انواع منابع انرژی

منابع انرژی » قانون بقای انرژی می گوید که انرژی را نمی توان به وجود آورد . بنابراین انرژی لازم برای روشن کردن چراغ برق ، به حرکت درآوردن خودرو و راه اندازی دستگاه ها ، باید از جایی فراهم شود . ما این انرژی ها را از موادی که درون زمین کشف می کنیم ( سوخت های فسیلی )  و از محیط پیرامون خود به دست می آوریم .

منابع انرژی را می توان به دو گروه اصلی تقسیم کرد : تجدیدپذیر و تجدید ناپذیر که در ادامه به برسی آن ها خواهیم پرداخت .

سوخت های فسیلی ( سنگواره ای )

نفت ، گاز و زغال سنگ در سنگ های پوسته ی زمین یافت می شوند . این سوخت ها به نام سوخت های فسیلی معروفند زیرا زمین شناسان معتقدند که سوخت های فسیلی از باقی مانده ی گیاهان و جانورانی تشکیل شده اند که میلیون ها سال پیش می زیسته اند و پس از مرگشان زیر لایه های رسوبی دفن شده اند و به صورت فسیل در آمده اند . انرژی موجود در سوخت های فسیلی از نوع انرژی شیمیایی است . وقتی این سوخت ها را می سوزانیم ، انرژی شیمیایی نهفته در درون آن ها به صورت انرژی انرژی های گرمایی و نورانی آزاد می شود . این گیاهان پیش از تاریخ ، با استفاده از انرژی خورشیدی رشد می کردند . جانوران نیز با خوردن این گیاهان و سایر جانوران ، رشد می کردند . بنابراین سرچشمه ی انرژی موجود در سوخت های فسیلی خورشید است . بین دو سوم تا سه چهارم انرژی مورد نیاز بیش تر کشور های جهان از راه سوزاندن سوخت های فسیلی فراهم می شود .

سوخت های فسیلی از سوخت های تجدید ناپذیر ( نو نشدنی ) هستند ، برای این که پس از مصرف جانشینی ندارند . بعد از به پایان رسیدن ذخیره ی سوخت های فسیلی ، ناچاریم برای فراهم کردن انرژی مورد نیازمان به سراغ دیگر منابع انرژی برویم . ( در ادامه بیش تر به این نوع منابع می پردازیم )

منابع انرژی تجدید پذیر ( نو شدنی )

منابع تجدید پذیر یا نو شدنی به آن دسته از منابع انرژی گفته می شود که پس از مصرف شدن دوباره از نو به وجود می آیند . انرژی آب و باد ، انرژی خورشیدی ، انرژی جریان های جزر و مد آب دریا ( موج ) و انرژی زیستی از جمله مهم ترین منابع انرژی تجدیدپذیر به شمار می آیند . این نوع انرژی ها پایان ناپذیر یا به عبارتی تجدیدپذیر هستند ، چرا که به طور طبیعی و پیوسته فراهم می شوند و به پایان نمی رسند . مثلاً اگر برای تولید گرما چوب یک درخت را بسوزانیم ، دوباره می توانیم درخت دیگری را جای درخت پیشین بکاریم . انرژی گرمایی و نورانی خورشید سرچشمه ی همه ی انرژی های تجدیدپذیر است . هم چنین سنگ های داغ اعماق زمین ، سرچشمه ی انرژی گرمایی زمین است . انرژی گرمایی زمین را نوعی انرژی تجدیدپذیر در نظر می گیرند ، زیرا سرچشمه ی بی کرانی از انرژی در درون زمین نهفته است .

انرژی تجدیدناپذیر هسته ای

انرژی هسته ای ، نوعی انرژی است که درون هسته ی اتم ها ذخیره شده است و تنها زمانی آزاد می شود که هسته ی اتم را بشکافیم ، سوخت هسته ای از سنگ های پوسته ی زمین به دست می آید . ( اورانیم و ... ) هر چند سوخت های هسته ای تجدیدپذیر نیستند اما مقدار انرژی آزاد شده شان چنان زیاد است که انرژی ذخیره شده در آن ها بسیار زیاد است . 

نمایی از پایگاه دریایی استخراج سوخت های فسیلی - ایران
نفت و گاز از سنگ های زیر بستر دریا استخراج می شوند.
همه ی انواع سوخت های فسیلی از منابع انرژی تجدیدناپذیر و پایان پذیر به شمار می روند .

با فیزیک برای زندگی همراه باشید ...

انرژی و تبدیل انرژی

انرژی و تبدیل آن » تعریف واژه ی انرژی چندان ساده نیست . برای تعریف علمی انرژی می گوییم " انرژی عبارت است از قابلیت یا توانایی انجام کار . " از نظر دانشمندان کار یعنی وارد کردن نیرو بر یک جسم و جا به جا کردن آن . مثلاً وقتی بر نیرویی جاذبه ی زمین غلبه می کنیم و جسم سنگینی را از روی زمین بلند می کنیم بر روی آن جسم کار انجام می دهیم . برای بلند کردن این جسم به انرژی نیاز داریم که این انرژی را بدن ما فراهم می کند . به طور کلی می توان گفت که هرگاه که کاری از نظر فیزیکی انجام می شود به انرژی نیاز دارد .

