ببخشید که این همه (دو سال) دیر شد. راستش انگار آدم باید تو محیط دانشگاه باشه تا اینجور نوشتنش بیاد.

 بگذارید یک مثال ساده بزنم. فکر کنید بهتون می گویند فلانی از یک مبدائی دو دقیقه پیش با سرعت بیست متر در دقیقه  شروع کرده و روی خط راست داره به فلان جهت حرکت میکنه. الان چقدر با مبدا فاصله داره؟ چی میگین؟ احتمال داره که بگین ۴۰ متر دور شده. خوب خیلی بد جوابی نیست. مسافت حاصلضرب زمان در سرعت است. دقت کردین سرعت رو چی گفتیم؟ ۲۰ متر در دقیقه. یعنی هر دقیقه بیست متر به مسافت طی شده اضافه میشه.

اگر دوباره مطلب قبلی رو با دقت بخونین می بینین که این یعنی (با ساده سازی) مشتق مسافت نسبت به زمان سرعته. حالا شما یک جایی می دونستین کجایین (تو مبدا) یعنی می دونستین مسافتتون چقدره. وقتی مشتق رو بهتون بدن می تونین حساب کنین بعد از مدتی کجایین. خوب حالا اگر بهتون بگن چنانچه سرعت و مسیرش تغییر نکنه ۵ دقیقه دیگه کجاست چی میگین؟ میگین ۴۰ متر بود بعدش هم هر دقیقه ۲۰ متر دور تر میشه پس ۱۵ دقیقه دیگر ۳۰۰ متر دیگر هم دور میشه و تو ۳۴۰ متر است. (با ساده سازی البته)

به بیان ساده اگر مسافت در یک زمان مشخصی چقدره و مشتق مسافت نسبت به زمان رو هم بدونین می تونین در یک زمان دیگر هم مسافت رو بدست بیارین. تا اینجا قبول؟ یادتون باشه از مسافت و مشتقش فهمیدین در یک زمان دیگر مسافت چقدره. اما یک سوال. کی گفته سرعت ثابته؟

فرض کنین سرعت هم خودش تابع زمان باشه(سخت شد؟) و بهتون بگن دو دقیقه پیش با سرعت ۲۰ متر بر ثانیه شروع کرد و هر دقیقه ۲ متر بر دقیقه به سرعتش اضافه کرد. سخت میشه نه؟ یعنی آخر دقیقه اول سرعتش ۲۲ متر بر دقیقه است و آخر دقیقه دوم سرعتش ۲۴ متر بر دقیقه. حالا می تونین بگین اخر دو دقیقه کجا است؟  یا میشه بگین آخر دو دقیقه سرعتش چقدره؟ خوب با بیست متر در دقیقه شروع کرد و دقیقه ایی دو متر اضافه شد- پس بعد از دو دقیقه سرعتش ۴ متر بر دقیقه اضافه میشه میشه ۲۴ متر بر دقیقه. می بینین سرعت هم داره مثل مسافت تغیر می کنه.

به این تغییر سرعت می گن شتاب. تو مثال ما شتاب دو متر بر دقیقه در هر دقیقه بود (میگن دومتر بر مجذور دقیقه..چرا هم واضحه ولی خیلی مهم نیست) . ببینم متوجه شباهت رابطه شتاب-سرعت   و رابطه سرعت-مسافت شدین؟ آفرین شتاب مشتق سرعته همانطور که سرعت مشتق مسافت بود (همه بر حسب زمان البته) پس: شتاب مشتق - مشتق - مسافت است. یا مشتق دوم مسافت.

اما سوال ما چی شد بالا خره بعد از دو دقیقه اون بابا کجا است؟ سخت نیست که حساب کنین ۴۴ متری شروع حرکته. تا وقتی شتاب ثابته - راحت می تونین حساب کنین که در پایان دقیقه سوم اون بابا ۶۹ متر دور شده- سرعتش ۲۳ متر بر دقیقه است و شتاب هم همون ۲ متر بر مجذور دقیقه است.

خوب حالا که چی؟ ببینین شما در یک نقطه از زمان مسافت-مشتق اول(همون سرعت) و مشتق دوم (همون شتاب) رو داشتین تونستین همین سه تا رو در یک زمان دیگر حساب کنین. یعنی از دونستن یک کمیت و مشتق اول و دومش (نسبت به زمان)در یک زمان --- اون مقدار و مشتق هاش رو در زمان دیگر حساب کردین! بارک الله. فقط قرض کردیم مشتق دوم ثابته - یعنی مشتق سوم ( و چهارم و پنجم و....) صفره. 

