چرخش سیارات و الکترون ها

[ardeshirdadgar]

چرا سیارات به دور ستاره ها می چرخند و چرا به آنها برخورد نمی کنند؟ آیا چرخش الکترون ها به دور هسته و عدم برخورد آن با هسته هم بر اساس همین دلیل می باشد؟

[mrfane]

سلام
پاسخ اول از دیدگاه ریاضی:
بله. چون هر دو پدیده در اثر نیرویی متناسب با عکس مجذور فاصله ایجاد می شوند، لذا هر دو پدیده به یک صورت رخ می دهند. ما در هندسه تحلیلی ثابت می کنیم که اگر نیروی ما متناسب با عکس مجذور فاصله باشد، حرکت ذرات الزاماً روی یکی از مقاطع مخروطی خواهد بود. (دایره، بیضی، سهمی و...)

پاسخ دوم از دیدگاه نیروها:
خیر. حرکت سیارات بر اثر نیروی گرانشی و حرکت الکترون بر اثر نیروی الکتریکی است. این دو مطلب صرفاً به هم شبیه اند، ولی ربطی به هم ندارند.

پاسخ سوم: از دید سینماتیک:
بله. این که سیاره روی ستاره سقوط نمی کنه به دلیل سرعت اولیه ای هست که داره. اگر یک جسم ثابت به جای زمین بود، مستقیم به روی خورشید سقوط می کرد. در مورد الکترون هم همین طور.

[ardeshirdadgar]

ممنون از جوابتون. ولی من هنوز کاملا متوجه نشدم که چرا سیارات روی ستاره سقوط نمی کنند و همچنین الکترون ها روی هسته. بگذارید سوالاتم را به صورت زیر بپرسم:
1)اصلا چرا سیارات، سرعت اولیه دارند و در واقع این سرعت اولیه را از کجا بدست آورده اند؟ چرا این سرعت اولیه کم نمی شود یا از بین نمی رود؟ می دانم در فضا به خاطر نبود اصطکاک باید این سرعت اولیه را حفظ کنند ولی جاذبه سایر سیارات و ستاره ها هم که به عنوان یک نیرو مطرح است باید بتواند به آن شتاب منفی یا مثبت بدهد تا دیگر سرعت آن ها ثابت نماند؟
2)حتی با وجود سرعت اولیه هم این نوع سرعت در راستای حرکت سیاره است ولی نیروی جاذبه ستاره ای که به دور آن می چرخد در راستای عمود بر حرکت سیاره است و این دو نیرو برای هم مزاحمتی ایجاد نمی کنند. مانند یک توپ که از بالای ساختمانی در راستای افقی پرتاب می شود و نیروی جاذبه زمین در راستای عمودی بر آن اثر می کند و توپ به زمین می خورد. بنابراین حتی در صورت وجود این سرعت اولیه باز هم باید سیارات مسیر منحنی واری را به سمت ستاره ها طی کنند؟
3)چرا اگر امکان این وجود دارد که با استفاده از قوانین نیوتن یا انیشتین، حرکت الکترون را به دور هسته توجیح کرد از قوانین کوانتوم استفاده می شود؟ در واقع مفاهیمی مانند حضور همزمان الکترون در دو جا، عدم قطعیت، اوربیتال و... مطرح می شود؟ سوال دیگه اینکه الکترون ها علاوه بر اینکه جاذبه هسته که به خاطر وزن بسیار زیادش نسبت به الکترون ها بسیار قدرتمندتر از جاذبه سیاره ای مانند زمین از طرف خورشید است ، نیروی الکتریکی ناشی از بارهای غیر همنام پروتون بر روی الکترون ها را نیز دارا می باشد. بنابراین حتی اگر سیارات هم بدین روش بتوان توجیح کرد باز هم برای الکترون ها به دلیل نیروی زیادی که به آن وارد می شود باز دچار اشکال می شویم.

