تحقیق درمورد آتشفشان ها

اختصاصی از فی گوو تحقیق درمورد آتشفشان ها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

  نوع فایل : Word

  تعداد صفحات : 75 صفحه

چکیده :

می دانیم که زمین در ابتدا به حالت کره گداخته‌ای بوده است که پس از طی میلیونها سال بخش خارجی آن به صورت قشر سختی در آمد. این پوسته به دفعات بر اثر عبور مواد مذاب درونی سوراخ گردید و سنگهای آتشفشانی زیادی به سطح آن رسید. 

می دانیم که زمین در ابتدا به حالت کره گداخته‌ای بوده است که پس از طی میلیونها سال بخش خارجی آن به صورت قشر سختی در آمد. این پوسته به دفعات بر اثر عبور مواد مذاب درونی سوراخ گردید و سنگهای آتشفشانی زیادی به سطح آن رسید.

این عمل حتی در عصر کنونی نیز ادامه دارد. تمام پدیدههایی که با فوران تودههای مذاب بستگی دارند، پدیده آتشفشانی می‌گویند و علمی را که هدف آن بررسی این پدیده هاست با آتشفشان شناسی می‌نامند.

وقتی که از فعالیت آتشفشانی صحبت می‌شود در فکر خود فورانهای بزرگ ، سیلهایی از گدازه ، بهمن‌هایی از سنگهای گرم و خاکستر ، گازهای سمی و خطرناک و انفجارات شدید در نظر مجسم می‌نماییم که با مرگ و خرابی همراه است. به قول ریتمن کسی که این حوادث را می‌بیند هرگز نمی‌تواند فراموش کند و این امر به قدرت عظیم طبیعت و ضعف نیروی انسانی مربوط می‌باشد.

فهرست :

مقدمه

بزرگترین آتشفشان کره زمین

بزرگترین آتشفشان کشف بشر

نمونه‌ای از فورانهای مهم دنیا

آتشفشان چگونه بوجود می آید؟          

دهانه آتشفشان

اشکال مختلف دهانه آتشفشان

▪ مآرهای بازالتی

کالدارها (caldera)

کالدراهای انفجاری

ژئوفیزیک

ژئوشیمی

ترمودینامیک

سنگ شناسی

رسوب شناسی

علل پیدایش آتشفشان

آتشفشانهای حاشیه صفحات همگرا

فرورانش یک صفحه اقیانوسی به زیر صفحه اقیانوسی دیگر

فرورانش صفحه اقیانوسی به زیرصفحه قاره‌ای

جزیره ایسلند

آتشفشانهای درون صفحه‌ای

اهمیت آتشفشان شناسی

فوران آتشفشان

انواع فوران

بمب آتشفشان       

عوامل موثر در اشکال بمبها

انواع بمبهای آتشفشانی

انواع آتشفشان       

طیقه بندی تکتونیکی آتشفشانها

آتشفشانهای گنبدی

فعالیت آتشفشان سهند

محیط رسوبی گدازه‌های سهند

نمونه کاملی از یک دریاچه آتشفشانی

ساختمان آتشفشان

مخروط آتشفشانی

آتشفشان در اقیانوس

آتشفشانهای پشته میان اقیانوسی

دانلود پایان نامه درمورد کاسنـی

اختصاصی از فی گوو دانلود پایان نامه درمورد کاسنـی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

کاسنی

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:102

فهرست مطالب :

1- پیشگفتار ................................. 1

2- تاریخچه .................................. 2

3- گیاهشناسی کانسی........................... 4

4- پراکندگی جغرافیایی ....................... 11

5- خواص درمانی .............................. 14

6- قرص کار دیوتون ........................... 19

7- اسانسها منبعی اقتصادی برای کانسی ......... 21

8- طرح تحقیقاتی کاشت کانسی در زرقان ......... 30

9- مطالعه مرفولوژیکی و فیتوشیمیایی گیاه Tripleuros permum و مقایسه آن با گیاه بابونه Matricaria recutita.................. 40

10- کانسی ویتلوف یک محصول نباتی جدید در آمریکا 53

11- کانسی Intybus .............................. 65

12- کانسی endivia............................... 81
13- مقاله ای از www.Botanyworld.com.............. 83

چکیده :

در جوامع در حال توسعه امروزی، هدف پیشرفت و افزودن بر دستاوردهای جدید برای غلبه بر مشکلات است. از طرفی وابستگی اقتصادی خود عامل مهم بازدارنده‌ای از تحقیقات بوده، لذا برای رفع این عامل وبدست آوردن جایگاه مناسب، تلاشهای گسترده معقول و منطقی تحقیقاتی، برای عمومیت بخشیدن به فرهنگ علمی در این نوع جوامع، لازم و ضروری به نظر می رسد. چه تحقیق و پژوهش نشان داده است که پایه واساس هر گونه برنامه ریزی بوده و یکی از ارکان مهم اسطوره صنعت و تکنولوژی بشمار می‌آید. در همین راستا به خوبی نشان داده شده که امر تحقیقات در نوآوری ها جایگاه بسزا داشته ونیروی محرکه هر کشور مترقی بشمار می‌رود.

از آنجائی که گیاه درمانی شاخه ای از علم پزشکی و داروسازی است و با توجه به ارزش و اهمیت گیاهان دارویی ونیز مصرف روز افزون آنها که پایه طب سنتی ایران را تشکیل می دهد، لذا آشنائی با گیاهان داروئی مورد توجه خاص می‌باشد، چه دانش طب سنتی از قرنها پیش رواج داشته است. در این برهه از زمان که با توسعه طرح ژنریک و تغییر نظام دارویی ایران، استفاده از گیاهان طبی اهمیت ویژه ای یافته، لذا کاشت و ترویج آنها، پایه استفاده از طب سنتی را محکم کرده و رشد دوباره آنرا نوید می دهد. بنابراین به منظور معالجه بیماران در مقابل داروهای شیمیایی که اثرات نامطلوبی بر روی انسانها دارد، کوشش گردیده که از طریق کاشت و تعیین مشخصات بوتانیکی، مراحل فنولوژیکی ، ترکیبات شیمیایی ، خواص درمانی ، مقدار مواد موثره و نیز نحوه بکارگیری آنها در مراحل مختلف رشد، تحقیقات بیشتری انجام گیرد. به همین خاطر نتایج کاشت گیاه کاسنی که یکی از گیاهان دارویی مهم بوده و از قرنها پیش به صورت مختلف مورد استفاده های گوناگونی قرار می گرفته، ارائه تا علاقمندان را به خصوصیات گیاهشناسی و نحوه کاشت این گیاه مهم آشنا ساخته و از این طریق بتوان در احیای آن کوشا باشیم.

تاریخچه

گیاه کاسنی از جمله گیاهان مفیدی است که تاریخ استفاده آن به دورانهای قبل از میلاد مسیح می رسد و مصرف آن بین ملل مختلف جهان متداول بوده است، به طوری که اطباء آن دوران از جمله جالینوس، پلین، دیوسکورید و عده ای دیگر برای کلیه قسمتهای این گیاه به عنوان درمان و بهبودی بیماریها اهمیت زیادی قائل بوده اند و هنوز هم به دلیل اعتقادی که بیشتر مردم به این گیاه دارند آنرا برای مداوای بیماری های مختلف مصرف می کنند که در این باره نیز به ویژه در کتابهای دیگر توصیه هایی شده است و به همین دلیل گیاه کاسنی نه تنها شهرت خود را از دست نداده است، بلکه امروزه علاوه بر جمع آوری گونه های وحشی آن، به صورت اهلی نیز کشت می شود. (1)

مصرف کاسنی از قدیم الایام بین ملل مختلف معمول بوده و تاریخ استفاده از آن، به قرون قبل از میلاد مسیح نسبت داده می شود. شهرت درمانی آن در این زمانها، بیشتر به جهت آن بوده است که عموم مردم، آنرا گیاهی مفید برای کبد می دانسته اند. دانشمندانی نظیر Dioscoride, Pline و جالینوس، برای آن اثرات درمانی متعددی قائل بوده اند، سالاد کاسنی را مقوی معده می دانسته اند وشیره گیاه را برای رفع درد چشم و مسمومیت ها، به یکدیگر توصیه می نموده اند . پرورش کاسنی تدریجاً بعلت زیبایی خاصی که گیاه پس از گل دادن پیدا می کند، در بعضی باغهای سطنتی معمول گردید و توجه مردم نسبت به آن در قرون وسطی زیاد شد. از این زمان به بعد، چون مردم به صفات درمانی آن پی برده بودند، آنرا بصورت یک گیاه داروئی مفید و موثر به یکدیگر معرفی می نمودند و چون ظاهر گیاه طوری است که شناختن آن بسهولت امکان پذیر است، از این جهت استفاده از گیاه، در طی مدتی کوتاه بین مردم معمول گردید بطوری که هنوز هم کاسنی شهرت درمانی خود را از دست نداده است و بسیاری از مردم به اثرات درمانی آن اعتقاد زیاد دارند و ازآن در رفع بیماریهای مختلف که بدان اشاره می شود استفاده بعمل می‌آورند.

گیاهشناسی کاسنی

Cichorum intybus L.

1. caeruleum Cilib, C.commune Pall.

فرانسه : Chicoree sauvage, C.Intybe, Chiocoree commune

انگلیسی: Wild succory, Sucoory , Common Chicory, Chicory

آلمانی: Zichorienwegwart, Gemeine Wegwart, Cichorienwurzel

ایتالیائی: C.amara, Radicchio-buono, Cicorea salvatica, Cicoria

فارسی : کاسنی – عربی شکوریه (Shikorayah)، سرس (Siris)

گیاهی علفی ودارای ساقه ای است که در حالت وحشی، ارتفاعش به 5/0 تا 5/1 متری می رسد ولی اگر پروش یابد از دوستر نیز تجاوز می نماید. از اختصاصات آن این است که ریشه ای قوی، به قطر انگشت، به درازای 5/0 تا یک متر و به رنگ قهوه ای دارد ولی اگر قطع گردد، رنگ مانند به سفید نمایان می سازد. درداخل ریشه آن، شیرابه ای شیری رنگ جریان دارد.