خوب پس برای تعیین تکلیف این بابا در زمان - کافیه تکلیفش رو در یک زمان دیگر بدونیم. این کلمه تکلیف ( یعنی همون مسافت و مشتق هاش نسبت به زمان) همون چیزی است که بهش می گن وضعیت یا بقول فرنگی ها State .

فکر می کنین اگر شتاب هم متغیر بود داستان خیلی عوض می شد؟ نه کافیه مشتق شتاب رو هم که میشه مشتق سوم مسافت می دونستیم. به همین سادگی! یعنی از دونستن یک کمیت و مشتق های متوالی اون نسبت به زمان (یا متغیر دیگر) می تونیم اون کمیت و مشتق هاش رو در یک زمان دیگر حساب کنیم.

اگر این حرفها رو درست فهمیدین - یعنی مفهوم state رو فهمیدین و آماده هستین که در باره State Space و یعدش بحث قضا و قدر   با هم حرف بزنیم!

مشتق رو همه تون میشناسین ولی هیچ فکر کردین اصلا کلمه "مشتق" از کجا اومد؟ به ساده ترین شکلش مشتق برای یک تابع تک متغیره (یک جعبه که بهش x می دهیم و y بهمون تحویل می ده) نرخ تغییرات خروجی برحسب ورودی رو میده - یعنی میگه اگر ورودی تغییر کنه تغییرات خروجی جه جوری از این تغیرات مشتق می شوند.

اگر می گیم مشتق y=4x عدد ۴ است یعنی اینکه اگر یک کمی x تغییر کنه این تغییرات موجب تغییرات 4 برابر در y می شود و تغییرات y با این نسبت از تغییرات x مشتق می شوند. البته هر چی تغییرات x کوچک تر باشه این تعببیر دقیق تر می شه و اگر دقت بیشتری مورد نظر باشه و رابطه بین x , y پیچیده تر باشه باید علاوه بر مشتق - مشتق مشتق و مشتق مشتق مشتق و ...  رو هم وارد قضیه کنیم.

من وارد بحث ریاضی نمی شم ولی تحت شرایطی اگر مقدار y رو در یک نقطه مثل x₀ و مقدار مشتق های متوالی اون رو در همون نقطه بدونیم - می تونیم بفهمیم تغییرات y چطوری از تغییر x مشتق می شوند و با تغییر x به اندازه معین - y چطوری تغییر می کنه.

پس اگر بدونیم کجا هستیم و مشتق هامون چیه می تونیم بفهمیم با ازای یک تغییر در یک وجه بقیه چیزها مربوط چگونه تغییر میکنه.

داستان اینه که اصلا لازم نیست ما فقط یک دونه x ,y داشته باشیم و می تونیم هر تعداد ,ورودی  (x₂ x_n ...x₁),و خروجی (y₁,y₂,...y_m)داشته باشیم.

البته مشتق مون هم یک کمی تعریفش پیچیده میشه ولی بهر حال مشتقه و همون مفهوم نتیجه شدن تغییرات توی اون هست. وقتی تعداد ورودی خروجی ها زیاد میشه راحت تره که روابط ریاضی رو با استفاده از ماتریس ها مرتب تر بنویسیم. راستش رو بخواهین همه چی اول ماتریس بوده و بعد شکل ساده شده تک عنصریش رسم شده!!! ...!

کاری نداریم. معلوم میشه در این فضای m+n بعدی ما نمی تونیم هر جایی از فضا قرار بگیریم. چون بین این n تا متغییر ورودی و m تا خروجی روابطی برقراره و با دونستن مشتق ها ما می تونیم اگر بدونیم الان کجاییم و چه حرکتی می کنیم تعیین کنیم کجا می رویم.

قسمت اول –

می خواستم با یک مثال بی نقص شروع کنم ولی هرچی فکر کردم دیدم مثال بی نقص پیدا نمیشه. ولی به این مثال دقت کنین که با یک کم اغماض کم ایراده.

ترازو عقربه ایی معمولی رو در نظر بگیرید.وقتی جسمی رو با اون وزن می کنید عقربه حرکت می کنه و وزنی رو نشون میده.خوب این عدد تابع چه چیز هایی هست؟ مهمترین چیزی که به ذهن میرسه وزن اون جسمه (اگر غیر از این بود که نمی شد ترازو)

یک سری عوامل دیگر هم هست. مثل ارتفاع (که اثرش خیلی کمه) تراز بودن محل ترازو – محل قرار دادن جسم و .... 

خوب حالا بطور مجازی فرض کنیم همه این عوامل رو تا حد خیلی زیادی ثابت نگه داریم و صد ها بار اشیا مختلف رو با این ترازو وزن کنیم. اگر ترازو ترازو خوبی باشه و مشخصات اون تغییر نکنه  وقتی بعد از همه این وزن کردن ها دوباره همون جسم رو با همون شرایط توی ترازو بگذاریم انتظار داریم روی همون عدد وایسه.