[mrfane]

سلام
1) اگر سیاره ای سرعت اولیه نداشته باشد، یا سرعت اولیه آن از حد مشخصی کمتر باشد، آن سیاره طبق انتظار شما به داخل خورشید سقوط می کند. (چنین اجسامی کم نبوده اند و هنوز هم پیدا می شوند)
اگر هم سرعت اولیه سیاره از مقدار خاص دیگری بیشتر باشد، سیاره در قید خورشید نمی ماند و در فضا سرگردان می شود. (چنین اجسامی در فضا بسیار زیاد است)
تنها مقادیر محدودی از سرعت اولیه باعث می شود که همه چیز مثل امروز منظومه شمسی مرتب و منظم باشد.

اگر می پرسید این سرعت اولیه از کجا آمده است؟ به تاریخچه پیدایش کیهان برمی گردد. از ابتدای خلقت بوده و هست.

اگر می پرسید چرا این سرعت اولیه از بین نمی رود؟ باید با دید بررسی انرژی به سیستم سیارات نگاه کنید: فاصله سیاره و ستاره نشان دهنده مقداری انرژی پتانسیل است. سرعت حرکت سیاره هم نشان دهنده مقداری انرژی جنبشی است. قانون بقای انرژی به ما می گوید مجموع این دو انرژی (پتانسیل و جنبشی) باید ثابت بماند. حالا عوامل دیگر فقط در صورتی می توانند سیاره را از مدارش خارج کنند که انرژی اضافه ای به آن بدهند یا از آن بگیرند.

2) لطفا دقت فرمایید که صحبت من درباره انرژی است؛ نه نیرو. پس به من نگویید خورشید آن سیاره را به سمت خود می کشد. اثر نیروی جاذبه خورشید را انرژی پتانسیل لحاظ کرده ایم.
ضمنا تاثیر سیارات روی همدیگر بسیار ناچیز است.

3) در مورد الکترون: چون واقعیتی که در آزمایشگاه مشاهده می کنیم منطبق بر کوانتوم است، ما مجبوریم از قوانین کوانتوم برای حرکت الکترون استفاده کنیم. (حله؟!!!! )
این مباحث دشواری که از کوانتوم نام بردی، (متاسفانه) همگی در آزمایشگاه مشاهده شده اند.
ضمن این که بعضی نقاط ابهام درمورد اتم بوده که فیزیکدانان را ناچار به ساخت نظریه کوانتوم کرده است. مثلا یک قانونی در فیزیک کلاسیک داریم که می گوید: «اگر یک جسم باردار حرکت کند، موج الکترومغناطیسی آزاد می کند» و این یعنی آزاد کردن انرژی. بنا بر این فیزیک کلاسیک پیش بینی می کند که الکترون باید به تدریج انرژی خود را از دست بدهد و روی هسته بیفتد. البته می دانیم که چنین اتفاقی نمی افتد.

[ardeshirdadgar]

بابت جوابتون خیلی ممنون. در مورد الکترون و اینکه چرا از کوانتوم استفاده می کنند کاملا متوجه شدم ولی در مورد اینکه چرا سیارات به ستاره خود برخورد نمی کنند هنوز مقداری ابهام دارم. باز هم خیلی ممنون

[parssap]

با سلام در مورد چرخش سیارات به دور ستارگان لازم می دونم اضافه کنم اگر به نحوه تشکیل یک ستاره از سحابی بوجود آورندش توجه کنید: ابتدا گاز حول یگ شروع به چرخش می کنند.(اینکه این نقطه چه طور بوجود میاد توی ایستگاه فضایی آزمایشایی انجام دادن که نشون می ده در اثر برخورد ذرات با هم بار الکتریکی پیدا می کنند و جذب هم می شن) این گاز بسیار بزرگ است و برای ساخت منظومه شمسی ما گازی به اندازه چند سال نوری نیاز است. این گازها به تدریج شروع می کنند به گردش در روی یک صفحه و کم کم متراکم می شوند و برای حفظ مومنتم زاویه سرعت گاز کم کم زیاد می شود و در نهایت ستاره که تشکیل می شود و از باقیمانده آن سیارات تشکیل می شوند.به خاطر گردش گاز تشکیل دهنده سیارات که حول ستاره می چرخد سیارات نیز جول خورشید خود می چرخند. در ابتدا سرعت ها شاید برای ماندن در مدار برای تمام اجرام مناسب نباشد به همین منظور سیارات مدارهای خود را در همان ابتدا عوض می کنند و گاهی برخورد های شدیدی هم در منظومه صورت می گرید تا اینکه منظومه پس ازمدت کوتاهی مثلا یک میلیون سال به تعادل می رسد و سیارات مدارهای خود را پیدا می کنند.
خلاصه گفتم و تمام این مراحل از ساخت ستاره تا ساخت سیارت بسیار مفصل تر است که بعضی جاها هم هنوز درش ابهاماتی است ولی تقریبا ما الان می دونیم که ستاره ها و سیارات اطرافش چطور ساخته می شن و اینو مدیون آزمایشات ایستگاه یین المللی فضایی و البته تلسکوب هابل هستیم.
ارادتمند رضا امیری