صورت های گوناگون انرژی

انرژی به صورت های گوناگونی وجود دارد . ما صورت هایی از انرژی را تعریف می کنیم که در ادامه با آن ها آشنا می شویم .
انرژی گرمایی » انرژی گرمایی انرژی حرارتی نیز نامیده می شود - انرژی گرمایی یا حرارتی شکلی از انرژی است که یک جسم به دلیل گرمایش دارد . هر چه یک جسم گرم تر باشد ، مقدار انرژی گرمایی آن نیز بیشتر است . افزایش انرژی گرمایی ، جسم را داغ تر ( انرژی درونی ذرات تشکیل دهنده ی آن جسم را افزایش می دهد ) و کم کردن انرژی گرمایی جسم را سرد تر می کند . هیچ گاه نباید مفهوم گرما را با دما اشتباه گرفت . دمای یک شعله ی داغ آتش ، بسیار بیش تر از دمای یک قوری چای داغ است ! اما انرژی گرمایی شعله ی آتش از قوری چای کم تر است .
انرژی الکتریکی » انرژی الکتریکی نیز صورتی از انرژی است . جریان برق از ذره های بسیار کوچکی به نام الکترون تشکیل شده است که در راستای یک رسانای برق ( مثل یک رشته سیم مسی ) جاری می شود . در واقع همین الکترون ها انرژی الکتریکی را منتقل می کنند .
انرژی نوری » انرژی نوری صورتی از انرژی است که به صورت موج های الکترو مغناطیس جریان پیدا می کند . نور می تواند انرژی را از جایی به جای دیگر ببرد !
انرژی شیمیایی » انرژی شیمیایی صورتی از انرژی است که درون یک جسم ذخیره شده است و هنگامی که جسم در یک واکنش شیمیایی شرکت می کند ، انرژی شیمیایی خود را آزاد می کند . انرژی شینیایی نوعی انرژی ذخیره شده در یک جسم است که نوعی از انرژی پتانسیل نیز می باشد .
انرژی جنبشی یا حرکتی » انرژی جنبشی یا حرکتی صورتی از انرژی است که یک جسم در حال حرکت دارد . یک ترن هوایی که روی ریل شهر بازی حرکت می کند ، انرژی جنبشی دارد . هرچه سرعت حرکت جسم بیش تر یا سنگین تر باشد ، مقدار انرژی جنبشی آن نیز بیش تر است . به طور مثال می توان گفت که از دو خودرو با جرم های یکسان خودرویی انرژی جنبشی بیش تری دارد که سرعت بیش تری نیز دارد یا این که یک کامیون و یک خودرو که با سرعت یکسان حرکت می کنند کامیون انرژی جنبشی بیش تری دارد زیرا جرم بیشتری نیز دارد به طور کلی می توان گفت " انرژی جنبشی انرژی است که اجسام به دلیل حرکتشان ( جنبش ) دارند و مقدار این انرژی به جرم و سرعت جسم وابسته است . "
تبدیل انرژی
انرژی را می توان از شکلی به شکل دیگر تبدیل کرد . مثلاً موتور الکتریکی را به انرژی جنبشی و باتری خورشیدی انرژی نورانی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند . این نوع تغییر شکل انرژی پیوسته در پیرامون ما روی می دهد .
قانون پایستگی ( بقا ) انرژی
انرژی نه به وجود می آید و نه از بین می رود بلکه از شکلی به شکل دیگر تبدیل می شود . این قانون بسیار مهم در فیزیک ، قانون بقای انرژی نام دارد و مفهومش این است که هیچ گاه نمی توان از هیچ به وجود آورد . بنابراین تمام انرژی که استفاده می کنیم از جایی سرچشمه می گیرند . یعنی انرژی هنگام تبدیل شدن از صورتی به صورتی دیگر ، از بین نمی رود ، بلکه به نظر می رسد مقداری از آن هدر می رود زیرا گاهی عملاً از دست رس ما خارج می شود .
اندازه گیری انرژی و توان
برای اندازه گیری انرژی از واحدی به نام ژول (j) استفاده می کنیم . یک ژول انرژی ، مقدار قابل توجهی نیست . ما برای بالا رفتن از هر پله ، در حدود 1500 ژول ( یا 1/5 کیلو ژول (kj)) انرژِی مصرف می کنیم که به آن آهنگ مصرف انرژی یا توان مصرفی می گویند .
توان عبارت است از سرعت تبدیل انرژی از یک صورت به صورت دیگر که واحد اندازه گیری آن وات (w) یا ژول بر ثانیه است . یک وات عبارت است از توان لازم برای انجام کاری و معادل یک ژول در ثانیه . مثلا یک چراغ روشنایی رشته ای با توان 100 وات ، در هر ثانیه 100 ژول از انرژی الکتریکی را به انرژی گرمایی و نوری تبدیل می کند .

در مطالب بعدی بیش تر به صورت های گوناگون انرژی می پردازیم پس با فیزیک برای زندگی همراه باشید ...

توجه بیشتر به انرژی !

موضوع انرژی در زندگی روزمرهٔ ما جایگاه ویژه ای دارد و در زمینه های مختلفی مطرح می شود. چگونگی تولید و مصرف انرژی، ملاحظات اقتصادی، اجتماعی، سیاسی، زیست محیطی و … انرژی اهمیت زیادی دارد. 

با توجه به اهمیت انرژی در فیزیک و همچنین زندگی روزمره ی ما و با توجه با درخواست های مکرر شما کاربران وبسایت فیزیک برای زندگی از این پس کمی بیشتر به مبحث انرژی توجه و پرداخته و سپس به مباحث دیگر فیزیک نیز وارد می شویم .

همراه و در کنار شما | گروه علمی وبسایت فیزیک برای زندگی

نیاز بشر به انرژی

به گفته ی دانشمندان ، بدون انرژی هیچ اتفاقی روی نمی دهد . اما انرژی چیست ؟ منبع تولید آن چیست و چگونه از آن استفاده می کنیم ، جهان امروز به مقدار زیادی انرژی نیاز دارد و تامین این انرژی بدون آن که آسیبی به محیط زیست وارد شود ، یکی از مهم ترین مشکلاتی است که با آن رو به رو هستیم .

نیاز ما به انرژی

به کار هایی که در یک روز معمولی انجام میدهید ، خوب فکر کنید . از همان اول صبح که لامپ یا رادیو و تلویزیون را روشن می کنید تا گرم کردن آب برای حمام و سرد کردن یخچال ، به انرژی نیاز دارید . وقتی با خودرو به مدرسه یا محل کار می رویم ، انرژی مصرف می کنیم . هنگام استفاده از رایانه و تلفن همراه نیز انرژی مصرف می کنیم . در کارخانه ها هم برای به عمل آوردن مواد خام و تولید فراورده های گوناگونی که در زندگی روزمره به آن ها نیاز داریم و همچنین در فرایند های صنعتی مثل استخراج و ذوب فلز ها ، مقدار زیادی انرژی مصرف می شود .

انرژی در گذشته

هزاران سال است که مردم از انرژی استفاده می کنند . در آغاز از انرژی فقط برای پخت و پز و گرم کردن استفاده می کردند . اما بعد ها برای پخت ظرف های سفالی و استخراج و ذوب فلز ها برای ساخت ابزار و سلاح های جنگی ، نیاز به انرژی بیش تر شد . بخش زیادی از این انرژی با سوزاندن هیزم ، گیاهان و روغن های حیوانی فراهم می کردند . مردم از حدود دو حزار سال پیش ، برای راه اندازی آسیاب ها ( برای آرد کردن غلات ) ، انرژی آب های جاری و باد به کار می گرفتند .

با آغاز دوران انقلاب صنعتی ، نیاز به انرژی به شدت افزایش یافت . در این دوران گرمای مورد نیاز ماشین های بخار از راه سوزاندن زغال سنگ به دست می آمد . در 250 سال گذشته ، مصرف انرژی به شدت افزایش پیدا کرده است . طوری که فقط در قرن بیستم ، مقدار مصرف انرژی چهار برابر شد زیرا شهر ها گسترش یافتند ، جامعه جهانی صنعتی شد و استفاده از وسایل نقلیه برای رفتن به محل کار و مسافرت های گوناگون همگانی شد .