نتیجه اینکه عدد روی ترازو (خروجی سیتم) تابع دو سری عامل است یکی وزن اونچه که روی اون می گذاریم  (ورودی به سیستم) و یک سری پارامتر های دیگر که بعضی تابع خود ترازو هستم و بعضی تابع محیط و بر هم کنش های بین ترازو و محیط.

چیزی که خیلی مهمه اینه که اینکه در گذشته چند بار با این ترازو وزن کردیم و چه چیزهایی رو وزن کردیم اثری نداره. به اصطلاح ترازو ایده ال حافظه نداره.

نکته دیگر هم اینه که ما الان خروجی مورد نظرمون عددی بود که عقربه نشون میده ولی خیلی چیز های دیگر هم تغییر می کنند که ممکنه به اهممیتشون واقف نباشیم – مثل جابجایی کفه ترازو!

در سیستم های واقعی  چند تا خاصیت وجود داره:

- تعداد پارامتر های دخیل در برقراری رابطه بین ورودی و خروجی خیلی زیاده.

- این پارامتر ها چند گروه هستند – اونهایی که آگاهانه به سیستم اعمال می کنیم ( مثل جسمی که برای وزن کردن روی آن می گذاریم)  اونهایی که می دونیم به سیستم اعمال می شوند و اثرشون رو می دونیم (مثل همون غلظت هوا) و عوامی دیگر که معلوم نیست بشناسیمشون یا اثرشون رو بدونیم و یا حتی تکرار پذیر باشند.

- همیشه تعداد معلول هایی که تغیر می کنند خیلی بیشتر از یک است ولی ما معمولا به تغیر یکی دوتا از اونها حساسیم

- {این یکی خیلی مهمه} سیستم های واقعی حافظه دارند. یک سان بودن کلیه ورودی های سیستم  لزوما به خروجی یکسان منجر نمیشه.

یادمون باشه – حافظه 

گاهی اوقات بدیهی ترین دلایل خیلی دیر تر دیده می شوند. الن می خواهم از نگاه انرژی و توان به قضیه نگاه کنم. حداکثر توان تشعشع یک گوشی موبایل ۲ وات است. اگر فرض کنیم که آنتن موبیل به شکل یک منبع نقطع ایی عمل می کند (حتی در فرکانس ۹۰۰ مگاهرتز که طول موج ۳۳ سانتیمتر است فرض خیلی خوبی است) و اگر مساحت مقطع یک تخم مرغ را دست بالا گرفته و آنرا با مساحت یک بیضی با قطر های ۴ و ۶ سانتیمتر تخمین بزنیم (خیلی سخاتمندانه) تخم مرغی که بین دو گوشی تلفن همراه در حال تشعشع با حداکثر توان و فاصله ۴۰ سانتیمتر قرار می گیرد  حداکثر با توان معادل ۰.۰۱۵ وات انرژی دریافت می کند. البته داریم خیلی تخفیف می دهیم و فرض می کنیم هیچ انعکاسی اتفاق نیفتد و اعوجاجی هم در میدان ایجاد نشود.

بیاید به نفع این روسها یک تخفیف وحشتناک هم بدهیم و فرض کنیم این تخم مرغ اصلا هیچ انرژی گرمایی هم در فرایند پخت به محیط پس ندهد!!! (عین آمار ساختن های اون شخص) خوب فکر می کنید در طول شصت ساعت چند ژول انرژی میشه؟ ۳۲۴۰ ژول فقط! می شه یکی حساب کنه این مقدار انرژی دمای ۶۴ سانتیمتر مکعب آب در شرایط متعارفی رو چقدر بالا می بره؟

اصلا بیاین یک جور دیگر حساب کنیم. اگر من بگم با انرژی که در یک لامپ ۱۵۰ وات معمولی در عرض ۲۱ ثانیه مصرف میشه می شه یک تخم مرغ رو پخت چی میگین؟ بله این انرژی تقریبا همون ۳۲۴۰ ژول است.