ساقه کاسنی، باریک ، استوانه ای و دارای انشعابات کم در ناحیه مجاور راس است بطوری که منحصراً در قسمتهای انتهائی ساقه، شاخه‌هائی با حالت فاصله دار از محور اصلی، در گیاه دیده می شود. (4)

کاسنی،برگهای متناوب و پوشیده از تارهای فراوان در اطراف رگبرگ میانی دارد. شکل ظاهری برگهای قاعده ساقه آن با بقیه فرق دارد، مانند آنکه در قاعده ساقه، برگها عموماً دراز، منقسم به قطعات عمیق دندانه دار و منتهی به یک قسمت انتهائی مثلث شکل است و هر قدر که به راس ساقه نزدیک گردیم، برگها کوچکتر می شوند و کناره تقریباً ساده و وضع ساقه آغوش پیدا می‌کنند. گلهای زیبا و آبی رنگ کاسنی، در تابستان از تیر تا شهریور ظاهر می شود و چون به تعداد زیاد و به شکل فاصله دار در طول محور دراز ساقه وانشعابات آن شکفته می گردد از این جهت منظره بسیار زیبا به گیاه می‌بخشد. (4)

بعضی از پایه های این گیاه نیز بتناسب شرایط متفاوت محیط زندگی، دارای گلهائی به رنگهای سفید یا گلی می باشند. (4)

در هر کاپیتول کاسنی، 18 تا 20 گل زبانه ای منتهی به 5 دندانه دیده می شود که در انولوکری سبزرنگ و مرکب از 2 ردیف براکته واقع اند. میوه آن فندقه، 4 سطحی، نسبتاً‌مسطح و منتهی به مجموعه‌ای از فلسهای بسیار کوچک است. (4)

کاسنی،گیاهی است که در نواحی مختلف، بتفاوت به صور یکساله، دوساله و چند ساله در می‌آید. از مشخصات آن این است که گلهایش در مقابل تابش نور خورشید، حالت شکفته و بازشده به خود می‌گیرند در حالی که هنگام غروب آفتاب یا موقع شب، یا در هوای مه‌ آلود و یا بارانی، گلهای واقع بر روی کاپیتول، به هم نزدیک می گردند و آنرا به صورت ناشکفته جلوه می دهند. (4)

پرورش کاسنی، مراقبت زیاد ندارد. از نظر درمانی نیز ریشه ضخیم و گوشتدار و برگهای قاعده ساقه و حتی گل و دانه آن مورد توجه است که آن هم اگر از گیاه وحشی به دست آید مزیت بیشتری دارد. (4)

در موقع خارج کردن ریشه کاسنی از زمین باید به این نکته توجه شود که ریشه ها در آخر سال اول، از زمین خارج گردد،زیرا در غیر این صورت اگر دیرتر به دست آید، حالت گوشتدار بودن آن از دست می رود و سخت وچوبی و غیر قابل استفاده می شود. برگ کاسنی را باید موقعی از ساقه جدا کرد که در مرحله رشد کامل باشد زیرا در غیر این صورت به نسبتی که زودتر چیده شود، به نمو ریشه گیاه زیان وارد می آورد. (4)

کاسنی،در زمان های آهکی – رستی که رطوبت کافی داشته و به خوبی آنرا شخم زده باشند بهتر رشد می کند. برای پرورش آن، دانه گیاه را در اوایل اردیبهشت بر روی خطوطی به فواصل 20 تا 40 سانتیمتر از یکدیگر می‌کارند. (4)

کاسنی دارای واریته های متعددی برای پرورش دادن است که بعضی از آنها برگهای پهن و برخی دیگر ،برگهای موجودار و منقسم دارند.(4)

قطعات ریشه کاسنی را معمولا پس از بو دادن،به صورت گرد درآورده مانند قهوه به مصرف می رسانند ولی گرد مذکور که Chicoree-café نامیده می شود، طعم و بو و عطر مطبوع قهوه را فاقد است. (4)

اختصاصات تشریحی : ریشه کاسنی در برش عرضی، اختصاصات تشریحی زیر را نشان می دهد:

1- لایه های چوب پنبه، مرکب از سلولهای مسطح وقرصی شکل که به وضع منظم، به دنبال یکدیگر قرار گرفته اند.

2- پارانشیم پوستی که از سلولهای ریز و فشرده به هم تشکیل می یابد و در داخل آنها انشعابات لاتیسیفرها دیده می‌شود.

3- عناصر آبکشی مرکب از سلولهای چند وجهی کوچک که امتداد اشعه مغزی، آنرا قطع می‌نماید.

4- ناحیه چوب، شامل پارانشیم چوبی، آوندهای چوبی متعدد و لاتیسیفرها.

لاتیسیفرهای ناحیه چوب عموماً محتوی لاتکسی به رنگ مایل به قهوه ای وکاملا مشخص می باشند.

در حد فاصل ناحیه چوب و آبکش، لایه کامبیوم قرار دارد که به خوبی در زیر میکروسکوپ تشخیص داده می شود.

در برش طولی ریشه کاسنی، مجاری ترشحی لاتکس محتوای شیرابه، به صورت شبکه ای قابل تشخیص است. (4)

ترکیبات شیمیائی – برگ کاسنی دارای املاحی نظیر سولفاتها و فسفاتهای سدیم، منیزیوم و پتاسیم و نیترات پتاسیم است. گلوکزید تلخی به نام شیکورین Chicorine یا سیکورین Cichorine نیز درآن یافت می شود.

گلهای آن بعلاوه دارای سیکورئین می باشد که ایزومراسکولین esculine است.

سیکوری ئین cichoriine ،به فرمول و به وزن مولکولی 28/340 است. درگلهای کاسنی یافت می شود ، استخراج آن توسط Merz انجام گرفته و بعداً توسط محققین دیگر سنتز گردیده است. (4)

سیکوروئین به صورت بلورهایی سوزنی شکل با 2 ملکول آب تبلور به دست می آید. در گرمای 313 تا 215 درجه پس از خشک شدن در دستگاههای خشک کننده ، ذوب می شود. در آب ، الکل و اسید استیک محلول است. در اتر و اتر دوپترول حل نمی شود. در قلیائیات رقیق قابلیت انحلال دارد و محلول زرد رنگ بدون فلورسنس ( اختلاف آن با اسکولین) ایجاد می‌کند. (4)

ریشه کاسنی دارای 11 تا 15 درصد اینولین، 10 تا 22 درصد قندهای مختلف نظیر گلوکز، لولز و ساکارز، یک ماده زینتی، سوسیلاژ، مقدار کمی تانن، اسانس ، پکتین ، لوولین Levuline و شیکورین است که بسهولت در آب، تبلور حاصل می کند. مقدار درصد اینولین که به حالت محلول در شیره سلولی اعضای گیاه وجود دارد تدریجاً در پائین زیاد می گردد در حالی که مقدار آن در بهار، به حداقل می رسد. برگ و ریشه گیاه دارای ویتامین های P,K, C,B است.

بر اثر بودادن ریشه کاسنی ، مقدار درصد قندهای احیا کننده آن کاهش حاصل می کند و ساکارز و اینولین آن کم می شود. گرد ریشه بود داده کاسنی، به علت مصارف زیادی که در بعضی نواحی اروپا دارد ، پیوسته در معرض استفاده ( به حالت ساده یا مخلوط در گرد دانه قهوه ) قرار می گیرد. (4)

ریشه بو داده کاسنی بازار تجارت طبق برسی های دانشمندانی نظیر Pellerin , Beckurts, Koenig , Wolf ، دارای ترکیباتی به شرح زیر است:

آب                        11     تا       17     درصد

مواد ازته                      6       تا   25/7       درصد

قندهای احیاء کننده                 15     تا       26     درصد

اینولین، دکسترین وغیره             6     تا       12     درصد

خاکستر باقیمانده               80/4 تا   66/7       درصد

مواد چرب                       73/0 تا   74/2       درصد

مجموع مواد محلول درآب              54   تا       65       درصد

کاسنی گیاهی است علفی که برگ وریشه آن خاصیت دارویی دارد. این گیاه از تیره Compositae است. که به نسبت شرایط مختلف آب و هوایی به اشکال یکساله و یا پاپا در تمام نقاط دنیا به صورت خودرو یافت می گردد. ارتفاع این گیاه در حالت وحشی 15 تا 100 و گاهی تا 150 سانتی متر بوده است و در صورتی که آنرا کشت کنند ارتفاع آن تا 2 متر نیز بالغ می گردد. (1)

کاسنی وحشی را می توان در محلهای مرطوب، گودالها ،کنار جاده ها ، در دامنه ها ،مزارع و بعضی باغها و اراضی بایر پیدا کرد.

این تیره گیاهی شامل 1000 جنس و حدود 2000 گونه است که در بیشتر نواحی مختلف جهان به نسبت شرایط آب وهوایی به طور پراکنده می رویند. بعضی گیاهان این تیره به یک منطقه و یا به یک قاره اختصاص دارند واز مرز جغرافیایی خاص تجاوز نمی کنند. به علاوه انواعی از آنها با ساقه های پیچنده و حتی گوشتی یافته شده اند. یکی از گونه های مهم که بیشتر از همه مورد استفاده قرار می گیرد، گونه Cichorium intybusL. است. کاسنی دارای ساقه ای باریک و توخالی، افراشته، استوانه ای شکل و خشبی است که دارای شاخه های منشعب دور از هم هستند.درآن ماده شیری رنگ جریان دارد که دارای طعم تلخ بود و بمحض قطع ساقه، از وسط آن، این شیره گیاهی که به نام شیکورین نامیده می شود، به بیرون ترشح می کند. کاسنی بر حسب انواع مختلف دارای برگهای پهن و یا باریک است به طوری که بریدگیهای عمیق و نوک تیز در آنها نمایان و در زیر رگبرگهای اصلی پوشیده از کرکهای زیادی است. قرار گرفتن برگها روی ساقه متناوب است. برگهای پایینی بزرگتر و پهن تر و دارای دندانه های منقسم هستند، در صورتیکه برگهای انتهای هر چه به نوک ساقه نزدیکتر باشد کوچکتر وباریکتر هستند.(1)

پراکندگی جغرافیایی

محل رویش : کاسنی ، پراکندگی وسیع در نواحی مختلف ایران دارد چنانکه در دامنه های کم ارتفاع البرز، راه فزوین به رشت،اطراف رودبار، اطراف تهران، کرج، آذربایجان: ارومیه و نواحی دیگر ان، گیلان: اطراف رشت، لاهیجان ، فارس، بلوچستان، آبادان، نواحی کوهستانی خراسان، بین بجنورد و مشهد در 1500 متری، بین مشهد و فریمان در 1000 تا 1300 متری (احمد مایران) و بسیاری از مناطق دیگر ایران دارد.