دانشمندان در سال های پایانی قرن بیستم میلادی ، پژوهش های خود را درباره ی ارتباط بین مصرف انرژی و آسیب رسیدن به محیط زیست ، آغاز کردند .

انرژی در قرن بیست و یکم

رشد روز افزون جمعیت ( پژوهش ها نشان می دهند که جمعیت جهان در سال 2050 میلادی حدود 10 میلیارد نفر خواهد شد . ) و پیشرفت های اقتصادی به این معنی است که نیاز به انرژی در قرن 21 افزایش پیدا می کند و سرعت افزایش میزان انرژی بیش از پیش خواهد بود . دانشمندان و مهندسان علومی همچون فیزیک در پی یافتن منابع جدید انرژی هستند تا نیاز روز افزون جهان را برآورده سازد . با وجود این ، ما نیز باید برای بهینه سازی مصرف انرژی کوشش کنیم و تاثیر های زیان بار حاصل از مصرف انرژی بر محیط زیست را کاهش دهیم .

موتور دوگانه

امروزه موتور های بنزینی چندان کارآمد نیستند و فقط یک پنجم از سوخت مورد استفاده در آن ها به انرژی تبدیل می شود . به طور میانگین یک خودروی با اندازه ی متوسط برای هر ده (10) کیلومتر یک لیتر سوخت مصرف می کند . اما موتور های دیزلی کارآیی بیش تری دارند و تقریبا با سوزاندن یک لیتر سوخت ، دو برابر لین مسافت را طی می کنند.

امروزه خودروهایی تولید می شوند که می توانند با سوزاندن هر لیتر سوخت ، مسافتی حدود 35 کیلو متر را طی کنند . این نوع خودروها که دوگانه نامیده می شوند ، مجهز به دو نوع موتور بنزینی و الکتریکی هستند. خودروهای " هوندا اینسایت " و " تویوتاپریوس " از نخستین نمونه های خودروهای دوگانه هستند که وارد بازار شده اند . در خودروهای دوگانه نیروی محرکه ی موتور الکتریکی از باتری ها فراهم می شود و انرژی تولید شده هنگام ترمز کردن باتری ها را شارژ می کند . امّا در خودرو های معمولی ، هنگام ترمز کردن انرژی زیادی به هدر می رود .

کاهش آلودگی

موتور های بنزینی در اثر سوزاندن سوخت ، مقدار فراوانی گاز های سمّی تولید می کنند که از لوله ی اگزوز بیرون می روند وارد هواکره شده و در نهایت هوا را آلوده می کنند . اکنون با افزایش روزافزون آلودگی هوا ، بسیاری از کشور ها به فکر تولید خودروهایی افتاده اند که آلایندگی کم تری ایجاد کنند . در بیش تر خودرو های پیشرفته ی امروزی برای کاهش آلودگی هوا از نوعی مبدل کاتالیزوری استفاده می شود که در اگزوز خودرو نصب می کنند . در مبدل های کاتالیزوری ، فلزهایی مانند پلاتین و رودیم به کار رفته است که به عنوان کاتالیزور کار می کنند . این کاتالیزور ها بر سرعت واکنش های شیمیایی که گاز های سمی را به گاز های بی خطر تبدیل می کنند ، می افزایند .

گاز طبیعی که همراه نفت خام یافت می شود ، بسیار تمیزتر و پاک تر از بنزین است و در حال حاضر استفاده از آن در موتور های بنزینی آغاز شده است و برای استفاده از این گاز تغییراتی در آن ها داده می شود . این گاز به صورت مایع متراکم ، درون مخزن هایی در خودرو جای داده می شود .

سوخت زیستی 

موتور های دیزلی هم تولید آلودگی می کنند ، گر چه میزان آلایندگی آن ها کم تر از موتور های بنزینی است . اما اکنون نوعی سوخت با درجه ی آلایندگی کم تر در موتور های دیزلی استفاده می شود که به آن سوخت دیزل زیستی می گویند .

این نوع سوخت از تصفیه ی روغن های گیاهی مانند روغن زیتون ، روغن آفتاب گردان و روغن ترب به دست می آید. هم چنین تهیه ی سوخت زیستی از بازیافت روغن های پخت و پز آغاز شده است.

نیروی پیشران الکتریکی

هدف نهایی تولید وسایل نقلیه این است که هیچ گونه آلایندگی نداشته باشند. خودروهای برقی که در نخستین روزهای تولید خودرو رواج داشتند ، می توانند ما را در رسیدن به این هدف کمک کنند .

بیش تر وسایل نقلیه ی برقی که در جاده ها رفت و آمد می کنند ، خودرو های شخصی نیستند بلکه بیش تر آن ها کامیونت های حمل شیر هستند ! این نوع وسایل نقلیه به وسیله ی موتور های الکتریکی که نیروی شان را باتری ها فراهم می کنند به حرکت در می آیند . باتری های معمولی خیلی سنگین هستند و طول عمر بسیار کوتاهی دارند و باید دوباره شارژ شوند . استفاده از این باتری ها در خودروهای عادی ، سرعت و شتاب خودرو را کم می کند .

در خودروهای برقی آینده ، از پیل های سوختی استفاده خواهد شد که امروزه برای فراهم کردن نیروی الکتریسیته تولید می کند . ماده ی زاید حاصل از این واکنش شیمیایی ، آب است و در نتیجه هیچ گونه مواد آلاینده ی دیگری منتشر نمی شود . 

شرکت خودروسازی لس آنجلس در سال 2003 میلادی ، نخستین نمونه ی خودروی مجهز به پیل سوختی را با نام هوندا FCX وارد بازار مصرف کرد . شرکت خودروسازی جنرال موتور نیز در حال طراحی و ساخت نمونه ای از خودروهای " های - وایر " الکترونیکی است که باید آن را نمونه ای شگفت آور از فناوری نوین خودروهای آینده دانست.