اصلا یک مثال جالب (بارک الله خودم) فلاش عکاسی! از فلاش National PE101مثال میزنم (امیدوارم مدل رو درست بیاد داشته باشم) من در یک پروژه 650 تا از این فاش ها رو اوراق کردم و از اونها استفاده کردم. اساس کار همه این فلاش ها یکی است یک خازن رو تا ولتاژ بالا شارژ می کنن و این ولتاژ رو دو سر یک حباب پرشده از گاز xenon می گذارند و بعد با یک ولتاژ خیلی زیاد یک تحریک در لامپ ایجاد می کنند که باعث میشه خیلی سریع خازن توی لامپ تخلیه بشه تا ولتاژ اون به حدود ۸۰ ولت افت کنه. توی اون فلاشی که گفتم این خازن ۲۲۰ میکرو فاراده و تا ولتاژ حدود ۳۰۰ ولت شارژ میشه. آگر یک تخفیف دیگر هم بدیم و از این مطلب که خازن های به این مشخصات تا حدود ۴۰٪ ظرفیت واقعیشون بیشتر از مقاد نامی است یک محاسبه ساده نشون میده که در هر بار فلاش زدن ۱۰.۵ ژول انرژی آزاد میشه. یعنی با انرژِِی ۳۱۰ بار فلاش زدن یک فلاش عکاسی میشه تخم مرغ پخت!!

یک هویه ۳۰ واتی معمولی رو روشن کنین و ۱۰۸ ثانیه صبر کنین! نوش جان تخم مرغتون پخته شد. 

اما اگر بیشتر از این عجله دارین و به حرف این روسها اعتماد بهتون میگم که حسب محاسبه در یک اجاق مایکرویو که ۸۰۰ وات توان واقعی تشعشع داشته باشه- انرژی تشعشع که طی ۴.۵ ثانیه آزاد می شه معادل همون ۳۲۴۰ ژول است. ساعتی ۸۰۰ تخم مرغ. 

دفعه پیش مقدمه طولانی گفتم. اصل قضیه مقدمه این بود که بگم این روسهای شکست خورده برای مطرح کردن خودشون هر جور جنجالی رو حاضرند درست کنن. اما احتمالا کمتر آدمی موفق میشه مطلب به این سادگی رو نتونه راحت و واضح و خلاصه بنویسه! چند نکته قاطی این حرف شد که محض یادآوری آخر مطلب می گم.

خوب حالا بریم سر تجربه هاتون در باره آزمایش اول. برای اینکه بفهمیم شیر چرا کمتر گرم میشه باید اول بفهمیم که چطور اجاق مایکرویو باعث داغ شدن میشه. می دونین که برای هر جرمی چیزی بنام فرکانس طبیعی وجود داره که اگر تحریک با همون فرکانس بهش برسه براحتی شروع به ارتعاش میکنه. این فرکانس رو فرکانس رزونانس میگن^۱ برای ملوکول های آب فرکانس رزونانس حدود ۲۴۵۰ مگاهرتزه. در اجاق مایکرویو امواج با همین حدود فرکانس (در یک طیف نسبتا باریک) ایجاد میشه و به ملوکول های آب توی بافت غذا تابیده میشه. انرژی این تابش بدلیل نزدیک بودن به فرکانس رزونانس ملوکول های آب اونها رو بشدت به ارتعاش در میاره و این حرکت و برخورد  با ملوکول های مجاور باعث ایجاد گرما از داخل غذا و پخت سریع اون بدون اتلاف گرما میشود. قبول؟ سوالی نیست؟ یادتون باشه که ملوکول آب با اون بازو های هیدوژن ۱۰۸ درجه حسابی قطبیه و با قرار گرفتن توی میدانی که تغیرات با  فرکانس رزونانسش یک رقص چرخشی داره.

ملوکول های بزرگ و زنجیره دار بدلیل ممانعت های فضایی و ملوکول های غیر قطبی بدلیل بی تفاوتی به میدان الکترومغناطیس بطور مستقیم گرم نمی شوند و مجبورند برای پخته شدن منتظر دریافت انرزی از ملوکول های آب (عمدتا بصورت برخورد مستقیم) باشند. امتحان کنید می توانید یک فنجان بنزین و یا یک بسته کبریت رو توی اجاق مایکرویو بگذارید بدون اینکه هیچ اتفاقی بیفتد.

حالا اگر امواج تابیده شده فرکانسشون عوض بشه دیگه انرژی به این راحتی نمی تونه ارتعاش مکانیکی ایجاد کنه و دیر تر گرما ایجاد میشه. برعکس قضیه هم درسته یعنی اگر بجای آب شیر بگذاریم که علیرغم آب زیادی که داره فرکانس رزونانس ذرات اون تفاوت دارند طبیعی است که دیر تر داغ بشه.