و...

NikoFile

دانلود پایان نامه نساجی درمورد بررسی مقالات چاپ شده Autexrj

اختصاصی از فی گوو دانلود پایان نامه نساجی درمورد بررسی مقالات چاپ شده Autexrj دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

بررسی مقالات چاپ شده Autexrj

در September 2005

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:51

گروه نساجی- شیمی نساجی و علوم الیاف

فهرست مطالب :

فصل اول: رفتار کششی ابریشم عنکبوتی

- خلاصه

1. مقدمه
2. تفاوت ابریشم پیله و ابریشم تارکشی

- مواد و روشها

- بحث و بررسی نتایج

1. تاثیر سرعت آزمون برای تهیه ی نخ تارکشی و پیله

- ابزار و روشها

- بحث و بررسی نتایج

- پارامترهای C,B,A در مدل پیشرفته ی ماکسول

- نتیجه گیری

فصل دوم: کاهش پرزنخ در طی مرحله ی نخ پیچی

- خلاصه

- مقدمه

- کار آزمایشگاهی

- روش بازسازی

- بحث و بررسی نتایج

- تاثیر زاویه ی جت، دانسیته خطی نخ و سرعت روی مقادیر S3

- تاثیر قطر جت، دانسیته خطی نخ و سرعت روی مقادیر S3

- نتیجه گیری

فصل سوم: پژوهشی درباره ی خصوصیات اصطکاکی پارچه های بافته شده

- خلاصه

- مقدمه

- ابزار اندازه گیری اصطکاک

- طرح آزمایشگاهی

- اندازه گیری اصطکاک پارچه

- خصوصیات اصطکاکی پارچه ها

- اصطکاک پارچه با فلز

- اصطکاک پارچه با پارچه

- نتیجه گیری

فصل چهارم: تعیین عملی نیروی کششی در بافت نخ های گلدوزی

- خلاصه

مقدمه
فرضیه های نظری
نتایج تجربی
پردازش و بحث و بررسی نتایج حاصله از انجام محاسبات ریاضی
روشهایی برای تشخیص نیروی کششی
نتیجه گیری

چکیده :

فصل اول:

رفتار کششی ابریشم عنکبوتی:

خلاصه: ابریشم عنکبوتی در سالهای اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است، ترکیب منحصر به فرد، استحکام کششی بالا به همراه کرنش گسیختگی بالا و وزن بسیار ناچیز در این نوع ابریشم توجه پژوهشگران را به خود جلب کرده است. از آنجا که پژوهش درباره ابریشم پیله عنکبوت با محدودیتهایی روبرو است، همواره ابریشم چسبنده و تارکشی مورد توجه بوده اند. در این پژوهش، به منظور توضیح رابطه ی ساختار با خواص ابریشم عنکبوت، رفتار تنش- کرنش ابریشم پیله و رفتار تنش- کرنش ابریشم تارکشی با هم سنجیده و مقایسه می شوند. همچنین در این مطالعه اثبات می شود که این دو نوع فیبر(الیاف) رفتار تنش- کرنشی کاملا متفاوت از خود نشان می دهند. علاوه بر این تاثیر سرعت آزمون هم مورد بررسی قرار می گیرد. سرعت های آزمون پایین در ابریشم پیله، موجب استحکام و سختی کمتر و مدول ثانویه ی بالاتر می شود. زمانی که منحنی تنش- کرنش(تنش با افزایش طول نسبی) بوسیله ی مدل پیشرفته(گسترده) ماکسول نمایش داده می شود. افزایش سرعت آزمون موجب بالاتر رفتن سطح ناحیه ی سخت شدن و حرکت ناحیه ی تسلیم به سمت کرنش های بالاتر شده، به طوری که ناحیه ی سخت شدن در منحنی تنش- کرنش بیشتر به حالت افقی در می آید. به هر حال می توان سرعت 20 mm/min را به عنوان نقطه اشباع در نظر گرفت، نقطه ای که در آنجا تاثیر سرعت کاهش می یابد. تاثیر سرعت آزمون بر روی ابریشم تارکشی نسبت به ابریشم پیله، به وضوح کمتر می باشد.

با این همه بررسی دقیق تر منحنی تنش- کرنش ابریشم تارکشی نشان می دهد که شکل های متفاوتی برای رفتار تنش- کرنش ابریشم تارکشی امکان پذیر می باشد.

کلمات کلیدی: ابریشم عنکوبت تارکشی، پیله، تنش- کرنش

1: مقدمه

از آنجا که ابرایشم عنکبوت، مخصوصا از نوع رشته تار کشی، الیافی است تا ترکیب بی مانند شامل استحکام کششی و کرنشی بالا و در عین حال وزن بسیار ناچیز، در سالهای اخیر توجه بیشتری را به خود جلب کرده است. در جدول 1-1 نام چندین نمونه ابریشم عنکبوت تولید شده از عنکبوت آرانوس دیادماتوس، به همراه اطلاعات مربوطه که شامل غدد ترشح کننده، عملکرد و ترکیب اسید آمینه آنها می باشد، ارائه شده است.

جدول 1-1 : انواع ابریشم عنکبوت آرانوس دیا دماتوس و عملکرد آنها.

عنکوبتها انواع ابریشم ها را از الیاف ارتجاعی برگشت پذیر گرفت تا الیافهای شبه کولار kevlar می سازند، اما این موضوع که چطور عنکوبتها خواص مکانیکی ابریشم ها را تنظیم می کنند هنوز مشخص نیست. بیشتر عنکبوتی که مورد بررسی قرار گرفته اند، ابریشم هایی هستند که از طریق غدد (MA) امپولیت بزرگ- ساخته می شوند و عنکبوت از انها برای تنیدن تار عنکبوت و تارکشی (عنکبوتی) (با قدرت استحکام Gpa 1/1 و کرنش گسیختگی 27 درصد) استفاده می کند. ابریشم فوق العاده دیگری که اغلب مورد بررسی قرار می گیرد ابریشم چسبنده (با قدرت استحکام Gpa 0.5 – کرنش گسیختگی   270 درصد) می باشد که توسط غدد شلاقی ترشح شده و مارپیچ چسبناک نگهدارنده در تار عنکبوت را تشکیل می دهد. تا کنون تعداد مقالاتی که درباره ابریشم پیله عنکبوت نوشته شده نسبتا محدود می باشد. در این مقاله مقایسه ای بین رفتار کششی ابریشم تارکشی و ابریشم پیله عنکبوت آرانوس دیادماتوس صورت گرفته است، چنین مقایسه ای در تشخیص رابطه بین خواص ابریشم عنکبوت ب ساختار آن موثر خواهد یود. علاوه بر این تاثیر سرعت آزمون هم مورد بحص و بررسی قرار می گیرد.

2- تفاوت ابریشم پیله و ابریشم تارکشی.

2-1 مواد و روشها

پنج پیله عنکبوت در آرانوس دیاماتوس از یک خانه باغی جمع آوری شده و از هر پیله یک صد الیاف بتدریج جدا شده و مورد آزمایش قرار گرفت.

برای تهیه ی نمونه های تارکشی آرانوس دیادماتوس، تعدادی عنکبوت در آزمایشگاه تحت شرایط کنترل شده نگهداری شوند و سی نمونه رشته تارکشی به طور دستی گرفته شد که از هر نمونه، ده لیف تهیه و بررسی شد. برای تجزیه و تحلیل خواص کششی الیاف پیله و رشته های تارکشی، روبات Favimat به کار گرفته شده است. این دستگاه یک شناساگر نیمه خودکار می باشد که فقط استحکام را اندازه گیری می کند و طبق اصل سرعت ثابت کشش (DIN 51221, DIN 53816, ISO 5079) کار می کند و کمک می کند تا نیرو با قدرت تفکیک بالا حدود 0.1mg اندازه گیری شود. به علاوه این وسیله به یک واحد تکمیلی سنجش دانسیته خطی (در واحد dtex) مجهز می باشد. که این خود امتیاز ممی (مخصوصا در مورد الیاف طبیعی) به حساب می آید زیرا میزان ظرافت الیاف را همزمان با خواص کششی آنها اندازه گیری می کند، اندازه گیری دانسیته خطی طبق متد ارتعاش سنج صورت می گیرد

(Astm D 1577-BISFA 1985).

به خاطر ظرافت فوق العاده ی رشته های تارکشی، متاسفانه اندازه گیری همزمان میزان ظرافت آنها، امکان پذیر نبود. میزان ظرافت تعدا کثیری از نمونه ها به وسیله تحلیل تصویری زیر میکروسکوپ نوری (در واحد mm) اندازه گیری شد و سپس مقادیر بدست آمده، با در نظر گرفتن ویژه 1/3 g/cm3، طبق روشی که در مقاله سوم آمده است، به واحد dtex تبدیل شدند. خواص کششی رشته های تارکشی با طول گیج mm20، سرعت آزمون mm/min 20 و کشش اولیه CN/dtex 0.5 مورد بررسی قرار گرفت. دانستیه خطی هم در سرعت آزمون mm/ min 5 و با کشش اولیه CN/dtex 0.8 ارزیابی شد.