چرا فیزیک را می آموزیم ؟

هنگامی که به اطراف خود نگاه می کنیم، با پدیده ها و دستگاه های مختلفی مواجه می شویم و سؤال های زیادی برای ما مطرح می شود رنگین کمان چگونه تشکیل می شود؟ دمای سطح خورشید را چگونه اندازه می گیرند؟ بنیادی ترین ذرات تشکیل دهندهٔ عالم چه ذراتی هستند؟ سن و ابعاد کیهان چقدر است ؟ یک DVD چگونه اطلاعات زیادی را در خود ذخیره می کند؟ باتری های شارژ شدنی مانند باتری تلفن همراه، لپ تاپ و … چگونه کار می کنند؟ کارت های اعتباری مانند کارت عابربانک، کارت سوخت، کارت تلفن و … چگونه طراحی می شوند؟ چگونه با دستگاه آندوسکوپی درون بدن را می بینیم؟ چگونه یک دستگاه سونوگرافی تصویری سه بعدی از بدن را ایجاد می کند؟ اجاق میکروموج ( ماکروفر ) چگونه غذا را گرم می کند؟ یک مولد تولید برق چگونه انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می نماید؟ موتور یک خودروی امروزی برچه اساسی طراحی می شود تا قدرت آن با کمترین مصرف بهینه باشد؟ کوچک ترین ذراتی که توسط میکروسکوپ های پیشرفتهٔ امروزی نشان داده می شوند، چه ابعادی دارند؟ در طراحی یک ساختمان چه مسائلی را باید رعایت کرد تا اتلاف انرژی به حداقل برسد؟
با فراگیری فیزیک می توانیم پاسخ ها و توضیحات مناسبی برای هریک از این سؤال ها یا پرسش های مشابه بیابیم. پس فیزیک در زندگی هرکس نقش بسیار مهمی ایفا می کند، چه با فیزیک آشنا باشد، چه نباشد. بسیاری از مردم مانند خلبان هواپیما، تعمیرکار خودرو یا هواپیما، یک جوشکار
حرفه ای و … چیزهای زیادی از فیزیک می دانند، و از آن در زندگی روزمره استفاده می کنند. هروقت بخواهید پدیده های اطراف خود را به طور علمی توضیح دهید به دنیای فیزیک وارد می شوید.
مطالعات علمی نشان داده اند که پدیده ها از قانون های خاصی پیروی می کنند. هدف اصلی علم فیزیک کشف و بیان این قانون ها است و همان طور که در این کتاب خواهید دید، پاسخ به پرسش ها نیز براساس این قانون ها صورت می گیرد. قلمرو فیزیک از ریزترین ذرات همچون اجزای تشکیل دهندهٔ
 اتم ها تا اجسام بسیار بزرگی همچون ستارگان و کهکشان ها را شامل می شود.

با ما همراه باشید تا بیشتر با این علم لذت بخش آشنا شوید و به سادگی و همچون دانشمندان به پاسخ سوال های علمیتان پاسخ بدهید :)

شیخ بهایی ، استفاده شیخ بهایی از انرژی زیست توده ( بیومس )

بهاء الدین محمدبن حسین عاملی معروف به شیخ بهایی در سال 925 هجری شمسی در بعلبک لبنان به دنیا آمد و اندکی بعد به جبل عامل رفت که در آن زمان ز مر کز مهم شیعه بود. در زمانی که شیخ بهایی تقریباً ١3 سال داشت، گروهی از هل سنت به آز ر و ذیت شیعیان آن منطقه پرداختند و چنین شد که بهاء لدین به همر ه پدر به قزوین کوچ کرد که در آن زمان پایتخت صفویان و یکی از مراکز مهم شیعه بود. شیخ بهایی در همین شهر فارسی را آموخت و تا 3١ سالگی در همین شهر سکنی گزید و سپس به امر شاه تهماسب عازم هرات شد و منصب شیخ لاسلامی هرات را که مهمترین منصب روحانیت آن زمان بود برعهده گرفت. پس از آنکه شاه عباس اول برتخت سلطنت نشست، پایتخت را از قزوین به اصفهان
منتقل کرد و شیخ بهایی نیز به صفهان کوچ کرد. سپس به امر شاه عباس منصب شیخ الاسلامی اصفهان ار برعهده گرفت. از شیخ بهایی بیش از ١00 رساله و کتاب در حوزه های مختلف علوم دین و غیر آن به زبان های فارسی و عربی برجای مانده ست. گفته شده ست شیخ بهایی در ریاضی و معماری مهندسی هم دستی بر آتش داشت. برخی پژوهندگان بر این عقیده اند که تعدادی از بناهای معروف دورهٔ صفویه نتیجهٔ تدبیر و طراحی او بوده است، گرچه برخی دیگر از پژوهشگران با این امر موافق نیستند. مشهورترین ساخته منتسب به شیخ بهایی، کورهٔ مشهور و در حمام موسوم به شیخ بهایی بوده است. این کوره تنها با یک شمع، آب حمام را گرم می کرد. در واقع طبق طراحی، فاضلاب شهر به وسیلهٔ لوله هایی در مخزنی جمع آوری می شد. از ین فاضلاب گاز متان متصاعد می شد که گازی قابل اشتعال است. سپس ین گاز به محل شمع هدایت می شد و چون فاضلاب همواره وارد مخزن می شد، شعلهٔ شمع برافروخته باقی می ماند. شمع، مخزن آبی از جنس طلا را گرم می کرد که انتخاب طلا به دلیل رسانایی بالای آن در انتقال گرماست. شیخ بهایی علاوه بر علوم طبیعی، در سیاست، ادبیات، فلسفه، عرفان و فقه نیز سرآمد دوران خود بود و چنان که آمد است منصب شیخ لاسلامی را نیز برعهده داشت. از شاگردان معروف شیخ بهایی می توان به ملاصدرای شیرازی و ملامحسن فیض کاشانی اشاره کرد. شیخ بهایی در سال ١000 هجری شمسی در اصفهان درگذشت و بنا به وصیت خویش در مشهد به خاک سپرده شد.

منابع انرژی

منابع انرژی

در یک نگاه کلى، منابع انرژى را مى توان به دو دستهٔ تجدید پذیر و تجدید ناپذیر تقسیم بندى کرد که در ادامه به بررسى هریک خواهیم پرداخت.

منابع انرژى تجدید ناپذیر
انرژى هاى تجدید ناپذیر تنها یک بار قابلیت مصرف دارند و منابع آنها محدود است و پس از مدتى تمام مى شوند. سوخت هاى فسیلى و سوخت هاى هسته اى از جملهٔ این منابع محسوب مى شوند که در زیر به شرح آنها خواهیم پرداخت.
1- سوخت هاى فسیلى: میلیون ها سال طول مى کشد تا تنه هاى پوسیدهٔ درختان یا باقى ماندهٔجانوران در زیر گِل و لاى، تحت فشار و دماى مناسب، به زغال سنگ یا نفت و گاز تبدیل شود.از مجموعهٔ این مواد که سوخت هاى فسیلى نامیده مى شوند مى توان در صنایع پالایش و پتروشیمى هزاران مادهٔ مفید همچون قطران )از زغال سنگ(، بنزین، نفت سفید، نفت گاز، روغن موتور، رنگ،کود شیمیایى، دارو، پلاستیک و حتى غذا به دست آورد.مهم ترین مشکل سوخت هاى فسیلى آلوده کردن محیط زیست ناشى از تولید گازهاى مضراست که باعث گرم شدن زمین مى شوند. مقدار این سوخت ها، به ویژه نفت، محدود SO و 2 CO مانند 2است که با توجه به آهنگ مصرف کنونى و بنابر پیش بینى هاى انجام شده، در چند دههٔ آینده منابع آن به اتمام مى رسد.