در سرتاسر جهان سه محدوده یا باند فرکانس برای  تلفن هخمراه در نظر گرفته شده که بر حسب مگاهرتز عبارتند از  - ۸۷۲الی ۹۶۰   - ۱۷۱۰ الی ۱۸۷۵  - ۱۹۲۰ الی ۲۱۷۰  خوب حالا کدوم یکی از این فرکانس ها به فرکانس رزونانس ملوکول های آب نزدیکه؟ حتی هارمونیک سوم رنج فرکانسی اول هم به ان محدوده نمی خوره. علت دیر گرم شدن شیر آنست که ملوکول های آب با فرکانس رزونانس ۲۴۵۰ مگاهرتز در آن کمتر است و بنابراین کمتر انرژی را از میدان جذب می کند. در عین حال عمق نفو‌ذ میدان در شیر کمتر از آب است (الان درست یادم نیست که آیا عمق نفوذ با تغیر طول موج تغیر می کند یا خیر ممنون می شوم کسی تذکر دهد.) بنابراین  شیر از اطراف شروع به گرم شدن می کند و بدلیل زیاد بودن اختلاف دما شیر گرم شده فرصت می کند (بخاطر کاهش دانسیته در گرما ) به روی لیوان خودش را برساند.

بنابراین از نظر مکانیزم ایجائ گرما در غذا ها که اساس آن رزونانس ملوکول های آب با فرکانس امواج الکترومغناطیس است - این داستان روسها حرفی بی پایه و اساس است.

اما برای اثبات چاخان بودن مطلب می توانیم به بحث کل مقدار انرژی لازم و تلفات گرما هم اشاره کنیم که انشالله اون می ماند برای مطلب بعدی.

---------------------------------

۱- بالاخره یکروز یکی میاد مبحث فرکانس رزونانس و امپدانس و قضیه محبوب من (انتقال توان ماکزیم) رو به هم وصل میکنه اونوقت معلوم میشه که بابا این یوگواگو گو که ما وبلاگش رو مسخره میکردیم یک چیزی حالیش بود.

اول یک مقدمه بگم در باره روسها!

فیزیک معمولی می پذیره که یک ذره بار دار الکتریکی در اطراف خودش یک میدان الکتریکی ایجاد کنه که اگر هیچ باردیگری نباشه خطوط فرضی میدان تا بینهایت ادامه داره. یکی از قوانین چهارگانه ماکسول هم این مطلب رو توجیه میکنه و رابطه شدت میدان رو با مقدار بار الکتریکی مرتبط می کنه. با این نگرش میشه تک قطبی الکتریکی داشت. البته با دیدگاه من و نظر به دوگانی بین میدان های الکتریکی و مغناطیسی این حرف یک ایرادی داره از جنس ایراد های نگرش از زاویه غلط (همون دوتا کانون بیضی که یکی دیده میشدن) ولی حالا برای ما مشکلی ایجاد نمیشه.

اما درباره میدان مغناطیس هیچ کس اصلا حرفی نداره که نمیشه تک قطبی (منو پل) مغناطیسی داشت یعنی خطوط میدان مغناطیسی حتما بین یک جفت N و S  کشیده میشن.از دید نگاه "جور دیگر باید دید" هم این مسئله قابل درک تره. یکی دیگر از قوانین ماکسول هم همین رو توضیح میده. اما تا همین 40-30 سال پیش در شرایطی که برای همه ممکن نبودن وجود منو پل مغناطیسی مسلم شده بود هر از گاهی (بقول شیرازی ها) یک دانشمند روسی پیدا می شد که ادعا کنه منوپل مغناطیسی کشف کرده و کلی مایه سر و صدا و بعد آبروریزی می شد. این مقدمه رو برای توضیح اون مطلبی که احتمالا خیلی هاتو در باره پختن تخم مرغ با گوشی موبایل توسط دو دانشمند روسی  شنیدین یا خوندین نوشتم.

می خواهم براتون دو تا آزمایش ساده تعریف کنم (که دومی یک کمی عواقب بعدی داره).

آزمایش اول: در سه لیوان مشابه رو با مقدار مساوی آب- شیر و چایی بریزین و اونها در برای مدت طولانی در شرایط یکسان دما قرار بدین (توی آشپز خونه جایی که از منابع حرارتی و باد دور باشن خوبه) تا مطمئن بشین هم  دما شدن.  بعد هر کدوم از اونها رو به مدت مساوی (مثلا 40 ثانیه) با توان مساوی (مثلا 700 وات) در اجاق مایکرویو که روی پخت فقط با میکروویو تنظیم شدن قرار بدین و بعد درجه حرارت اونها رو کنترل کنین (نوش جان). دو تا مطلب رو متوجه میشوید.

اول اینکه رفتار آب و چایی خیلی شبیه همه. اگر لیوانتون بزرگ نباشه تقریبا دمای مایع توی اونه یک نواخته ولی در مورد شیر شیر بالای لیوان بوضوح گرم تره. دوم اینکه درجه حرارت شیر (حتی بالای لیوان) بوضوح از آب و چایی کمتره.