2-2: بحث و بررسی نتایج

بعد از اینکه در شکل شماره 1-1 مشاهده می شود، ابریشم پیله رفتار تنش- کرنش کاملا متفاوتی از خود نشان می دهد. اگرچه کرنش گسیختگی در دو نوع ابریشم (÷ابریشم پیله و تارکشی) کم و بیش یکسان است (حدود ±%30 ) اما میزان سختی ابریشم تارکشی 5/3 برابر بیشتر می باشد.

همچنین قابل به ذکر است که در منحنی تنش- کرنش ابریشم پیله، یک نوعت رفتار لگاریتمی مشاهده می شود در حالی که در ابریشم تارکشی چنین چیزی صدق می کند. مقایسه اسید آمینه این دو نوع ابریشم عنکبوت، ممکن است نشان دهد که نسبت بالای glycine که مشخصه ابریشم تارکشی می باشد می تواند تا حدی این رفتار را توجیه کند. برای شناخت بهتر اسرار و رموز عنکبوتها، پژوهشهای بیشتری در زمینه ریز ساختار ابریشم عنکبوت باید صورت بگیرد.

شکل 1-1

شکل 1-1: رفتار تنش- کرنش ابریشم پیله و تارکشی عنکبوت آرانوس دیادماتوس

1. تاثیر سرعت آزمون برای تهیه ی نخ تارکشی و پیله

3-1. ابزار روشها

صدها عنکبوت آرانوس دیادماتوس در آزمایشگاه تحت شرایط کنترل شده نگهداری می شدند. پس چهار نوع پیله متفاوت به طور تصادفی جمع آوری شده و تخمها با دقت بسیاری از هر نمونه جدا گردید. برای هر آزمایش 50 لیف از هر پیله به تدریج و به آرامی کشیده شد.

نمونه های مختلفی از رشته تارکشی به طور دستی پیچیده شد. این نمونه ها از سه نوع عنکبوت مختلف انتخاب شده که برای هر آزمایش 50 لیف از آنها جدا گردیده است. در این پژوهش ها از آنجا که ارزیابی تاثیر سرعت آزمون برای ما حائز اهمیت بود، میزان ظرافت رشته های تارکشی اندازه گیری نشد، از این جهت مقادیر نیرو در واحد CN مورد بررسی قرار گرفته است. الیاف و فیلامنتها توسط روبات Favimat و در شرایطی با طول گیج mm 20 و کشش اولیه Cnldtex 0.5 و پنج سرعت متفاوت شامل: mm/min 40,30,20,10,5 مورد آزمایش و بررسی قرار گرفتند. آزمایش و بررسی رشته های تارکشی به خاطر کمبود مواد گرفته شده از یک عنکبوت در زمان آزمایش، فقط در سرعت های m/min 40m20m5 صورت گرفت. منحنی های تنش- کرنش برای هر کدام از پیله های تارکشی با پارامترهای زیر مشخص شده اند:

• استحکام یا بارگسیختگی: نسبت نیروی گسیختگی نخ به میزان دانسیته خطی آن، در واحد CV/dtex
• کرنش در نقطه پارگی: افزایش طول نمونه به وسیله ی نیروی گسیختگی، که به صورت درصدی از طول اولیه و با علامت درصد % مشخص می شود.
• کار تا حد پارگی: ناحیه گرفته شده توسط منحنی نیرو- ازدیاد طول تا حدی که نیروی گسیختگی در واحد CN/ cm بدست آید. این شاخص میزان محکمی لیف را نشان می دهد.
• مدول اولیه: به عنوان مدولی در دامنه ی تغییرات ارتجاعی نموداری که در آن تغییرات کرنشی هنوز برگشت پذیر می باشد، در واحد CN/dtex تعریف می شود. این شاخص از روی میزان شیب خط مستقیم اولیه در منحنی تنش- کرنش محاسبه می شود.
• مدول ثانویه: به عنوان مدولی بین مقادیر کرنشی 10 تا 35 درصد که مشخصه ناحیه ی سخت شدن نسبتا خطی می باشد و در واحد CN/dtex تعریف می شود.

به منظور بحث و بررسی بهتر نتایج حاصله، مدل ماکسول جهت تشریح آزمون کششی مورد استفاده قرار می گیرد. در این مدل، الیاف توسط یک مدل همراه با عناصری که رفتار مکانیکی وابسته به زمان خاصی از خود برود می دهند نشان داده می شوند. برای مثال بوسیله ی ترکیبی از فنرها و استوانه های متعادل کننده، استوانه متعادل کننده رفتار و سیکوزی وابسته به زمان را نمایان می سازد. در ساده ترین مدل ماکسول رفتار الاستو- ویسکوز یک لیف (یا نخ) از طریق یک فنر (با کابت ارتجاعی E) و یک استوانه متعادل کننده (با ثابت مرطوب کنندگی یا گرانروی) که به طور متوالی قرار گرته اند توصیف می شود این رفتار از تساوی (معادله) زیر پیروی می کند: (در این تساوی ε مقدار کرنش و F نیرو را نشان می دهد.)

در مورد افزایش ثابت کرنش در زمان، می توان ε=rt فرض کرد که در آن r یک عدد ثابت می باشد، در این صورت تساوی اول به شکل زیر تبدیل می شود.

اگر به عنوان وضعیت آغازین F(o)=FV و FV فشار اولیه باشد راه حل زیر بدست می آید:

این فرمول را می توان این چنین نوشت:

پس از بررسی نتایج آزمایشی (تجربی) می توان چنین نتیجه گرفت که بازسازی مدل ماکسول از روی منحنی تنش- کرنش الیاف ابریشم پیله به طور کامل رضایت بخش نیست. ثابت شده است که یک مدل ماکسول پیشرفته، با افزودن یک فنر خطی (طولی) ، بازسازی بهتری از منحنی های تنش- کرنش ابریشم پیله ارائه می دهد. بنابراین معادله ای (1-4) را می توان به این صورت نوشت:

از طریق رگراسیون غیر خطی می توان منحنی های تنش- کرنش را بوسیله ی سه پارامتر C,B,A توصیف و طبقه بندی کرد. به همراه اطلاعات بدست آمده از منحنی های تنش- کرنش ابریشم پیله، که در بخش 2 مشخص شده است بیشتر اوقات یک همبستگی بالاتر از 90% با خطای نسبی کمتر از 1% مشاهده شده است. تاثیر سرعت آزمون هم بر اساس این پارامترها مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

3-2: بحث و بررسی نتایج

3-2-1: تاثیر سرعت بر روی کرنش کسیختگی- سختی (استحکام)، کار تا سر حد پارگی، مدول اولیه و مدول ثانویه. اولین توصیفی که باید داده شود این است که همه ی پارامترها تغییرات بالایی را نشان می دهند. ارزش CV- (درصد ضریب تغییرات) کرنش گسیختگی و کار تا سر حد پارگی از 30% هم حتی فراتر می رود، این مقدار %CV برای مقادیر مدولی، در بیشتر موارد به 10 تا 15% محدود می شود و برای سختی معمولا بین 10 تا 15% بیشتر می باشد. تغییر پذیری بالا توسط محقق دیگری هم تایید می شود.

شکل 1-3: تاثیر سرعت بر پارامتر کار تا حد پارگی

شکل 1-2: تاثیر سرعت بر سختی

شکل 1-5: تاثیر سرعت بر مخدول ثانویه

شکل 1-4: تاثیر سرعت بر مدول اولیه

تجزیه و تحلیل کرنش گسیختگی نشان می دهد که سرعت آزمون بر روی آن تاثیر قابل توجهی ندارد. شکل های 2 تا 5 به ترتیب تاثیر سرعت را در میزان سختی، کار تا حد پارگی، مدول اولیه و مدول ثانویه نشان می دهند. می توان چنین یرداشت کرد که برای بیشتر پارامترها نمی توان به یک نتیجه گیری کلی که در مورد همه پیله ها قابل قبول باشد، دست یافت. در خصوص سختی، برای میاگین همه پیله ها، می توان نتیجه گرفت که میزان سختی با افزایش سرعت آزمون افزایش می یابد. علاوه بر این، همان طور که در شکل (1-6) مشاهده می شود، می توان بین دو پارامتر یک رابطه لگاریتمی قابل توجهی (R2=0/9797) بدست آورد.

شکل 1-7: رابطه بین مدول اولیه و سرعت

شکل 1-6: افزایش لگاریتمی سختی با افزایش سرعت

اگر همه ی پیله ها با هم در نظر گرفته شوند، مقدار مدول اولیه همان طور که در شکل 7 مشخص است، با افزایش سرعت آزمون تا سرعت 20 mm/min افزایش می یابد، اما بعد از این سرعت، با بالاتر رفتن سرعت آزمون، شاهد کاهش در میزان مدول اولیه می باشیم. این موضوع باعث تعجب است چرا که در مقالات و گزارشات افزایش مدول ارتجاعی نسبت به سرعت گزارش شده است. از آنجا که مدول اولیه با زیر ساختار یک لیف دارای هم بستگی می باشد، به قطر می رسد که هنگام تغییر شکل کششی چندین ساختاری نیز صورت می گیرد. ممکن است طی آزمون طولانی تر یا در یک سرعت آزمون پایین تر، احتمال وقوع چنین تغییراتی کمتر شود.

در پایان، در شکل 1-5 مشاهده می شود که مدول ثانویه و سپس مدول ناحیه ای سخت شدن با افزایش سرعت آزمون کاهش می یابد. این موضوع هنگام محاسبه ی میانگین ثانویه در سرعت های مختلف، توسط کاهش قابل توجه مدول ثانویه (R2=0/9637) نسبت به افزایش سرعت آزمون اثبات می شود. در دهنه های تارکشی، سرعت هیچ گونه تاثیر مهمی از نظر آماری بر کرنش گسیختگی، نیروی گسیختگی، کار تا سر حد پارگی یا مدول ثانویه (%10- 25) ندارد. فقط در مورد اولیه، مقدار مدول در سرعت 5mm/min نسبت به سرعت های mm/min 40 , 20 ، به طور قابل توجهی بالاتر می باشد. خلاصه اینکه، می توان نتیجه گرفت که تاثیر سرعت بر روی ابریشم تارکشی نسبت به ابریشم پیله کمتر است. با مطالعه ی دقیق تر منحنی های تنش- کرنش اشکال مختلفی از منحنی ها مشاهده می شود. (شکل 1-8) منحنی نوع اول در بیتر موارد منحنی می باشد که به طور مکرر اتفاق می افتد، گاهی اوقات دو گروه با شیب های اولیه ی مختلف مشاهده می شود. منحنی نوع دوم مشخصه ابریشم پیله عنکبوت می باشد. منحنی نوع سوم تقریبا یک منحنی خطی است، اما بندرت مشاهده می گردد. هنوز دلایل پیدایش انواع منحنی ها مشخص نیست. و باید بیشتر مورد بررسی قرار گیرد.