2- سوخت هاى هسته اى: بر اثر شکسته شدن هستهٔ برخى اتم هاى سنگین مانند اورانیم و توریم انرژى بسیار زیادى آزاد مى شود. این واکنش را شکافت هسته اى مى نامند. همچنین بر اثر جوش خوردن هستهٔ اتم هاى سبک مانند هیدروژن و تشکیل هسته هاى اندکى سنگین تر چون هلیم نیز انرژى بسیار زیادى آزاد مى شود. این واکنش که همجوشى هسته اى نامیده مى شود همان واکنشى است که در ستارگان و خورشید صورت مى گیرد و انرژى لازم براى تداوم زندگى بر روى کرهٔ زمین را فراهم مى سازد. در واقع بیشتر انرژى مورد نیاز ما را واکنش هاى هسته اى با مصرف سوخت هاى هسته اى تأمین مى کنند. اکنون در بیشتر کشورهاى توسعه یافته و معدودى از کشورهاى در حال توسعه از شکافت هسته اى در راکتورها براى تولید انرژى الکتریکى و تأمین برق مورد نیاز استفاده مى شود. در این نیروگاه ها به جاى زغال سنگ، نفت، یا گاز از مادهٔ شکاف ت پذیرى مانند اورانیوم براى تولید گرما و به راه انداختن توربین بخار استفاده مى شود. انرژى حاصل از این واکنش هزاران بار بیشتر از انرژى ناشى از سوزاندن سوخت هاى فسیلى است.

در کشور ما ایران نیز از ده ها سال قبل برنامه هاى جامعى براى تولید انرژى الکتریکى از طریق نیروگاه هاى هسته اى انجام شده و ساخت و راه اندازى نیروگاه هسته اى بوشهر بخش کوچکى از این برنامه هاست. به جهت اهمیت راهبردى فناورى هاى نو و از جمله فناورى هسته اى در دنیاى امروز، مدیران ارشد کشور در دو دههٔ اخیر تمرکز بیشترى روى توسعهٔ این گونه فناورى ها گذاشته اند؛ به طورى که در زمینهٔ تولید سوخت هسته اى هم اینک بخشى از این برنامه ها به نتیجه رسیده و امروزه ایران در ردهٔ چند کشور معدودى است که فناورى غنى سازى اورانیوم را به جهت استفاده در مصالح صلح آمیز در اختیار دارد. نیروگاه هاى هسته اى آلاینده هایى چون SO2 و CO2 تولید نمى کنند و درنتیجه مسائل زیست محیطى ناشى از کار آنها کمتر از نیروگاه هاى با سوخت فسیلى است. البته بر اثر شکافت هسته اى مواد پسماند پرتوزایى تولید مى شود که با دور ریزى درست و ایمن آنها مى توان مسائل زیست محیطى ناشى از این نیروگاه ها را بسیار کم کرد. همچنین طراحى صحیح و مناسب نیروگاه هاى هسته اى خطر ناشى از حوادث آنها را کمینه مى سازد.

مسائل زیست محیطى ناشى از همجوشى هسته اى بسیار کمتر از واکنش شکافت هسته اى است. اما واکنش های آن در دماهاى بسیار زیاد انجام می شوند که طراحى نیروگاه هاى مربوطه را به فناورى بسیار پیشرفته اى نیازمند مى سازد. این امید وجود دارد که در آینده با غلبه بر مشکلات مربوط به طراحى این نیروگاه ها، همجوشى هسته اى علاوه بر ستارگان و خورشید، چشمهٔ مهم تولید انرژى بر روى زمین نیز بشود.

منابع انرژى تجدید پذیر
منابع انرژى تجدیدپذیر تمام نمى شوند و معمولاً آلودگى به وجود نمى آورند. برخى از این منابع عبارت اند از: انرژى خورشیدى، انرژى باد، انرژى امواج دریا، انرژى هیدروالکتریک (برق آبى)، انرژى زمین گرمایى، سوخت هاى گیاهى (بیومَس) که به اختصار به شرح هریک مى پردازیم.
1- انرژى خورشیدى: مقدار کل انرژى اى که زمین از خورشید دریافت مى کند بسیار زیاد و در هر ثانیه معادل انرژى حاصل از سوختن 3 میلیون تن بنزین است. تقریباً نیمى از این انرژى به سطح زمین و آب اقیانوس ها مى رسد و خاک و آب و هواى زمین را گرم مى کند و مقدارى از آن بر اثر فتوسنتز به صورت انرژى شیمیایى جذب گیاهان و سبب رشد آنها مى شود. از نور خورشید براى گرم کردن، خشک کردن و حتى آتش زدن از زمان هاى گذشته استفاده می شده ولى بهره بردارى به روش هاى جدید، در چند دههٔ اخیر معمول شده است.

راحت ترین راه بهره گیرى انرژى خورشیدى، در آب گرم کن هاى با دماى کم است. در این وسیله از صفحه هاى خورشیدى به عنوان وسیلهٔ تبدیل انرژى استفاده مى شود که نور خورشید را به انرژى گرمایى تبدیل مى کند . از این وسیله براى تولید آبِ گرم خانگى با دماى حدود
70 درجه ی سانتی گراد  استفاده مى شود. 
 از انرژى خورشیدى مى توان براى تولید دماهاى زیاد، تا 3000 درجه ی سانتی گراد و بالاتر، نیز بهره گرفت. در این مورد از آینه هاى مقعّر بزرگ (کورهٔ خورشیدى) براى متمرکزکردن پرتوهاى خورشید در ناحیه اى کوچک استفاده مى شود . این انرژى را مى توان براى تبدیل آب به بخار، براى به راه انداختن توربین یک نیروگاه برق به کار برد.
روش دیگر بهره گیرى از انرژى خورشیدى، به کاربردن سلول هاى خورشیدى است که نور خورشید را مستقیماً به الکتریسیته تبدیل مى کنند. با اتصال تعداد زیادى از این سلول ها مى توان انرژى لازم را براى دستگاه هاى برقى، مخابراتى و ماهواره ها تأمین کرد. می توان از این سلول ها براى تولید انرژى الکتریکى در مقیاس کوچک و براى نواحى دورافتاده بهره گرفت. به تازگى با گسترش فنّاورى ساخت این سلول ها مى توان آنها را براى تولید برق در مقیاس بزرگ نیز به کار گرفت به طورى که یک نیروگاه تولید الکتریسیته از این نوع در شیراز به نام نیروگاه خورشیدى شیراز ساخته شده است. همچنین طرح هاى بسیارى براى خودروهاى سبک به مرحلهٔ اجرا درآمده است که در آنها با استفاده از انرژى خورشیدى حرکت ایجاد می شود . هم اکنون روشنایى برخى از پارک ها و حتى چراغ هاى احتیاط و راهنماى خیابان ها در شهرهاى مختلف ایران توسط سلول هاى خورشیدى تأمین مى گردد.