آزمایش دوم اینه که یک تخم مرغ خام رو که ترک نداره به مدت یک و نیم دقیق توی مایکرو فر با حداکثر توان قرار بدین. نتجیجه ایی که میگیرین اینه که

..

..

..

..

..

..

..

..

باید کلی وقت صرف تمیز کردن اجاق مایکرویو و خلاص شدن از بوی اون بگذرونین. و نمی دونم کسی هست که کتکتون بزنه یا نه.

حالا این مطلب رو داشته باشین تا بعد.

ببخشید که غیبتم طولانی شد. دیروز یک ای میل بدستم رسید که یک حرفهای عجیب و غریب در باره استفاده از گوشی همراه نوشته بود. بفکرم رسید که یک نوضیحات کلی در باره این قضیه بدهم این بود که تصمیم گرفتم متنی رو که برای یک مجله نوشته بودم برای شما بنویسم. متن یک شکل هم داره که بخاطر فونتش توی وبلاگ جالب نمی شه اگر خواستین اونو براتون میل می کنم. البته سبک و ساق نوشته کاملا با نورم وبلاگ «جور دیگر باید دید» فرق میکنه. گفتم که مقاله ایی بود برای یک مجله. 

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

تاثیر امواج الکترومغناطیسی

امواج الکترومغناطیسی از دو موئلفه الکتریکی و مغناطیسی تشکیل می شوند.  تاثیر این امواج در  دو گروه کلی قابل بررسی هستند : تاثیر بر سلامتی انسان و سازگاری الکترومغناطیسی .

 بجز در موارد بسیار نادری نظیر قرار گرفتن در میدان های بسیار قوی الکتریکی (نظیر موج بر ها و آنتن های پر قدرت و خطوط فشار قوی) اعتقادی به تاثیر آنی و فوری میدان های الکتریکی بر سلامتی انسان وجود ندارد و  امکان ایجاد صدمه فوری و آنی توسط میدان های مغناطیسی نیز مستقل از شدت آنها مورد تردید است اما مطالعات فراوانی در باره تاثیر امواج مغناطیسی در طولانی مدت (بخصوص فرکانس های پایین) روی بدن انسان انجام شده که نتایج گزارش شده بسیاری از  آنها به نفع معتقدین به تاثیر منفی این امواج در سلامتی انسان است.

"سازگاری الکترومغناطیسی" یا EMC[1]  به بررسی تاثیر متقابل سیستم های الکترونیکی از روش های ناخواسته می پردازد و هدف اصلی از پژوهش های این شاخه آنست که شرایطی را فراهم کند که سیستم های الکترونیکی (نظیر گوشی تلفن همراه و تجهیزات ناوبری هواپیما) بتوانند در مجاورت هم بدون اختلال کار کنند.

از نظر محمل (Media) برهم کنش:  مطالعات EMC به دو بخش قسیم می شوند: شاخه هدایتی[2]  که در آن تاثیر گذاری از طریق مسیر های هادی انجام می شود و شاخه تشعشعی[3] که تاثیر متقابل سیستم ها از طریق انتشار و تشعشع امواج الکترومغناطیسی انجام میگیرد. ممکن است خواننده قرار گرفتن شاخه هدایتی را مرتبط با سازگاری الکترومغناطیسی نداند کما اینکه نویسنده نیز تا مدتها در این مورد با یک علامت سئوال روبرو بود. اما یکی از نکات مهمی که باید به آن توجه داشت آنست که تقریبا در تمامی موارد اختلال ناشی از امواج الکترومغناطیس به نحوی در بر دارنده ایجاد اختلاف پتانسیل و برقراری جریان در مدار های الکترونیکی است[4].

صرف نظر از محمل اثر گذاری EMC باید به سه موضوع توجه کرد.

-         انتشار یا Emission  که میزان اغتشاش ایجاد شده را نشان می دهد

-         مصونیت Immunity که نشان دهنده میزان مصونیت سیستم ها در برابر اختلال را نشان می دهد.

-         تخلیه بار های الکتریسته ساکن یا ESD[5]

در بحث انتشار موضوع مورد مطالعه آنست که یک سیستم الکترونیکی تا چه میزان اغتشاش ایجاد می کند و از این طریق سایر سیستم ها ( ویا اجزا خود) را تحت تاثیر قرار می دهد. استاندارد ها سطوح مشخصی را از ایجاد این اختلال در سیستم های مختلف مجاز می دانند. در بحث مصونیت به بررسی توانایی سیستم ها به کار کرد صحیح در حضور اغتشاش می پردازد.