و...

NikoFile

تحقیق درمورد هوش هیجانی

اختصاصی از فی گوو تحقیق درمورد هوش هیجانی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

نوع فایل : Word

تعداد صفحات : 23 صفحه

چکیده :

در این تحقیق با توجه به اهمیت هوش هیجانی مدیر در رهبری مطلوب و با توجه به غیر قابل تفکیک بودن منابع قدرت مدیران برای رهبری آموزشی محقق به بررسی رابطه هوش هیجانی آنان با منابع قدرت می پردازیم.

فهرست مطالب :

• هوش هیجانی
• مقدمه
• بیان مسأله
• تحققیات انجام شده در زمینه هوش هیجانی در ایران
• مرور پیشینه هوش هیجانی در خارج
• اهمیت و ضرورت
• اهداف پژوهش
• اهداف اصلی
• اهداف فرعی
• سوالات تحقیق
• سوالات اصلی
• در ابعاد مختلف هوش هیجانی وضعیت مدیران نمونه تحقیق چگونه است؟
• اولویت منابع قدرت مدیران نمونه تحقیق چگونه است؟
• سوالات فرعی
• آیا در ابعاد مختلف منابع قدرت مدیران زن و مرد تفاوت معنی دار وجود دارد؟
• روش تحقیق
• جامعه آماری
• حجم نمونه وروش نمونه گیری
• ابزار تحقیق
• روش تجزیه وتحلیل داده ها
• منابع فارسی
• منابع انگلیسی

دانلود پایان نامه پزشکی درمورد لیزر

اختصاصی از فی گوو دانلود پایان نامه پزشکی درمورد لیزر دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لیزر

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:224

فهرست مطالب :

پیشگفتار.......................................................................... 1

مقدمه.................................................................................. 3

تاریخچه لیزر....................................................................... 5

تعریف لیزر.............................................................................. 6

فیزیک لیزر................................................................................. 8

مبانی نظری لیزر....................................................................... 49

انواع لیزر............................................................................... 84

معرفی لیزرهای توان پایین............................................................. 92

اثرات لیزرهای کم قدرت............................................................... 161

مکانیسم برهمکنش بافت – لیزر..................................................... 171

درمان فتودینامیک...................................................................... 182

مقایسه لیزرهای توان بالا با لیزرهای توان پایین..................................... 200

روش های کاربرد لیزر توان پایین....................................................... 239

رویکرد بالینی لیزرهای توان پایین...................................................... 242

کاربرد در فیزیوتراپی..................................................................... 244

کاربرد در دندانپزشکی................................................................... 281

کاربرد در پزشکی (افتالموژی – اورولوژی – دستگاه گوارش – دستگاه تنفس)......... 293

کاربرد در پوست و اعصاب............................................................... 296

عوارض احتمالی درمان با لیزرهای کم توان............................................ 310

سایر روش های درمان بالینی........................................................... 313

خطرات جانبی لیزرها و نکات ایمنی و حفاظتی...................................... 315

نتیجه گیری..................................................................... 325

مراجع...................................................................................... 326

چکیده :

پس از ستایش بی پایان خداوند یکتا, این مقاله حاصل نیاز به رساله ای جامع در مورد نتایج نوپای لیزر laser است که با بهره گیری از مکتوبات علمی- تخصصی و نتایج کنفرانس ها و مقالات متعددی که در طی چندین سمینار در زمینه کاربرد لیزر توسط دانشمندان و محققین و کلیه صاحبنظران ارائه شده است محقق گردیده است.

در این نوشتار سعی شده با جمع آوری اطلاعات و دانسته های جدید علمی و عملی در مورد کاربردهای لیزر در پزشکی و خصوصاً در فیزیوتراپی, در حد توان سعی شده است که این پدیده نوین معرفی گردد. هدف اصلی از ارائه این تحقیق جمع آوری و تعمیم مفاهیم در خصوص لیزرهای کم قدرت Low Power laser‌ که با توان خروجی پایین کار می کنند (حدود میلی وات) که اثر حرارتی ندارند و همینطور شرح پدیده های فیزیکی و اثرات غیرحرارتی مربوط به آنها و همینطور تأثیرات این لیزرها بر بدن و متعاقب آن، فراهم آوردن رهیافتی به ریشه و اساس متقابل بافت- لیزر است. ضمن اشاره به پدیده هایی که با نور و ماده سرکار دارند از قبیل بازتاب، جذب, پراکندگی که بیشتر جنبه فیزیکی آنها مورد بحث است و در هر مورد توجه خاصی به عملیات ریاضی اجتناب ناپذیر است. بنابراین با شرح اصول لیزرها و روش های کاربرد بالینی آنها و بیان انواع لیزرها و همینطور در مورد ایمنی لیزر و حفاظت چشم و محاسبات و اندازه گیری های مربوط به لیزر بحث خاتمه خواهد یافت.

البته امید است اساتید و همکاران گرامی, این تحقیق را با وجود تمام نقائص و کاستی هایش به عنوان هدیه ای ناچیز پذیرفته باشند تا این مقاله بعنوان شروعی برای امید به ثمره یک تلاش بی وقفه تلقی گردد.

از خوانندگان گرامی خواهشمندیم که اشتباهات موجود را به اینجانب متذکر شوند تا در رفع آنها اقدامات لازم مبذول را بدارم. اینجانب در تکمیل و تصحیحی مطالب مستتر در این تحقیق از راهنمایی استاد ارجمند آقای دکتر سیدمحمودرضا آقامیری و سایر اساتید محترم بهره گرفته ام و بدینوسیله از کلیه کسانی که مرا راهنمایی کرده اند صمیمانه سپاسگزاری می نمایم. ضمناً از همکاری پژوهشکده لیزر و سایر بخش های مربوطه در دانشگاه شهید بهشتی قدردانی می کنم.

لیزر.... از اعجاز آمیزترین موهبتهای طبیعت است که برای مصارف گوناگون سودمند است. و یکی از پدیده های شگرف قرن بیستم کشف و توسعه لیزر (laser) است. قرن بیستم را شاید بتوان به جای قرن اتم و یا قرن ماشین, «قرن لیزر» هم نامید. این اختراع شگرف و پردامنه فیزیکی روز به روز توسعه بیشتری می یابد و کاربردهای آن در زمینه های مختلف بسیار متعدد است. در حوزه پزشکی نیز در حال حاضر لیزرها در درمان انواع مختلفی از بیماریها شرکت داده می شوند. اگرچه لیزرهای بالینی جدید و کاربردهای آنها احتمالاً در حال گذران دوران نوباوگی پزشکی لیزری هستند ولی در آینده نه چندان دور لیزرهای دیگری پدید خواهند آمد که جایگاه خود را در بیمارستانها و مراکز پزشکی خواهند یافت بنابراین تحقیق علمی آینده به اندازه کاربردهای بالینی حاصل از آن, زیربنایی خواهند بود.

به علت تنوع سیستم های لیزر موجود و تعداد پارامترهای فیزیکی آنها و همینطور علاقه چندین گروه تحقیقاتی در واقع انواع مختلف لیزر بصورت ابزار بی رقیبی در پزشکی مدرن درآمده اند و اگرچه کاربردهای بالینی در ابتدا محدود به چشم پزشکی بوده اند، ولی امروزه قابل ملاحظه ترین و جاافتاده ترین جراحی لیزری در خصوص انعقاد خونریزی عروق با استفاده از لیزر یون آرگون Ar+ است. لذا تقریباً تمام شاخه های جراحی پزشکی معطوف به این قضیه شده اند. البته نباید این گفته را به عنوان انتقاد برشمرد ولی اشکالات زیادی در برخی از موارد ایجاد شده است،‌ بخصوص در زمینه تحریک زیستی biostimulation. لذا به نظر این بنده حقیر لازمست برای کسب پیروزیهای جدید، محققان عزم خود را در سایر زمینه ها پژوهش پزشکی لیزر و تکنیک های فنی و حرفه ای مربوط به آنها نیز مجدانه جذب کنند و در پی وسعت دادن ابعادی به این امر مهم باشند. البته در کل، بسیاری از تکنیکهای لیزری واقعاً مفید، که از لحاظ بالینی محقق شده اند، به کمک انواع دانشمندان قرن حاضر توسعه یافته اند. این روشهای معالجه توسط محققان دیگر تأیید شده و در مجلات علمی معتبر به نحوه مناسب به نوشتار درآمده است. حتی اخیراً در رابطه با کاربردهای اولیه لیزر که اساساً بر نتایج درمانی متمرکز شده بودند, چندین روش جالب تشخیصی نیز اضافه شده است. برای نمونه می توان تشخیص تومورها توسط رنگهای فلورسانس و یا تشخیص پوسیدگی دندان بوسیله تحلیل طیف سنجی بارقه پلاسمایی حاصل از لیزر را نام برد.

