علاقة الكتلة والحجم بقوة استجابة الأسياخ النحاسية
بسم الله الرحمان
الرحيم
الأسياخ النحاسية
والصلاة
والسلام على خاتم النبيئين والمرسلين ،
محمد النبي الأمي الأمين وعلى آله وصحبه أجمعين ، مرحبا بجميع المتابعين
الكرام في حلقة اليوم والتي تعتبر فاصلة جد هامة في علم الإستشعار .
أحيانا
ونحن نزاول القنقنة في أي بيئة كانت ، قد نشعر باختلاف ملحوظ في ردة فعل الجهاز ،
وتكون حركات التثبيت تختلف من حيث القوة ، وأحيانا قد يكون التثبيت فجائي وبوثير
أسرع وليس كالمعتاد ، وكأنه تقريبا يوجد مقياس أو يفترض أن يكون هناك مقياس لضبط
شدة قوة ردة فعل الجهاز ، طبعا هذا الأمر قليل منكم من سينتبه له ميدانيا وقليل
منكم من له طليعة بهذا الشأن ، ومنكم من سينكر هذا الجانب العلمي والذي سنفصح لكم
عنه في هذا الطرح إنشاء الله ، لأن ما يهم الباحث حقيقة وهو ضبط الهدف وحصره لا
أقل ولا أكثر ، بدون وضع أي هامش للتقنية أو الإحتراف إن صح التعبير ، وهذا الجانب
مهم جدا وربما قد يخلف قفزة نوعية في علم الإستشعار مستقبلا ، وقد تولد طرق جديدة ووسائل
تكنولوجية أو حتى كلاسيكية لضبط وقياس شدة قوة الجهاز ، وللإستدلال على هذا الجانب
العلمي من المفترض نطرح بعض البينات والدلائل التي تعزز من صدق هذه الحقيقة وصدق هذه
النظرية ، والتي لها علاقة بصبيب هذا الموضوع ألا وهو الكتلة والحجم ، لذالك ركز
جيدا ولا تخف من المصطلحات العلمية ، لأنني سأبسط لك الأمر جيدا حتى تفهم ، وحتى
تقتنع إنشاء الله .
أولا
سنتكلم عن نظرية الجذب الكوني أو نظرية الجذب العام لنيوتن ، إذ تقول هذه النظرية أن
قوة الجذب بين جسمين تتناسب طرديا مع حاصل ضرب الكتلتين ، وتتناسب عكسيا مع مربع
البعد بين مركزي كتلتي الجسمين ، بمعنى أنه كلما كانت الكتلتين كبيرتان كانت قوة
الجذب بينهما كبيرة ، وكلما كانت المسافة بين الكتلتين بعيدة كلما قلت قوة الجذب ،
والكتلة في الحقيقة تتناسب تناسب طردي مع الحجم ، أي أنه كلما كبر الحجم زادت
كتلته يعني شيء بديهي ، ما نفهمه من نظرية إسحاق نيوتن أن الكتلة كلما زادت كلما كانت
قوة جذبها للأجسام المحيطة بها أكبر ، وكلما كانت المسافة بين جسمين طويلة كلما
قلت قوة الجذب هذه ، الآن فهمنا العلاقة بين الكتلة والحجم وقوة الجذب ، سننتقل بكم
الآن لفهم بعض خصائص الموجات الكهرومغناطيسية ، وكما هو معروف أن هذه الموجات
تختلف من حيث الأطوال الموجية ومن حيث النفاذية ومن حيث القوة ، وكلما كانت
أطوالها الموجية قصيرة كلما كانت قوتها أكبر ، وكانت أكثر ضرر على صحة الإنسان ،
وهي 7 أصناف بدأ من الأشعة الراديوية وصولا نحو أشعة غاما ، ولفهم علاقة الطول
الموجي بالقوة سنتكلم عن التردد لنبسط لكم الأمر بشكل سهل جدا ، فمثلا لدينا تردد
الذهب 59.000 هيرتز ومعدن الفضة 43300 هيرتز ، نلاحظ بأن الذهب تردده أكبر من