2-  انرژى باد: انرژی باد مانند سایر منابع انرژی تجدیدپذیر از نظر جغرافیایی گسترده و در عین حال به صورت پراکنده و تقریباً همیشه در دسترس است. بیشترین منابع انرژی باد در نواحی ساحلی و کوهستانی واقع شده اند. بهره برداری از انرژی باد توسط توربین های بادی تفکری بسیار قدیمی است. کاربرد آسیاب های بادی پیش از قرن دهم میلادی در ایران معمول بوده و در قرن هیجدهم در اروپا گسترش فراوان داشته است. آسیاب های بادی با استفاده از انرژی باد سنگ های آسیاب را می چرخانند و بدین وسیله دانه های غلات را خرد می کنند. آسیاب های بادی خواه به صورت قدیمی یا به صورت جدید با اصول یکسانی کار می کنند. پره های آسیاب )توربین بادی( پیچش خاصی دارند که وقتی باد به آنها برخورد می کند آسیاب یا توربین را می چرخاند در این عمل سرعت باد کند می شود. و انرژی باد باعث چرخش توربین می گردد.

امروزه از انرژی باد بیشتر برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می شود . چرخش توربین باد باعث چرخش قسمت چرخندهٔ (روتور) مولد برق می شود و بدین ترتیب انرژی الکتریکی تولید می گردد.

براساس پیش بینی های صورت گرفته توسط انجمن جهانی انرژی باد، این انرژی تا سال 2020 قادر به تأمین دست کم ١2 % از برق مصرفی جهان خواهد بود. همچنین ظرفیت نصب شده جهانی در این سال به حداقل ١500 گیگاوات خواهد رسید. به طور کلی با استفاده از انرژی باد به عنوان یک منبع انرژی در درازمدت می توان دوبرابر مصرف انرژی الکتریکی فعلی جهان را تأمین کرد.

از مزایای بهره برداری از انرژی باد می توان به موارد زیر اشاره کرد :

١ عدم نیاز توربین های بادی به سوخت، که در نتیجه از میزان مصرف سوخت های فسیلی
می کاهد.
2 رایگان بودن انرژی باد

3 کمتر بودن نسبی قیمت انرژی حاصل از باد نسبت به انرژی های فسیلی
4 عدم نیاز به آب
5 کم بودن آلودگی زیست محیطی آن نسبت به سوخت های فسیلی

3- انرژى امواج دریا: افت و خیز امواج دریا را مى توان به کمک نوعى مبدل به انرژى لازم براى به کار انداختن مولدهاى برق تبدیل کرد. هرچند این کار مشکل است و تولید الکتریسیته در مقیاس بزرگ با این روش تا آینده اى نزدیک عملى نخواهد بود، ولى اکنون دستگاه هاى کوچکى از این نوع در تأمین انرژى لازم براى مردمانى به کار می رود که در جزیره ها زندگى مى کنند. در شکل زیر طرحى از چگونگى مهار انرژى امواج دریا را مشاهده می کنید .

4- انرژى برق آبی (هیدروالکتریک) : در مناطقی که بارش سالانهٔ آنها زیاد است و یا رودخانه های پرآبی دارند با ساخت سد و احداث دریاچه های مصنوعی آب را ذخیره می کنند تا هم مصرف آب در طول سال مدیریت شود و هم انرژی الکتریکی تولید شود . آب از دریچه های روی دیوارهٔ سد خارج می شود و در مسیر کانالی حرکت می کند که به همین منظور ساخته شده است.

با پایین آمدن آب از کانال انرژی پتانسیل گرانشی آن به انرژی جنبشی تبدیل می شود. در پایین کانال آب با برخورد به پره های توربین آنها را می چرخاند. چرخش توربین باعث چرخیدن قسمت چرخندهٔ مولد جریان برق (روتور) و تولید انرژی الکتریکی می شود .
نیروگاه های برق آبی از منبع انرژی ای استفاده می کنند که در صورت مصرف نشدن هدر می رود.
علاوه بر آن موجب آلودگی محیط زیست هم نمی شوند.
امروزه حدود 20 درصد از انرژی الکتریکی تولید شده در جهان برق آبی است. این سهم در ایران حدود ١0 درصد است.

5-  انرژى زمین گرمایى: انرژى زمین گرمایى به گرماى موجود در زیر سطح کرهٔ زمین گفته مى شود. مقدار این انرژى به مراتب بیشتر از مصرف فعلى انرژى در جهان است، ولى تولید آن، به جز در نواحى اى که به عنوان محل آتش فشان یا زلزله شناخته مى شوند، بسیار کم است.
براى استفاده از انرژى زمین گرمایى ، آب سرد را از طریق مجرایى به طرف صخره هاى داغ، در عمق زمین مى فرستند و آن را از طریق مجرایى دیگر به صورت آب گرم و یا بخار خارج مى کنند. از این آب گرم و یا بخار مى توان براى گرم کردن خانه ها و به کارانداختن یک توربین
بخار مولد برق استفاده کرد. انرژى زمین گرمایى درصورتى تجدید پذیر محسوب مى شود که انرژى برداشت شده بیش از انرژى اى که از طریق مرکز زمین(این انرژى، براثر واکنش هاى هسته اى به صورت پیوسته تولید مى شود) جایگزین مى شود نباشد و همچنین مقدار آب تزریق شده و آب خارج شده برابر باشد.

ج( زیست توده )بیومَس(: زیست توده همهٔ اجزای قابل تجزیهٔ زیستی از محصولات و زایدات کشاورزی، صنایع جنگلی و سایر صنایع مرتبط، فاضلاب ها و زباله های شهری و صنعتی است. تفالهٔ دانه های روغنی و کاه، ضایعات کشاورزی مانند نیشکر و چغندر، فضولات حیوانی، فاضلاب ها و زباله های شهری، پسماندهای صنایع غذایی،چوبی و جنگلی و … از جمله منابع زیست توده هستند.