همانطور که میدانیم در اواخر دهه 1960 لیزر در زمینه های پزشکی بکار رفت. امروزه تعداد بسیاری از روش های کاربرد لیزر در سراسر جهان بکارگرفته می شود. بیشتر این روشها متعلق به خانواده جراحی با کمترین تهاجم (MIS) minimally invasive surgery می باشند. این اصطلاح جدید که در دهه حاضر پدید آمده است به تکنیک های جراحی ای اطلاق می شود که در آنها تماس با بدن و خونریزی صورت نمی گیرد. لذا این دو مشخصه بطور عمده باعث شده اند که لیزر به عنوان یک تیغ جراحی و وسیله درمان جهانی بکار گرفته شود. در واقع بسیاری از بیماران و همچنین جراحان بر این باورند که لیزر وسیله ای اعجاب انگیز است. البته این شیوه تفکر منجر به نگرشهای گمراه کننده و توقع های نابجا نیز شده است. در حقیقت قضاوت دقیق در مورد پیشرفتهای جدید همیشه لازم است. مثلاً وقتی که یک روش درمان توسعه لیزر معرفی می شود, تا هنگام تأیید شدن آن توسط مطالعات مستقل دیگر، نباید مورد قبول واقع شود. اثرات ناشی از لیزر همانطور که می دانیم بسیار متعدداند. بیشتر آنها را می توان بطور علمی توضیح داد. البته برخی اثرات که برای یک درمان ویژه مفید هستند, برای موارد دیگر ممکن است خطرناک باشند بعنوان مثال گرم کردن یک بافت سرطانی توسط پرتوی لیزر می تواند منجر به اثر مطلوب نکروز (تخریب) تومور شود. و بالعکس بکار بردن پرتوی لیزری برای قطع خونریزی شبکیه چشم با پارامترهای فوق، می تواند منجر به سوختن خود شبکیه و نابینایی غیرقابل برگشت شود. به هرحال با توجه به تسهیلاتی که پدیده لیزر در امر تشخیص و درمان در علم پزشکی فراهم نموده, آینده روشن تری را می توان برای نسل بشر پیش بینی کرد.

تاریخچه لیزر:

اساس لیزر در سال 1960 با ساختن لیزر یاقوت توسط مایمن (Maimen) شناخته شد. این اکتشاف ابتدا به ساکن اتفاقی نبوده, بلکه خود دنباله ای از مجموعه جریانات و تحولات علم فیزیک به شمار می آید و محصول پژوهش های پیگیر دانشمندانی که سالهای متمادی دورتر از آن, در این زمینه کندوکاو می کردند, محسوب می شود. دانشمندانی از قبیل «وبر»، «تاونز»، «انیشتن»، «باسوف»، «پروخوف»، «میمن» و سایرین بر مبنای این نظریه بود که در سال 1954 تاونز و شاگردانش اولین تقویت کننده نور را بوسیله نشر تابش برانگیخته در دانشگاه کلمبیا ساختند.

Microwave Amplification by stimulated Emission of Radiation (MASER)

اساس نظری لیزر از سال 1917 توسط آلبرت انیشتن (Einstein) شناخته و بیان شد. اما امکان تولید پرتوی لیزر بین سالهای 1957 تا 1960 تحقق یافت. بعداً در سال 1954 یک گروه از محققین در آمریکا تحت مدیریت تاونز و بر اساس تئوری انیشتن، اولین تقویت کننده نور برانگیخته را با استفاده از مولکولهای آمونیاک مورد آزمایش قرار دادند و بالاخره اولین دستگاه میرز Maser با فرکانس (حدود Hz1011× 3/2) هرتز ساخته شد. در سال 1958 شاولو (schawlow) به اتفاق تاونز ضمن یک مطالعه مشترک نظری امکان به کاربردن یک میزر با فرکانس در ناحیه اپتیکی (حدود فرکانس های نور مرئی) را تحقق بخشیدند و آنرا لیزر «Laser» نامیدند و بالاخره در سال 1960 اولین دستگاه لیزر توسط میمن (Maimen) با استفاده از کریستال یاقوت (Rubylaser) که در درمان گلوکوم استفاده شد، ساخته شد. پس از مدت کوتاهی, پروفسور علی جوان دانشمند ایرانی و همکارانش اولین لیزر گازی هیلیوم نئون,‌ در ناحیه مادون قرمز I.R. (نزدیک μm5/1 میکرومتر) را مورد بهره برداری قرار دادند و از سال 1960 تا کنون عده بیشماری از دانشمندان و محققین جهان، با هزینه

سالیانه میلیاردها دلار, برای تحقیق روی دستگاه های مختلف لیزر و نیز کاربردهای آن کوشش کرده اند.

لیزر یک پدیده بزرگ زمان ماست. موارد کاربرد ویژه خود را دارد و اثر آن عاری از عوارض جانبی هم نیست. همیشه نمی تواند جای روش های جراحی و دارویی یا رادیوتراپی را بگیرد. با این همه اگر آنرا معجزه قرن بیستم بنامیم, گزاف نگفته ایم.

تعریف لیزر:

واژه لیزر مخفف Light Amplification by stimulatesd Emission of Radiation است و اساس کار آن در واقع نشر برانگیخته تابش و گسیل کردن نور برانگیخته که برای تقویت امواج پر فرکانس استفاده می شود. پرتو لیزر ماهیتاً همان فوتون ها یا ذرات نورانی هستند که این فوتونها بعد از گردهمایی و دسته شدن و هم راستایی، تشکیل یک دسته اشعه پیوسته و بسیار قوی را می دهند. بنابراین دستگاه لیزر مولد نور و حکم یک منبع تابش کننده را دارد و شامل یک قسمت تقویت کننده نور که بصورت گاز,‌ مایع, جامد و یا نیمه رسانا و همینطور قسمتی دارای آینه هایی است که اینها نقش تشدید کننده اپتیکی را ایفا می کنند. این تشدید کننده را کاواک و یا حفره لیزری می نامند در واقع امواج تختی که بردار انتشارشان عمود بر سطح آینه هاست, در اثر رفت و برگشت بین در آینه, امواج ساکنی را تشکیل می دهند بنابراین یک لیزر را نوسان کننده چند مدی نیز می نامند یعنی علاوه بر مدهای طولی در یک کاواک لیزر, مدهای عرضی نیز وجود دارد که از نظر شدت پرتویی و فرکانس متغیرند. شدت پرتویی یعنی همان توزیع فضایی که در آن بهره لیزری دارای گستردگی فرکانسی است که به قسمت تقویت کننده بستگی دارد و هرچه پهنای فرکانسی بیشتر باشد

تعداد مدهای طولی که به نوسان در می آیند بیشتر خواهند بود. لیزری که تنها در یک مد طولی نوسان کند به آن لیزر تک مدی گویند که از طریق گذاشتن یک میان بند توزیع میدان الکتریکی در کاواک مشخص می شود.

هر دستگاه لیزر از (1) یک محیط فعال, (2) یک سیستم منعکس کننده (تشدید کننده های لیزری) (3) و یک سیستم دُمِش تشکیل شده است

فیزیک لیزر:

قبل از شرح قسمتهای مختلف یک دستگاه لیزر, لازمست مختصری در مورد فیزیک اتمی و پدیده جذب و گسیل یادآوری گردد. در مورد فیزیک لیزر هر اتم بسته به ترتیب و نظم الکترونهای آن روی مدارات آن, دارای انرژی خاصی است کمترین میزان انرژی ممکن برای یک اتم در سطح پایه Eo است که الکترون ها به هسته نزدیک هستند. در واقع میزان این انرژی وقتی تغییر می کند که یک الکترون از مدار خود به مدار مجاورش جهش کند. بنابراین,‌ یک اتم وقتی دست خوش تغییر وضعیت انرژی می شود که یا به آن فوتون اعمال کرد و یا در اثر اصابت یک الکترون به آن, موجب تحریک شویم یعنی از آنجایی که فوتون یک ذره نورانی عاری از وزن و بار الکتریکی است وقتی این فوتون که با سرعت نور C‌ حرکت می کند و دارای انرژیE, که به فرکانس تابش بستگی دارد, E=h که h همان ثابت پلانک است, در برخورد با اتم جذب آن شده و آن اتم را به حالت تحریک شده یعنی سطح انرژی E1 انتقال می دهد بنابراین اگر انرژی فوتون یک اشعه حادث (محرک) E باشد اختلاف انرژی دو سطح اتم برابر با آن خواهد بود یعنی E1- E= E0

بنابراین در حالت تحریک شده اتم ثباتی ندارد و خودبخود در پایان یک زمان معین به حالت اولیه خود بر می گردد یعنی از یک سطح انرژی بالاتر به یک سطح انرژی پایین بر می گردد و در طی همین گذر یک فوتون آزاد میکند و به حالت اولیه خود بر می گردد.

پس این انرژی جذب کرده از فوتون اشعه حادث را به صورت فوتون با همان فرکانس آزاد می کند این پدیده را گسیل خودبخودی Spontaneous Emission می گویند بنابراین انتشار نور زمانی صورت می گیرد که ذرات منتشر شده از یک سطح بالاتر به یک سطح پایین تر انرژی بروند چون معمولاً آنها در حالت اصلی خود Fondamental state و با انرژی حداقل بسر می برند حال برای آنکه الکترون به تراز بالاتر برود, انرژی فوتون اشعه حادث باعث این ارتقاء می شود ولی اتم تمایلی ندارد در این حالت باقی بماند پس در بازگشت خود به حالت انرژی حداقل, فوتون را آزاد می کند که این فوتونها به صورت تابشی نورانی پس داده می شوند. این عمل دریافت انرژی پس داده شده توسط اتم را جذب گویند.

می دانیم بر طبق قانون بولتزمن, مولکولها و اتمها در پایین ترین سطح الکترونی هستند و برای ایجاد یک انتشار نورانی لازمست اتم را تحریک نمود تا یک نوع وارونگی جمعیت Population Inversion به دست آید این تحریک همانطور که گفته شد توسط فوتون یک اشعه حادث با انرژی E صورت می گیرد. بنابراین در یک انتشار نورانی از یک فوتون, دو فوتون به دست می آید که هر کدام از اینها به نوبه خود با یک اتم تحریک شده دیگر برخورد خواهند کرد و در نتیجه, چهار فوتون مشابه تولید خواهند کرد و این تسلسل به میزان و تعداد اتمهای معکوس شده ادامه می یابد پس بدین طریق انرژی اولیه تقویت قابل ملاحظه ای پیدا خواهد کرد و از آنجایی که فوتونهای آزاد شده دارای فرکانس و فاز و جهت یکسان هستند, منجر به پدیده تشعشع تحریک stimulated Emission می شود که وقتی در یک کاواک یا حفره لیزری قرار گیرد, نور کاملاً یکرنگ و هدایت شده بوجود خواهد آمد.