فرض کنید در داخل خودروی که رادیو آن روشن است گوشی تلفن همراه و مرکز تلفن به تبادل اطلاعات بپردازند. در سیستم های قدیمی تر این موضوع منجر به پخش صدای ناهنجاری از بلندگو های رادیو می شد. برای رفع این اختلال در اولین نظر دو راه به نظر می رسد. کاهش سطح انتشار گوشی و یا افزایش سطح مصونیت رادیو. اما کاهش سطح انتشار در تمامی فرکانس ها به معنی از بین بردن امکان برقراری ارتباط با مرکز تلفن و غیر ممکن کردن استفاده از تلفن است و بالا بردن مصونیت رادیو در تمام فرکانس ها به معنی از بین بردن امکان گیرندگی آن.

بنابر این صرف افزایش مصونیت ویا کاهش انتشار در کلیه فرکانس ها به منزله از بین بردن بسیاری از امکانات مطلوب است. اصلاح کوچکی که برای حل مشکل لازم است تعیین و تخصیص محدوده های فرکانس و میزان مجاز مصونیت و انتشار اغتشاش در هریک از آنها است. بعنوان مثال پخش رادیو FM رادیو در محدوده فرکانس های حدود 88 تا 108 مگاهرتز می باشد بنابر این در این محدوده فرکانس نباید جلوی تاثیر گذاری امواج الکترومغناطیس به رادیو را گرفت و برای آن مصونیت ایجاد کرد در حالیکه لازم است در خارج این محدوده  تا حد امکان مصونیت را افزایش داد. بطور مشابه در باره تلفن همراه نباید انتشار در فرکانس های اطراف 900 مگاهرتز (در ایران) را محدود کرد ولی تشعشع در فرکانس دیگر را باید کاهش داد. در این صورت می توان امیدوار بود که رادیو خودرو و گوشی تلفن همراه از نظر الکترومغناطیسی سازگار گردند. اما این سازگاری را نمی توان بدون آزمایش های کنترل شده و دقیق تضمین کرد! یکی از چدیده هایی که می تواند منجر به اختلال های غیر منتظره گردد- ترکیب انتشار امواج در دو فرکانس مجاز و ایجاد یک فرکانس جدید غیر مجاز می باشد. مثلا استفاده همزمان از فرکانس های 898.4 مگاهرتز و 945.2 مگاهرتز که هر دو در محدوده ایی هستند که رادیو خودرو در آن ایمنی خوبی دارد می تواند منجر به ایجاد اختلال های جدیدی شود که هارمونیک دوم آن روی دریافت امواج 93.9 مگاهرتزی شبکه یک رادیو تاثیر می گذارد.

سطوح مختلف مصونیت و ایجاد اغتشاش در استاندارد ها تعریف می شوند مثلا استاندارد ISO 7637  این سطوح را برای خودرو وملحقات آن تعریف می کند.

همان گونه که اشاره شد موضوع سوم در بحث EMC مسئله تخلیه بار های الکتریکی ساکن است که بطور عمده هنگام نزدیک شدن و یا لمس اجسام توسط انگشت انسان صورت می گیرد. این تخلیه الکتریکی در مدت زمان های بسیار کوتاه (در حد نانو ثانیه) می تواند منجر به جریان های چند کیلو آمپر شود. نتیجه کوتاه بودن زمان تخلیه گستردگی طیف فرکانس تداخل است (توضیح این مطلب اندکی پیچیده است) بنابران در اغتشاش حاصل از این تخلیه حتما فرکانس هایی که سیستم های الکترونیکی اطراف را تحت تاثیر قرار دهد وجود دارد و متاسفانه بدلیل مقدار زیاد جریان تخلیه- توان موجود در این امواج نیز بسیار زیاد است.

نمودار ارائه شده خلاصه تقسیم بندی های مربوط به تاثیر امواج الکترو مغناطیسی است. بررسی تاثیر این امواج روی سلامتی انسان به آزمون های تجربی طولانی مدت و تحلیل های آماری متکی است و هنوز تا اجماع عمومی در باره آن فاصله زیادی داریم. بخصوص که مدعیانی برای تاثیر های روانی امواج الکترو مغناطیس وجود دارند. تاثیر امواج الکترو مغناطیس روی سیستم های الکترونیکی تحت عنوان سازگاری الکترومغناطیس در آزمایشگاه انجام می شود.