انرژی زیست توده، بعد از انرژی خورشیدی بالاترین پتانسیل انرژی را دارد و در حال حاضر بالاترین سهم مصرف را در میان انرژی های تجدیدپذیر به خود اختصاص داده است. منابع انرژی حاصل از زیست توده می تواند مانند برق و یا حامل های انرژی چون سوخت های گازی و مایع نیاز بخش های مختلف جامعهٔ بشری را تأمین کند. منابع زیست توده حاوی ترکیبات آلی با مولکول های درشت زنجیرند. این مولکول ها در طی فرایندهای هضم )مدفون در زمین، داخل مخازن مخصوص و یا رها شده در طبیعت( شکسته و به مولکول های ساده تبدیل می شوند. محصول نهایی این فرایند،
گازی قابل اشتعال به نام بیوگاز است. این گاز شامل دوجزء عمدهٔ متان و دی اکسیدکربن است. این مخلوط گازی با ارزش حرارتی 40 تا ٧0 درصد ارزش حرارتی گاز طبیعی، می تواند به شکل های مختلف مورد استفاده قرار گیرد .

گفته می شود محمدبن حسین عاملی معروف به شیخ بهایی جزء نخستین کسانی بوده که از بیوگاز حاصل از زیست توده (فاضلاب حمام) استفاده کرده و آن را به عنوان سوخت یک حمام در اصفهان به کار برده است.
امروزه سوخت های زیستی مایع مانند بیواتانول، بیومتانول و بیودیزل در کشورهای زیادی مورد توجه و استفاده قرار گرفته اند. در کشور برزیل بخش زیادی از مصارف بنزین و گازوئیل با این سوخت های جدید جایگزین شده است و در برخی از کشورها از این سوخت به عنوان ماده افزودنی
به بنزین به عنوان جایگزین سرب برای بهسوزی و … استفاده می شود.

چ( هیدروژن:امکان دسترسی به انرژی های نو و تجدیدپذیر در هر زمان و مکانی وجود ندارد. می توان با استفاده از منابع انرژی نو و همین طور با استفاده از منابع انرژی فسیلی، هیدروژن تولید کرد. یکی از راه های تولید هیدروژن الکترولیز آب به وسیلهٔ جریان الکتریکی است. هیدروژن
از فراوان ترین عناصر موجود در سطح زمین است. هیدروژن تولید شده را به شکل های مختلفی مثل گاز یا مایع ذخیره و به محل مصرف منتقل می کنند. به این ترتیب هیدروژن به عنوان یک واسطه عمل می کند که انرژی را از منابع انرژی نو یا منابع انرژی فسیلی می گیرد و به محل مصرف می رساند. در محل مصرف، می توان هیدروژن را به عنوان سوخت در موتورهای احتراق داخلی سوزاند، یا از آن در پیل های سوختی استفاده کرد. پیل سوختی هیدروژن و اکسیژن را مصرف و با یک واکنش شیمیایی الکتریسیته تولید می کند . پیل های سوختی و موتورهای احتراقی که هیدروژن مصرف می کنند آلاینده های شیمیایی و آلودگی زیست محیطی ندارند، بنابراین هیدروژن را یک حامل انرژی پاک می نامند. در چنین پیل های سوختی برخلاف باموها مادامی که به آنها سوخت رسانده شوند از کار نمی افتند و نیاز به شارژ مجدد ندارند.

در این پیل سوختی، اتم های هیدروژن به یون های هیدروژن
و الکترون شکسته می شوند. یون های هیدروژن به غشاء نفوذ کرده و به
سمت کاتد می روند، اما الکترون ها نمی توانند از غشاء عبور کنند و مجبور
به طی مدار خارجی می شوند که همین باعث تولید جریان الکتریکی می شود.

 8 بهینه سازی مصرف انرژی
مصرف روز افزون و بى رویهٔ انرژى، به خصوص سوخت هاى فسیلى، مسایل و مشکلات فراوانى را براى انسان و محیط زیست کرهٔ زمین به وجود آورده است. لازم است این مشکلات را بشناسیم و روش هاى برطرف کردن آن مسایل و بهترین راه مصرف انرژى را بیابیم تا زندگى انسان دوام یابد و توسعهٔ پایدار صورت گیرد. هر گونه مصرف انرژى در نهایت صرف گرم کردن محیط مى شود. به عنوان مثال یک خودرو در حال حرکت را در نظر بگیرید. خودرو در اثر احتراق بنزین انرژى جنبشى کسب مى کند. در اثر احتراق موتور گرم مى شود. براى خنک کردن موتور از آبى استفاده مى شود که به دور آن مى گردد. آب نیز در رادیاتور به وسیلهٔ جریان هوا خنک مى شود و درنتیجه هوا را گرم مى کند. انرژى جنبشى نیز در اثر اصطکاک با سطح جاده و ترمز کردن به انرژى درونى تبدیل مى شود و صرف گرم کردن محیط مى شود. بنابراین در یک سفر که از یک محل به محل دیگرى مى رویم، بیشتر انرژى شیمیایى بنزین به روش های مختلف صرف گرم کردن محیط مى شود. به عنوان یک مثال دیگر، مى توان نیروگاهى را در نظر گرفت که با نوعی سوخت فسیلى کار مى کند. مقدارى از انرژى شیمیایى سوخت در این نیروگاه به انرژى الکتریکى تبدیل مى شود و بقیه به روشی که
گفته شد، صرف گرم کردن محیط مى شود. انرژى الکتریکى از طریق شبکهٔ سراسرى برق به خانه ها منتقل و در آنجا براى مقاصد گوناگون به کار گرفته مى شود. بخشى از این انرژى صرف روشنایى منزل مى شود. انرژى نورانى توسط دیوارها و وسیله هاى موجود در اتاق جذب و باعث گرم تر شدن فضاى اتاق مى شود. بخشی دیگر، صرف راه اندازى وسیله هاى برقى مى شود که در نهایت آنها نیز محیط را گرم می کنند. به این ترتیب می بینیم که در زنجیرهٔ تبدیل منابع انرژی همواره در انتها به نوعی از انرژی می رسیم ، که در عمل غیرقابل استفاده و موجب گرم شدن محیط است.