نکته قابل توجه اینست که باید ماده ای انتخاب شود تا ضریب تقویت آن بالا باشد تا در نتیجه, با وجود تلفات انرژی, بتواند انرژی مفید قابل توجهی ایجاد کند. حال برای تفسیر کامل مطالب فوق یعنی نحوه تولید نور لیزر, ابتداً قسمتهای اصلی یک دستگاه لیزر را بررسی می کنیم:

(1) محیط فعال Active Medium: این محیط دارای ماده واسط که ماده اصلی قابل یونیزه شدن است تا بتوانند توسط تشعشع تحریکی از یک منبع نوری انرژی گرفته و اشعه نورانی تولید کند، این ماده را ماده فعال نیز می نامند. اتمهای این ماده فعال قابل تحریک و معمولاً یک یا دو کوانتوم انرژی بیشتری از اتم در حالت اصلی خود دریافت کرده اند و به حالت نیمه پایدار Meta stable state می رسند و در این حالت به مدت نسبتاً طولانی باقی می مانند تا بقیه اتم های این ماده نیز تحریک شده و در نتیجه تعداد اتم های تحریک شده از اتم های سطح زمینه بیشتر شود که این همان وارونگی جمعیت Population Inversion چون این اتم های تحریک شده تمایل به بازگشت به سطح اولیه خود را دارند به محض بازگشت اتم به حالت عادی, انرژی دریافت کرده را به صورت فوتون آزاد می کند که بصورت گسیل خودبخود (spontaneous Emission) از آن یاد می برند. زیرا این فوتون به طریق آزادسازی خودبخودی (فلورسانس) پدید آمده است.

براساس این روند فوتون آزاد شده از یک اتم,‌ در برخورد با اتم تحریک شده دیگر, باعث پیدایش دو فوتون مشابه می شود. به همین طریق فوتون های پدید آمده, در برخورد با دو اتم تحریک شده و دیگر, سبب ایجاد چهار فوتون شده و این روند به طور تصاعدی ادامه پیدا می کند و منجر به تولید فوتون های بسیاری می گردد که این پدیده را گسیل تحریکی stimulated Emission می نامند. بنابراین مجموع بسته های انرژی فوتون ها که دارای فرکانس و فاز و جهت یکسان هستند، همان طیف نور لیزر را تشکیل می دهد. چون کوانتوم های انرژی مساوی است, طول موج حاصل نیز, همرنگ و بستگی به نوع ماده فعال یعنی سطوح انرژی لایه های خارجی الکترونی آن دارد. در واقع نوع ماده فعال مورد استفاده, مقدار انرژی فوتون یا طول موج آن را تعیین می کند.

(2) تشدید کننده لیزری Laser Medium فوتون های جاری به موازات محور اپتیکی به آینه تمام بازتابان که در انتهای محیط فعال تعبیه شده برخورد و منعکس می شود در نتیجه فوتونها به داخل محیط فعال رانده می شوند تا با برخورد با اتم های تحریک شده دیگر در ایجاد فوتون های جدید شرکت کنند. فوتون گسیل شده از طرف دیگر محیط فعال که دارای آینه نیمه شفاف می باشد به خارج منتشر می شود (آینه نیمه بازتابان).

قسمتی از فوتون ها که در جهت محور محفظه حرکت نمی کنند به دیواره اطراف برخورد کرده و انرژی خود را بصورت گرما به اطراف آزاد می کنند و از دور فعالیت خارج می گردند.

(3) سیستم دمش (Pumping) در واقع بعنوان یک منبع انرژی برای آماده ساختن (پمپاژ) ماده فعال و تزریق انرژی به اتم ها و مولکولهای آن استفاده می شود و با روش هایی که به صورت پمپاژ نوری (Optical pumping) و یا پمپاژ شیمیایی (chemical Pumping) و یا پمپاژ حرارتی (heat Pumping) و یا پمپاژ الکتریکی (electrical Pumping) استفاده می شود. در مورد آخری، پمپاژ برقی توسط تخلیه الکتریکی فوق العاده شدید در مخزن گازی صورت می گیرد. این تخلیه، اتم ها و مولکول های گاز را به الکترون های فعال تبدیل نمود. تراکم فشرده تر در تراز بالا را سبب می شود. برخورد Collision اتم ها و مولکولها گاز به خاطر اینکه موجبات تشدید (رزونانس) انرژی می شود از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در اثر پمپاژ ماده فعال در حفره لیزری (کاواک), دسته طیف نورانی لیزر تولید می شود که حفره را از طریق آینه نیمه بازتابان در می نوردد. یعنی به محض اینکه پمپاژ شروع می شود مقدار زیادی از اتم ها از مخزن لیزر حالت تهییجی خود را افزایش می دهند. نشر تابش در تمام جهات صورت می گیرد و نور صادره بوسیله بازتاب های متعدد آینه های موازی ابقاء و حفظ می شود و شدت آن از طریق پدیده نشر برانگیخته افزایش پیدا میکند. این نشر برانگیخته با هر عبور طول موج از حفره لیزر به مقیاس فزاینده ای می رسد و بین تابشی که حفره از طریق آینه نیمه بازتابان می نوردد و میزان پمپاژ برای ایجاد تراکم معکوس population Inversion به سرعت تعادل برقرار می شود و این اشعه تولید شده صفات ممیز ای چون همدوسی و تکفامی از خود نشان می دهد. البته نسبت توان اشعه به توان پمپاژ را بازده لیزر (Efficiency of laser) تعریف می کنند.

ویژگی های اصلی نور لیزر:

الف) تکفامی نوری (monochromatical) بستگی به طول موج ویژه هر لیزر و میزان خلوص آن دارد که در سایر منابع نورانی دیگر وجود ندارد مثلاً در یک چشمه نور عادی با شدت زیاد از آنجایی که انرژی آن در محدوده وسیعی از طول موجها توزیع گردیده است, نمی تواند نور تکفام با شدت زیاد بدست آورد. در اصل اشعه لیزر در یک محدوده فرکانسی مشخص، منتشر می شود که بستگی به نوع ماده, محیط فعال لیزر و فضای تشدید کننده آن دارد.

ب) همدوس (coherence) بستگی به فاز آن دارد یعنی تمامی فوتون های تشکیل دهنده یک دسته اشعه به طریق منظم و با یک فاز منتشر می شوند. در اصل قسمت عمده منابع نوری مورد استفاده حاصل گسیل خودبخودی است اما در نور لیزر, که از طریق پدیده گسیل القایی Stimolated Emission تولید می شود, کوانتومها (اتم ها- مولکولها و یونها) همه دقیقاً همزمان در یک راستا انتشار می یابند و دقیقاً هم فازند پس بنابراین همدوسند (coherent). البته در موردی که کوانتومها راستاهای مختلف و اختلاف فاز داشته باشند, ناهمدوسند. (noncoherent).

وقتی می گویم نور لیزر همدوس است یعنی کوانتومهای آن دارای هماهنگی کامل و امواج آن هم فازند پس طول موج یکسان آنها باعث تکرنگی و کوانتومها انرژی مساوی دارند پس این نور در یک راستا و موازی است.

در مورد نمودهای تابش TEM(Transvers-electromagnetic) می دانیم تمام لیزرها انرژی را بصورت یک باریکه موازی نور, که توزیع شدت در ستون اشعه آن یکسان است, صادر می نمایند (البته اگر اختلافی باشد اساساً مربوط به محیط تحریک شده و یا تشدید کننده و غیره دارد.) وقتی حداکثر تابش در مرکز صفحه عمود بر محور توزیع تابش Propagation Axis, وجود دارد تابش به صورت نمود اصلی(fondmental mode) TEM0,0 نمایانده می شود. در واقع ناپدید شدن تدریجی شدت بصورت گوسی است, در حالیکه برای نمودTEM0,1 (higher order mode) (donut mode) دو کوهانه با تعقر در می آید. اثر تابش در این حالت بر محور اصلی، حداقل و با افزایش شعاع از این محور، در روی دایره ای که مرکز آن بر محور منطبق است، به حداکثر می رسد. در عمل اندازه لکه نورانی (Spot size) بر مبنای فاصله شعاع این دایره نورانی از مرکز منطبق با محور اصلی ارزیابی می شود برای کاربرد جراحی باید اشعه لیزر را برای کسب چگالی با توان بالا کانونی تر نمود یعنی شعاع کانون حداقل که بر مبنای منحنی گوسی از رابطه :

فاصله کار اشعه                                            

طول موج λ

قطر عدسی تمرکز دهنده Dدر واقع برهمکنش کیفی تابش الکترومغناطیس با ماده صرفاً فرکانس تابش بستگی دارد و به شدت تابش بستگی ندارد یعنی هرچه تابش ها پر انرژی تر باشند قدرت نفوذ در بافت بیشتر می شود مثل اشعه γ و اشعه x.

اما هر چقدر طول موج تابش افزایش یابد، انرژی آن رو به کاهش می گذارد و برهمکنش با پیوندهای ملکولی منجر به شکستن پیوندهای مولکولی بافت و یونیزه شدن آن نمی شود و اثرات غیر حرارتی آن مهیا می شود. در مورد برهمکنش کمی که بستگی به شدت تابش انرژی کل صرف شده در بافت و میزان ذخیره انرژی در طول موج تابش دارد، همانطور که قبلاً نیز گفته شد هنگام برخورد پرتوی لیزر به بافت بیولوژیک برهمکنش هم به پارامترهای لیزر و هم به خواص اپتیکی بافت (که عبارت بودند از بازتاب، پراکندگی، جذب که اشتراکاً عبور را تعیین می کنند) بستگی دارد.

اگر بخواهیم در مورد جذب و پدیده استهلاک طول موج گفته باشیم، فرض می کنیم شدت ستون اشعه موازی It که به لایه نازکی از یک بافت با ضخامت x برخورد نماید.

