاسبات ترمودینامیک بود که نشان می داد پوسته زمین می تواند طی ۱۰ میلیون سال سخت شود و بدین صورت پوسته تازه سخت شده محیط بیرون را از درون سوزان جدا کند. در صورتی که دوره های آرامی بین برخوردهای شهاب سنگی وجود داشته باشد و پوسته پایدار بماند، و اگر اثر گلخانه ای گرمای چندانی را به دام نیندازد، دمای سطح زمین می تواند به سرعت به کمتر از دمای جوش آب برسد. علاوه بر این خورشید ابتدایی کم فروغ تر بوده و انرژی کمتری ایجاد می کرده است.
اما هنوز هم برای اکثر دانشمندان شواهد اندک زمین شناختی نشان دهنده شرایط فوق العاده سوزان طولانی مدت هستند. قدیمی ترین سنگ دست نخورده شناخته شده سنگی چهار میلیارد ساله است که در نواحی شمال غربی کانادا کشف شد. اما به دلیل اینکه در اعماق زمین تشکیل شده اطلاعات چندانی درباره سطح زمین به ما نمی دهد. اکثر پژوهشگران معتقدند شرایط جهنمی ابتدایی همه سنگ های جوان تر را نابود کرده است. قدیمی ترین سنگی هم که در زیر آب (و در شرایط نسبتاً خنک) پدید آمده عمری بیش از ۸/۳ میلیارد سال ندارد (مشابه قدیمی ترین نشانه های حیات در جنوب غربی گرینلند).
این ماجرا تا زمانی ادامه داشت که کریستال های زیرکونیم در دهه ۸۰ اطلاعات تازه ای فراهم کردند، قدیمی ترین ماده خاکی شناخته شده تا آن زمان که تا ۳/۴ میلیارد سال پیش قدمت داشت. این کانی ها در صخره ها و سنگ دامنه های ناحیه «جاک هیلز» (Jack Hills) و «ماوت نرریر» (Mount Narryer) دوام آورده بودند، اگرچه برخی دانشمندان درباره اطلاعات به دست آمده، به خاطر سنگ بستر این کانی ها تردید کردند. این کانی ها به قدری پردوام هستند که حتی با قرار گرفتن سنگ حاملشان در معرض هوازدگی و فرسایش به همان صورت باقی می مانند. بنابراین ممکن بود هزاران کیلومتر آن طرف تر تشکیل شده باشند و به کمک باد یا آب به آن منطقه حمل شده و پس از مدتی در آن سنگ ها دفن شوند. به همین خاطر به رغم هیجان اولیه همان دیدگاه قبلی باقی ماند تا زمانی که در سال ۱۹۹۹ با پیشرفت تکنولوژیکی امکان مطالعه درباره این کانی های باستانی به دست آمد.
صخره های «جاک هیلز» حدود سه میلیارد سال پیش نشست کرد ه اند. ما برای به دست آوردن یک بندانگشت زیرکونیم، مانند گشتن دنبال یک سوزن در انبار کاه، حدود چند صد کیلوگرم از سنگ ها را جمع آوری و بررسی کردیم. در می ۱۹۹۹ از «وایلد» یکی از پیشگامان این کار خواستم تا تاریخ گذاری این سنگ ها را به کمک تکنولوژی نوین انجام دهد و در نهایت شگفتی دیدیم که آنها ۴/۴ میلیارد سال قدمت دارند. نمونه هایی از ماه و مریخ هم چنین قدمتی داشتند و برخی شهاب سنگ ها حتی قدیمی تر هم بودند، اما هیچ چیزی قدیمی تر از آن در سیاره ما یافت نمی شد. تقریباً همه هم عقیده بودند که با تداوم شرایط جهنمی ابتدایی زمین این کانی ها از بین می رفتند. بنابراین تاریخ آغاز شرایط آرام زمین ۴۰۰ میلیون سال به عقب بازگشت، یعنی زمینی زیست پذیر در ۴/۴ میلیارد سال پیش.