تآثیر فیزیولوژیک روی انسان

سازگاری الکترومغناطیسی

آنی

طولانی مدت

محمل هادی co

محمل میدان

مغناطیسی

الکتریکی

هردو

تأثیر امواج الکترومغناتیسی

مصونیت

انتشار

تخلیه بارهای الکتریکی

مصونیت

انتشار

تخلیه بارهای الکتریکی

http://www.persianblog.com/posts/?weblog=shortcut.persianblog.com&postid=6326988

شاید عجیب باشه که بدونین برای انرژی هم کیفیت قائل می شوند. اما راستش این موضوع چندان هم جدید نیست. معمولا کیفیت انرژی رو براساس تعریف مفهوم های پیچیده ایی مثل اگزرژی بیان می کنن اما برای دریافت اصل مطلب می تونم این طوری بگم که در نوعی از تعریف برای انرژی یک سلسله مراتب کیفیت تعیین می شه. اگر کیفیت انرژی نوع الف بیشتر از ب باشه یعنی اینکه تبدیل انرژی از نوع الف به نوع ب راحت تر است تا برعکس اون. مثلا تبدیل انرژی الکتریکی به نور خیلی آسان تر از گرفتن الکتریسیه از نور است. البته باید در قضاوت خیلی دقیق بود و به ریزه کاری های تعریف دقیق شد. وقتی باطری قابل شارژی را شارژ می کنیم بشدن داغ می شود. آیا این به این معنی است که کیفیت انرژی شیمیایی از انرژی الکتریکی بیشتر است؟

از آنجا که سئوال دفعه قبل مرا کسی جواب نداد حالا باز هم یک سئوال مطرح می کنم که سالها پیش کلی دنبال جواب آن گشتم.

سوال اینست که با چه مکانیزمی انرژی شیمیایی موجود در غذا ها به انرژی مکانیکی در ماهیچه ها تبدیل می شود؟

کریستال ها نقش مهمی در صنعت و بخصوص در صنعت نیمه هادی دارند. خلوص کریستال و یک نواختی ساختار کریستال در مشخصات نیمه هادی بسیار موثر است بطوریکه ناخالصی های بلور را معمولا در صنعت نیمه هادی بر حسب چند اتم ناخالصی در میلیون بیان می کنند.

قدیمی ترین و موثر ترین روش ساخت بلور  روش چکرالسکی است و اصلاحات و انشعاباتی دارد.  اساس این روش بر آن است که ماده اولیه (مثلا سیلیکون)  با خلوص بسیار بسیار بالا را در یک کوره ذوب کنند و پس از آن یک قطعه بسیار کوچک از کریستال (به نام سید Seed ) را از بالا سطح مذاب نزدیک می کنند. در فاصله های به ابعاد اتمی اتم های مذاب بخاطر کشش سطحی اتم های مذاب به سید جذب می شوند و خودرا با ساختار بلوری سید همراستا  کرده بمرور با سرد شدن جامد میشوند. سید و ظرف حاوی مذاب را در دو جهت مخالف هم  می چرخانند و به آرامی سید را به بالا می کشند. و به تدریج سرعت حرکت رو به بالای سید را کم می کنند. با کم شدن سرعت به تدریج یک مخروط از کریستال تشکیل می شود و وقتی قطر مخروط به مقدار مورد نظر رسید سرعت بالا رفتن را تثبیت می کنند.

حفظ یکنواختی ساختار کریستال کاری بسیار مشکل است و تا چند سال پیش امکان تولید استوانه های با خلوص قابل قبول و قطر بیش از ۸ اینچ وجود نداشت. امروزه این قطر به ۱۳ و در مواردی ۱۶ اینچ رسیده است. یکی از انبوه موانع حفظ ساختار کریستال (بخصوص در لبه ها) کنترل پروفیل درجه حرارت در حین سرد شدن آن است. من یکبار کلی مقاله در باره مدل سازی ریاضی این پدیده پیدا کردم که همگی به دوست عزیز خودمان که معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی است می رسید والبته حل تحلیلی مسئله بسیار سخت است و معمولا به صورت عددی با روش المان های محدود انجام می شود.

اما این مشکل تنها قسمت سخت ماجرا نیست! مسئله سخت دیگر پیدا کردن همان سید است. هر قدر سید یکنواخت تر باشد و دقیق تر با زاویه مناسب به سطح مذاب نزدیک شود نتیجه بهتر خواهد بود. علیرغم تمام تلاشی که برای دزست کردن سید بهتر وجود دارد همچنان کارآمد ترین نکته کوچک تر کردن سید است. اگر ما می توانستیم در سید به ابعاد یک بلوک کریستال با ساختار واحد برسیم ... کی بود می گفت کوچک زیبا است؟

هر قدر سید کوچک تر باشد اثر بخشی آن در منظم کردن ساختار کریستالی محصول بیشتر است.

حالا می خواهم اینجا از دوست و سرور عزیز جناب فرشاد خان که هومیوپاتی را همسر دوم خود می داند بخواهم در باره رقیق کردن دارم در هومیوپاتی برای شما بنویسد. اگر برایم ارسال کند عین جملاتش را نقل خواهم کرد (انشالله)