باید دانست که، با توجه به توسعهٔ اقتصادى کشورها، مصرف انرژى در حال افزایش است و برآورد شده است که در هر 10 سال مصرف انرژى دو برابر مى شود. اما چون بیشتر انرژى ها از سوخت هاى فسیلى تأمین مى شود که منابع محدودى دارند )پیش بینى مى شود که ذخیره هاى نفت خام تا چند دههٔ دیگر پایان مى یابد( مصرف سوخت هاى فسیلى انواع آلودگى ها را ب ه همراه مى آورد که به شدت براى شهروندان زیان آور
است و باعث تشدید بعضى بیمارى ها مى شود. صرفه جویى و استفادهٔ بهینه از منابع انرژى ضرورى است. با استفا دهٔ بیشتر از وسیله هاى نقلیهٔ عمومى، به جاى استفاده از وسایل شخصى، مى توان در جهت کاهش مصرف سوخت و کاهش آلودگى هوا گام برداشت. همچنین با عایق بندى بهتر ساختمان ها مى توان مصرف انرژى براى گرم و یا سرد کردن ساختمان ها را کاهش داد که در این باره در مطالب بعدی وبسایت فیزیک برای زندگی صحبت خواهیم کرد. مورد صرفه جویى در مصرف انرژى الکتریکى را نیز مورد بحث قرار مى دهیم.

با ما همراه باشید ... / فیزیک برای زندگی

ابر سیلیسیم

سیلیسیم یکی از فراوان ترین عنصر های موجود در پوسته ی زمین است که از آن در ساخت تراشه های رایانه ها و ابزار هایی مانند پیل های خورشیدی و CCD ها استفاده می کنند.

تراشه های سیلیسیمی که برای پردازش مدار های الکترونیکی و داده ها و حافظه ی رایانه ها به کار می روند ، از مجموعه ای از قطعه های الکترونیکی به نام ترانزیستور ساخته شده اند . ترانزیستور ها به عنوان کلید قطع و وصل جریان الکتریسیته کار می کنند . در اثر برقراری یا قطع جریان الکتریسیته ، پالس های الکتریکی در واحد پردازش الکترونیکی رایانه ، به صورت رمز دودویی ( دورقمی یا بر مبنای 2 ) نمایش داده می شوند که از اعداد صفر و یک ( 0،1 ) تشکیل شده اند .

ترانزیستور ها از سه بخش نیمه رسانای متفاوت تشکیل شده اند که به طور فشرده کنار هم قرار گرفته اند و امروز نوع NPN آن بیش تر رایج است . این نوع ترانزیستور از دو لایه نیمه رسانای نوع N تشکیل شده است که بین آن دو یک لایه نیمه رسانای نوع p قرار گرفته است . نیمه رسانای نوع N دارای کمی الکترون اضافی است در حالی که نیمه رسانای نوع p دارای تعدادی " حفره " است که از این راه الکترون های نیمه رسانای نوع N عبور می کنند.

کوچک کردن مدار ها

در دهه ی 1950 میلادی ، استفاده از ترانزیستور ها بسیار زیاد شد . ترانزیستور ها از لامپ های الکترونی ( لامپ های خلأ ) خیلی کوچک تر بودند و جانشین آن ها شدند . کوچکی اندازه ی ترانزیستور ها باعث شد تا رادیو های ترانزیستوری جیبی وارد بازار شود . در آغاز ترانزیستور ها را به صورت یک قطعه ی الکترونیکی مجزا در مدار های الکترونیکی به کار می بردند . اما در سال 1958 میلادی ، تمام اجزای مدار ها که شامل ترانزیستور ها و دیگر قطعه های الکترونیکی ( دیود ها ، مقاومت ها ، خازن ها ) بود ، در یک مجموعه ی یک پارچه به نام " مدار " جای گرفت . ساخت مدار های مجتمع ، اندازه ی دستگاه های الکترونیکی را باز هم کوچک تر کرد . امروزه یک مدار مجتمع شامل میلیون ها قطعه ی الکترونیکی است که روی یک لایه یا تراشه ی سیلیسیمی به نام ریز تراشه جای می گیرد . علت این نامگذاری این است که این مدار بسیار کوچک الکترونیکی را فقط زیر میکروسکوپ می توان دید . تراشه هایی که امروزه به نام ریزپردازنده می شناسیم ، می توانند همه ی مدار های موجود در یک رایانه را در یک رایانه را در خود جای دهند .

برای ساخت یک تراشه ی سیلیسیمی ، مراحل مختلفی انجام می شود . در اغاز کار ، به یک لایه ی نازک سیلیسیم خالص نیاز داریم . سپس مرحله به مرحله و در فرایند هایی به نام قلم نی ، حکاکی و تراشکاری ، انواع مواد نیمه رسانا ( از نوع N و P ) را روی ان می نشانند . برای این کار از مواد شیمیایی خاصی مانند فسفر و بور استفاده می کنند . از یک لایه ی سیلیسیم دایره ای شکل و با قطری نزدیک به ده سانتی متر ، می توان صد ها تراشه ساخت .

پیل های خورشیدی و تصویر های دیجیتالی

پیل های خورشیدی و دستگاه هایی که تصویر های دیجیتالی را نمایش می دهند ، به نور واکنش می دهند و هر دو با سیلیسیم کار می کنند . یک پیل خورشیدی از دولایه ی نیمه رسانای نوع N و P ساخته شده است که وقتی پرتو نور پس از گذشتن از لایه ی بالایی با محل اتصال بین این دولایه برخورد می کند ، جریان الکتریسیته تولید می شود . صفحه های خورشیدی از هزاران پیل خورشیدی تشکیل شده اند که نیروی برق فضاپیماها را فراهم می کنند .

نمایشگر تصویر های دیجیتالی که سی سی دی (CCD) نامیده می شود ، از آرایه ای ( طرح هایی ) از واحد های حساس به نور یا عنصر های تصویری ( پیکسل ) ساخته شده است . این آرایه ها طرح نوری را که به آن برخورد می کنند به صورت طرحی از بار الکتریکی ذخیره می کنند که می توان آن ها را خواند یا تصویر الکترونیکی شان را ذخیره کرد . از سی سی دی در دوربین های ویدیویی و دیجیتال استفاده می کنند .

پاسخ مسابقه فیزیک 1

سلام ، در وبسایت فیزیک برای زندگی هر چند مدت یک بار یک پرسش در پیرامون فیزیک پرسیده می شه ..... شما می تونید به پرسش مطرح شده پاسخ صحیح بدید و با وارد کردن آدرس رایانامه ی خود هدیه ی ویژه ی مارو دریافت کنید .... در اینجا ما پاسخ اولین مسابقه ی فیزیک وبسایت ( مسابقه ی فیزیک 1 ) رو برای شما قرار دادیم ...

پاسخ ) در سال 1986 میلادی ، ارنست روسکا برنده ی جایزه ی نوبل فیزیک سال برای اختراع میکروسکوپ الکترونی شد ...

 

اسامی شرکت کنندگان این مسابقه ) Hossein 071

اسامی برندگان ) متاسفانه این مسابقه برنده ای نداشت ! در مسابقات بعدی ما شرکت کنید - شاید شما برنده ی ما باشید !