ScientificAmerican,Oct.۲۰۰۵
استفاده از بيوتكنولوژي در توليد فلزات غير آهني
استفاده از روش بيوتكنولوژي يا فناوري زيستي براي توليد فلزات غيرآهني ترويج يافته است. در حال حاضر استفاده از اين روش جهت استحصال مس، كانسنگ هاي مقاوم طلا، روي و نيكل مرسوم شده است. به خصوص برخي كشورها نظير آمريكا حدود ۲۰ تا ۲۵ درصد از توليد مس خود را از اين طريق دنبال مي كند. در حال حاضر كانسنگ مس در طبيعت به دو صورت اكسيدي و سولفوري است. اگر كانسنگ اكسيدي باشد با عمليات فروشويي با اسيد سولفوريك مس به محلول تبديل شده و سپس با روش هاي مختلف مي توان مس را استحصال كرد. اما اگر كانسنگ مس به صورت سولفيدي باشد تاكنون با استفاده از حرارت و ذوب مس استحصال مي شد كه اين روش باعث آلودگي هوا مي شد و تبعات زيست محيطي زيادي داشت. بنابراين استفاده از روش پيرومتالوژي (ذوب) رقيب جدي روش هيدرومتالوژي در توليد مس شد. چرا كه روش هيدرومتالوژي ضرر كمتري به محيط زيست وارد مي كند.
در حال حاضر در دنيا سه روش فناوري براي استحصال مس از كنسانتره هاي سولفيدي مطرح است كه شامل استحصال مس به روش دما و فشار بالا، فرآوري مس در دما و فشار متعادل با كمك حلال هاي خاص است كه در كنار دو روش فوق روش بيوتكنولوژي يا فناوري ميكروبي مطرح شده، مطالعات براي كاربرد بهينه روش ميكروبي آغاز شده است. به خصوص كاربرد اين روش براي استحصال طلا از كانسنگ هاي مقاوم در مقياس صنعتي رو به گسترش است.
براي استحصال به روش بيوتكنولوژي مي توان به دو طريق عمل كرد: كانسنگ هاي سولفيدي مس كه خوراك اوليه كارخانه هاي فلوتاسيون را تشكيل مي دهند بعد از اين كه تبديل به كنسانتره شدند مي توانند از طريق روش ميكروبي تبديل به فلز مس شوند يا اين كه مي توان كانسنگ هاي سولفيدي مس را كه كم عيار هستند با روش بيوتكنولوژي به فلز مس تبديل كرد.
مطالعات زيادي براي توليد مس از كنسانتره هاي سولفيدي با استفاده از فرو شويي ميكروبي انجام گرفته است. محققان به دنبال رفع موانع فني اين روش هستند، چرا كه كاني هاي سولفيدي به دليل داشتن كالكو پيريت در فرآيند فرآوري، كند عمل مي كنند، به همان تناسب از سرعت واكنش ليچينگ كاسته مي شود. بنابراين دانشمندان به دنبال راه حلي هستند تا روش بيوتكنولوژي براي توليد مس سريع تر و راحت تر انجام شود.
اتم ها
در سال 430 پیش از میلاد، دموکریتوس ابرا، قسمت های سازنده ماده را اتم نامید. اتم در یونان که دموکریتوس در آن کشور زندگی می کرد، معنی بخش ناپذیر (چیزی که نمی توان تقسیمش کرد) را می داد.
دموکریتوس فکر می کرد که اتم ها جامد و محکم و خراب نشدنی هستند و نمی توانند به هم فشرده یا چلانده شوند. او خیلی به واقعیت نزدیک بود. با این که در جزییات اشتباه می کرد.
ایده های دموکریتوس با توجه به این که او و دوستانش فقط از ابزار مغزشان استفاده می کردند خیلی خوب بود. اما یک تفاوت بزرگ بین آن چه که او درباره اتم تصور می کرد و آن چه که دانشمندان امروزی از اتم تصویر می کنند وجود دارد.
پرفسور گری کالینز فیزیکدان دانشگاه ایالتی واشنگتن درباره اتم های "گم شده" MISSING atoms مطالعه می کند.