الفضة ، ما يعني أن قوة مجاله الكهرومغناطيسي أقوى من قوة مجال الفضة ، وكلما كانت
قيمة التردد كبيرة كلما كان طولها الموجي صغير جدا ، ما يعني أن الطول الموجي للذهب
أصغر من الطول الموجي للفضة ، لاكن هناك أمر مهم جدا يجب مراعاته وأخذه بعين
الإعتبار ألا وهو الكتلة والحجم ، كيف ذالك ؟ سنرجع لنظرية إسحاق نيوتن ونظرية
الكتلة والتكافئ الطردي مع قوة الجذب ، سنلاحظ بأن إسحاق نيوتن ألغى بشكل كامل علاقة
الكتلة بالتردد ، ولم يحترم التردد كمعيار أساسي في قوة الجذب ، بل اكتفى فقط بعلاقة
الكتلة بقوة الجذب وانتهى الأمر ، لماذا ؟ لأن الحجم كلما كان كبير جدا كلما سيطر
مجاله الكهرومغناطيسي على الأحجام الصغيرة والتي تفوقه من حيث التردد ، بمعنى أن
الفضة والتي هي أقل تردد من الذهب إذا كان حجمها وكتلتها أكبر من الذهب كلما سيطر
مجالها الكهرومغناطيسي على مساحة أكبر وكلما كان سهل جدا قنصها بقضيب الإستشعار ،
بحكم أن مجالها يكون أقرب للباحث من مجال الذهب ، ولأن الحجم كذالك يتناسب تناسب
طردي مع المجال الكهرومغناطيسي بغض النظر عن قيمة التردد الثابتة ، وهنا سأسهل عليكم
الأمر وسأعطيكم مثال بسيط جدا لتفهموا المغزى الرئيسي من هذا الطرح
ولنفترض
أنه لدينا قطعتان معدنيتان بنفس الكتلة والحجم ، قطعة من الذهب تزن 5 غرامات
وبقربها قطعة من الفضة كذالك تزن 5 غرامات ، هنا سنأخذ بمعيار التردد الأقوى ألا
وهو تردد الذهب ، إذن إذا تحقق هذا الشرط في الميدان وكانت القطعتان بجوار بعضهما
البعض ، وكان الباحث في مسار وسيط بين القطعتان ، فحتما سيأخذه قضيبه الإستشعاري
إلى أقوى تردد ، وأما إن تحققت هذه الحالة في الطبيعة وكان هناك فارق في الحجم
والكتلة ، فإن السيخ سيتجه نحو أكبر كتلة ، لأن الكتلة تتناسب تناسب طردي مع حجم
المجال الكهرومغناطيسي ، بمعنى أنه إذا تحقق هذا الشرط وكانت كتلة الفضة تزن 100kg وكتلة الذهب 5 غرامات ، فاعلم
بأن قضيب الإستشعار سيتجه نحو الفضة ، لأن مجال الفضة يتناسب مع الكتلة والحجم ، وبذالك
سيكون حجم الهالة كبير جدا وأقرب للباحث مقارنة بمجال الذهب والذي سيكون صغير جدا بدون
وضع أي هامش لقيمة التردد ، وهنا سأطرح مثال حي عن ذالك ، تخيل معي لو عرضنا قطعة
الذهب ذات الخمس غرامات إلى درجة حرارة تساوي 200 درجة سيلسيوس ، فكم ستستغرق من
الوقت لتصبح ساخنة جدا ؟ أكيد أنها لن تتعدى بضع ثواني فقط حتى تصير ساخنة جدا ،
لاكن لو قمنا بتعريض 100kg من الفضة لنفس درجة
الحرارة هذه فعلى الأرجح ستستغرق وقت أطول بكثير من قطعة الذهب حتى تصير ساخنة جدا
، وهذا إن دل فإنما يدل على أن الحجم والكتلة كلما كبرا كلما احتاجا لطاقة أكبر
ليولدا مجال كهرومغناطيسي يتناسب مع حجمها ، وكلما قلت الكتلة والحجم كلما احتاجت
المادة لطاقة أقل ، ولمزيد من اليقين سنطرح عليكم تجربة حاولوا أن تقلدوها في
منازلكم ليزداد يقينكم بكل ما تقدمنا به سالفا .