[Reza newton]

حرکت سیارات مثل شلیک گلوله درکنار اهنربا است.اگر گلوله ارام شلیک شود به اهنربا میچسبد ولی اگر زیاد تر از حد معمول باشد مستقیم میرود ولی اگر سرعت مورد نظر ومطلوب را داشته باشد دور اهنربا میچرخد البته این حالت برای وقتی است که چند اهنربا با فاصلهو قاعده و قانون خاصی دارد.منظور من همان حرکت سیارات در جو است که در کتاب اصول استاد نیوتن به خوبی توضیح داده شده است

[Empty]

حرکت سیارات مثل شلیک گلوله درکنار اهنربا است.اگر گلوله ارام شلیک شود به اهنربا میچسبد ولی اگر زیاد تر از حد معمول باشد مستقیم میرود ولی اگر سرعت مورد نظر ومطلوب را داشته باشد دور اهنربا میچرخد البته این حالت برای وقتی است که چند اهنربا با فاصلهو قاعده و قانون خاصی دارد.منظور من همان حرکت سیارات در جو است که در کتاب اصول استاد نیوتن به خوبی توضیح داده شده است

دوست عزيز؛ البته شايد من اشتباه مي كنم اما مثال آهنربا نميتونه دقيق باشه، چون در مورد سيارات جنس اون چيزي كه پرتاب مي شه مهم نيست و اين يه تفاوت مهم و قابل تامله!

[Reza newton]

حرکت سیارات مثل شلیک گلوله درکنار اهنربا است.اگر گلوله ارام شلیک شود به اهنربا میچسبد ولی اگر زیاد تر از حد معمول باشد مستقیم میرود ولی اگر سرعت مورد نظر ومطلوب را داشته باشد دور اهنربا میچرخد البته این حالت برای وقتی است که چند اهنربا با فاصلهو قاعده و قانون خاصی دارد.منظور من همان حرکت سیارات در جو است که در کتاب اصول استاد نیوتن به خوبی توضیح داده شده است

دوست عزيز؛ البته شايد من اشتباه مي كنم اما مثال آهنربا نميتونه دقيق باشه، چون در مورد سيارات جنس اون چيزي كه پرتاب مي شه مهم نيست و اين يه تفاوت مهم و قابل تامله!

حرف شما صحیح است ولی من به عنوان اپسیلونی در برابر علم فیزیک فقط مثالی برای نشان دادن استدلالم زدم.خب قطعا چیزی که شما میگید صحیح است زیرا این ٢نیرو هم متفاوت است ولیدر کتاب اصول ماه چون گلوله ای درکنار زمین است که در فاصله یRe+hقرار داری و بنابر فرمولF=Gm1m2/r2و فاصله ی خووشید و ماه وزمین باهم میتوان نیروی انهارا درک کرد

[Reza newton]

من فکر میکنم که تمامی سیارات بهم نیرو وارد میکنند ولی باتوجه به اینکه تمامیه سیارات به هم نیرو وارد میکنند پس در مدارهای خود ثابت هستند ومیتوان به الکترونها نیز نسبت داد

[امید سیدیان]

درود بی پایان
بچه ها مفهوم بسیار اساسی ای که در اینجا ایفای نقش می کنه، تکانه ی زاویه ای سیستم هست که پایسته است.
علت اصلی اینکه سقوط روی کانون، که در اینجا خورشید هست رخ نمی ده، در واقع پایستگی بردار تکانه ی زاویه ای هست.
بردار تکانه (یا اندازه حرکت) زاویه ای، برای هر نیروی مرکزی مانند گرانش پایسته می مونه.