چرا اتم های گم شده مهمند؟ به دلیل "موتور جت" بودن. پرفسور کالینز درباره فلزات ساخته شده از مخلوط موادی به نام ترکیبات میان فلزی مطالعه می کند. بخش های حیاتی و بسیار مهم موتورها در جت های مسافربری از ترکیبات میان فلزی تشکیل شده اند. میان فلزی ها مواد به شدت محکمی هستند. حتی موقعی که در دمای بالا و تحت نیروهای شدید گریز از مرکز کار می کنند.
اما اتم های گم شده که همچنین به نام "تهی ها" شناخته می شوند، همیشه در دمای بالا در جامدات حاضرند و همه باید نگران باشند که اگر آنها به هم فشرده شوند، یک تکه از موتور هواپیمای جت ممکن است سقوط کند! بنابراین پرفسور کالینز می خواهد بفهمد که میان فلزی ها چه موادی هستند. آیا آنها دسته و گروهند و چگونه می توان آنها را از توده شدن و به هم فشرده شدن حفظ کرد.
اما برگردیم به مواد پایه ای اتم ها. کالینز می گوید که اتم ها کوچک ترین تکه های ساختمانی ماده هستند. شما از اتم ها می توانید مولکول بسازید و از مولکول ها مایعات و جامدات را بسازید. اتم یک هسته ریز دارد که بیشتر جرم اتم را دارد. اینها به وسیله یک نیروی قوی با هم نگه داشته می شوند. اطراف هسته اتم یک گروه الکترون می گردد. این الکترون ها به وسیله یک نیروی الکتریکی خیلی ضعیف تر به هسته بسته شده اند. اتم جایی است که چیزها غیرطبیعی و عجیب و غریب هستند. قطر یک هسته حدود یک بر 000،000،000،000،000 ،1 متر است. از طرف دیگر قطر اتم کامل حدود یک بر 10000،000،000 متر است.
از زاویه دیگری هم می توان به اتم ها نگاه کرد. اگر هسته یک اتم به اندازه یک توپ بسکتبال باشد، مدارهای الکترون هایش حدود 24 کیلومتر می شوند!
بنابراین یک اتم چیست؟ پرفسور کالینز می گوید: "اتم بیشترش فضای خالی است". آیا این یک کمی شما را عصبی نمی کند؟ علاوه بر این فضای خالی، اتم ها کاملاً مثل بلوک های ساختمانی کار می کنند. هیچ کس تا حالا از بلوک های ساختمانی بیرون نیفتاده است!
اگر صد میلیون اتم در یک ردیف به خط شوند به اندازه حدود یک سانتی متر گسترده می شوند! حالا تصور کنید که چگونه می توانیم درباره چیزهای به این کوچکی بیشتر بدانیم.
پرفسور کالینز می گوید که یکی از بهترین راه ها برای فهم مثالی از اتم ها با چشم غیرمسلح، کریستال است. جامداتی مانند فلزات، استخوان ها و سنگ جواهر همه از کریستال ساخته شده اند. یک کریستال معمولی همان سنگ نمک است. کریستال ها از تعداد زیادی از اتم ها وکه به ردیف و به شکل مرتب و منظم چیده شده اند، تشکیل شده اند. در کریستال اتم ها ردیف بالای ردیف و لایه بالای لایه قرار گرفته اند. شکل کریستال ها مثل مکعب های کوچک سنگ نمک در زیر یک دوربین درشت نما است.
اما هیچ کس واقعاً نمی دانست که کریستال ها لایه های اتم هستند تا این که دانشمندان سعی کردند به طور مستقیم تر طبیعت اتم ها را بفهمند. در ابتدای قرن بیستم دو فیزیکدان به نام های "مکس وان لائو" و "ویلیام برگ" راهی پیدا کردند که با نگاه کردن به پراکندگی اشعه ایکس، توده اتم ها را در کریستال ها محاسبه کنند. به این ترتیب در طی این سال ها چیزهای بسیار زیادی درباره اتم ها دانسته شده. تا حالا که دانشمندان درباره اتم ها ناپیدا مطالعه می کنند