سنحظر قطعتان
من المغناطيس تختلفان من حيث الكتلة والحجم ، وسنفصلهما بمسافة 10 سنتيمترات ، بحيث
أن طريقة وضعها ستكون متشابهة وتحترم شروط القطبية ، ثم نقيم خط فاصل بينهما يقسم
هذه المسافة لنصفان بشكل عمودي ، ثم نضع بوصلة على مستوى هذا الخط كي يكون بعدها
متساوي من مركزي المغناطيسان ، ثم نقرب البوصلة شيء فشيء باتجاههما ، إلى أن نحصل
على استجابة البوصلة لإحدى المغناطيسان ، ستلاحظون بأن مؤشر البوصلة سيتجه نحو
المغناطيس الأكبر لأنه يتمتع بمجال أكبر وبانتشار أوسع من المغناطيس الصغير .
وهناك
أمر آخر يعزز من صدق كل ما قلناه ، وهو أجهزة الكشف عن المعادن ، والتي تعمل
بتقنية الترددات ، فهي مصممة على إرسال موجات كهرومغناطيسية بترددات دقيقة جدا واستقبال
أخرى ، لاكن هناك عدة فوارق في مستوى العمق و المسافة التي يستطيع كل جهاز بلوغها
، بحيث نجد عدة أجهزة ترسل نفس الترددات لاكن لمسافات وأعماق متفاوتة ، وبذالك تكون
قدرة استجابتها متوازية مع المسافة والعمق كذالك ، وهذا الأمر بطبيعة الحال راجع
إلى مقدار الجهد والفولتية التي يشتغل عليها الجهاز ، بحيث أنه كلما كبرت قيمة
الجهد كانت مسافة الإنتشار أطول ، بالرغم من التطابق في قيمة التردد ، والعكس صحيح
، وهذا الدليل تقريبا ينطبق على تجربة المغناطيس ، بحيث أنهما يتمتعان بنفس التردد
لاكن يختلفان من حيث انتشار المجال .
ما نفهمه
من خلال موضوعنا هذا ، أن الكتلة والحجم صفتان متكاملتان ووجهان لعملة واحدة ، وكلما
كبرت قيمتهما كلما كان المجال التابع لهما أكثر انتشار وأسهل التقاط ، وبذالك فإن
الكتل الصغيرة حتى ولو كانت تردداتها عالية جدا فهي تلغى بشكل كامل إذا صاحبت كتلة
كبيرة بالقرب منها ، وبذالك فإن المستشعر
سيتأثر بأقرب مجال ، والذي يعتبر في نفس الوقت أقوى مجال بحكم أن المسافة
تكون قريبة بينهما ، وبحكم أن المجالات
الصغيرة قد لا يلتقطها المستشعر بسبب مجالها الصغير وبسبب بعدها من الباحث .
النقطة
الأخيرة والتي بدأنا بها هذا الموضع وهي ردة فعل المستشعر ، فكما قلنا سالفا أنها
تتغير من مجال لآخر ، فكلما كان المجال قويا كانت ردة الفعل سريعة وقوية ، والعكس
صحيح ، وهذا الأمر يتناسب طرديا مع الكتلة والحجم معا
تعليقات
إرسال تعليق
إذا كان ليكم أي استفسارأو معلومة يرجى تضمينها