اگر Ir بخش بازتاب یافته و Io بخش جذب شده و I بخش عبور کرده باشد حاصل:

It-Ir=I

ضمن اینکه رابطه بین I و Io بصورت: I=Io×10-αx که در آن ضریبα ثابت یا همان ضریب جذب که متناسب با طول موج تابش و ترکیب فیزیکی و شیمیایی بافت جذب کننده است. حال وقتی ضخامت صفحه  باشد شدت تابش عبور یافته بصورت:

یعنی 90% درصد تابشی که به بافت رخ می دهد در ضخامت جسم جذب می گردد. در واقع ضخامت L مانند α، به خصوصیات جذبی ماده مربوط می شود و «استهلاک طول موج» خوانده می شود. هرگاه ضخامت 2L باشد صفحه دوم با ضخامت L، 90% از 10% را که به آن برخورد می کند، جذب خواهد کرد و یک درصد از اشعه اصلی باقی می ماند که آن را از خود عبور می دهد. اگر سه استهلاک طول موج 3L فرض شود عملاً اشعه ای برای تابش نخواهد ماند که از این صفحات عبور کند.

معمولاً امواج طیف نور لیزر در عبور از یک بافت، بخاطر عدم تجانس در مواد تشکیل دهنده بافت های زنده، در ستون موازی اشعه حالت توازی خود را از دست می دهند و تغییر جهت می دهند. این انحراف در تمامی جهات صورت گرفته و تابش با حجم بیشتر به صورت مخروطی است و نه استوانه ایی، که به آن تفرق می گویند. تفرق زمانی بالا خواهد بود که ماده غیرمتناجس و جذب ماده پایین باشد. در عمل بدلیل پدیده جذب در طی برهمکنش، بافتی که در معرض انرژی تابشی لیزر است، براساس خصوصیات جذبی و تفرق، حجمی از بافت تعیین می گردد که به آن حجم بحرانی (Vcr) (Critical volume) اطلاق می گردد. Vcr استوانه ای است دارای مقطع عرضی در ستون اشعه در طولی که برای استهلاک طول موج لیزر می باشد یعنی:                                   =A×L Vcr

مثلاً در مورد لیزر Nd:YAG شکل Vcr، بدلیل طول موج این لیزر، پیچیده و تفرق آن زیاد است و شدت اشعه بالاست یعنی می توان آنرا همانند استوانه ای در نظر گرفت که در ازای آن استهلاک طول موج مؤثر Leff و سطح مقطع متوسط Aavv آن چندین برابر سطح مقطع ستون اشعه می باشد. در شرایطی که ستون اشعه لیزر دارای سطوح مقطع یکسان و دارای توان برابری باشند، لیزر Nd:YAG برای توده های حجمی بزرگتر بافت، گرما زا بوده و تأثیر متناسب بر جای می گذارد.

در لیزر از سه پدیده اساسی که نتیجه برهمکنش موج الکترومغناطیسی (em) با ماده‌اند، استفاده می‌شوند. این سه فرآیند به ترتیب عبارتند از گسیل خودبخود، گسیل القایی و جذب.

1ـ گسیل خود بخود: در یک اتم دو تراز 1 و 2 با انرژی‌های E1 و E2 را در نظر می‌گیریم که اگر تراز 1 پایه در نظر گرفته شود، در این حالت E2 < E1 است. اکنون فرض می‌کنیم اتمی از ماده ابتدا در تراز 2 باشد، از آنجایی که E2>E1 ، اتم به فروافتادن به تراز 1 پایه گرایش پیدا می‌کند. بنابراین اختلاف انرژی hv=E2-E1 آزاد شود وقتی این اختلاف انرژی بصورت منبع الکترومغناطیسی گسیل شود آنرا گسیل خودبخود یا تابشی می‌گویند فرکانس موج تابش‌شده از رابطه زیر بدست می‌آید که درآن h ثابت پلانک است البته ما در کل دو طریق فرو افت داریم: فروافتی که اتم از تراز 2 به تراز 1 بدون تابش صورت می‌گیرد و همینطور فروافتی که با تابش همراه است. در صورتی که بدون تابش باشد ممکن است بصورت انرژی جنبشی، چرخشی و یا الکترونی ب

مولکولهای محیط منتقل شود) پس آهنگ فروافت N2 تعداد اتم در واحد حجم مربوط به تراز 2، در تراز پایه را بصورت:

که در آن A ضریب اینشتن و طول عمر گسیل خودبخود است. در این پدیده رابطه فازی معینی بین موج گسیل شده از یک اتم و موجی که از اتم دیگر گسیل می‌شود وجود ندارد و امواج در کلیه جهات گسیل می‌شوند.

2ـ گسیل القایی: مجدداً فرض می‌کنیم اتم در ابتدا در تراز 2 قرار گرفته، اگر موج الکترومغناطیسی با فرکانس فرودی بر اتم فرود آید که این فرکانس برابر فرکانس گسیل خودبخود باشد این احتمال وجود دارد که این موج، اتم را به گذار 1à2 وا دارد.در این مورد اختلاف انرژی E2-E1 آزاد شده به صورت موج الکترومغناطیسی به موج فرودی افزوده می‌شود. این پدیده را گسیل القایی می‌نامند بنابراین چون در این فرآیند اعمال موج الکترومغناطیسی فرودی صورت می‌گیرد، گسیل هر اتم بصورت همفاز با موج فرودی خواهد بود ضمن اینکه به آن نیز افزوده میشود بنابراین موج فرودی جهت موج گسیل را نیز تعیین می‌کند پس داریم: که آهنگ گذارهای 1à2 در نتیجه گسیل القایی است و W21 احتمال گذار القایی نامیده می‌شود که بر خلاف ضریب A ، نه تنها به گذار بخصوصی بستگی دارد، بلکه به شدت موج الکترومغناطیسی فرودی نیز بستگی دارد. یعنی برای موج تخت الکترومغناطیسی‌ داریم که در آن F شار فوتون موج فرودی و کمیتی است که دارای ابعاد سطحی و به آن سطح مقطع گسیل می‌گویند و تنها به گذار موردنظر بستگی دارد.

3ـ جذب: اکنون فرض می‌کنیم اتم ابتدا در تراز 1 پایه باشد. میدانیم اتم در این تراز باقی می‌ماند مگر آنکه نیرویی خارجی به آن اعمال شود. اگر موج الکترومغناطیس با فرکانس به ماده برخورد کند احتمال اینکه اتم از تراز پایه به تراز بالاتر 2 برود معین است پس اختلاف E2-E1 مورد احتیاج اتم برای این گذار از انرژی موج الکترومغناطیس فرودی تأمین می‌شود پس آهنگ جذب W12 :

ضمن اینکه احتمال گذار جذب نامیده میشود که در آن سطح مقطع جذب که فقط به نوع بخصوص‌گذار بستگی دارد.

نتایج هر سه فرآیند به قرار زیر است:

1ـ در گسیل خودبخود، اتم از تراز 1à2 فرو می‌افتد و یک فوتون گسیل می‌کند.

2ـ در گسیل القایی، فوتون فرودی به اتم گذار 1à 2 را القاء می‌کند و دو فوتون خواهیم داشت (فوتون القاکننده و فوتون القا شده)

3ـ در جذب، فوتون فرودی برای ایجاد گذار 2 à1 جذب اتم می‌شود.

از آنجایی که احتمال گسیل القایی و جذب برابرند پس بطور کلی را سطح مقطع‌گذار می‌نامند.

در واقع تعداد اتمها در واحد حجم در یک تراز بخصوص N را انبوهی جمعیت آن تراز نامیده می‌شود.

وقتی دو تراز انرژی دلخواه 1 و 2 از ماده‌ای را در نظر بگیریم که به ترتیب انبوهی این دو تراز N1 و N2 باشند، اگر موجی تخت باشد متناظر با شارفوتون F در امتداد محور Z از ماده عبور کند، تغییر جزئی این شار ناشی از هر دو فرآیند گسیل القایی و جذب در ناحیه هاشورخورده شکل مقابل از رابطه: بدست می‌آید. این رابطه نشان می‌دهد اگر باشد یعنی اگر N2>N1 باشد‌، ماده مثل تقویت کننده رفتار می‌کند و در حالیکی اگر N2<N1 باشد، رفتار ماده بصورت جذب‌کننده خواهد بود پس در حالت ترازمندی گرمایی، انبوهی ترازهای انرژی با رابطة آمار بولتزمن توصیف میشود:

که در آن K ثابت بولترمن و T دمای مطلق ماده است.

در حالت اول N2>N1 ناترازمندی بوجود می‌آید که ماده رفتار تقویت‌کننده از خود بروز می‌دهد و پدیده گسیل القایی برجذب غلبه می‌کند در اینصورت در ماده وارونی انبوهی داریم در حالت دوم N2<N1 ترازمندی گرمایی بوجود می‌آید که ماده رفتار جذب‌کننده از خود نشان می‌دهد و در فرکانس را عمل می‌کند و این وضعی است که در شرایط معمول داریم. بنابراین ماده‌ای که در آن وارونی انبوهی (PoPulation Inversion) بوجود آید، ماده فعال (ActiveMedium) نامیده می‌شود و چنانکه فرکانس گذار در ناحیه اپتیکی قرار گیرد تقویت‌کننده داریم و لیزر است اما اگر فرکانس گذار در ناحیة میکرو موج قرار گیرد به آن میزر (MASER) (Microwave Amplification by Stimolated Emission of Radiatio) گویند. برای آنکه از یک تقویت کننده بتوانیم نوسانگر بسازیم (oscillator) ، باید از فیدبک مثبت مناسبی استفاده کنیم. در مورد لیزر فیدبک غالباً با قرار دادن ماده فعال بین دو آینه کاملاً بازتابنده تأمین میشود ولی در مورد میزر این کار با قرار دادن ماده فعال در کاواک حفره تشدیدی لیزر، که فرکانس را تشدید کند، انجام می‌گیرد. در هر دو مورد ذکر شده شرط آستانة بخصوصی لازم است: در مورد لیزر، نوسان وقتی شروع می‌شود که بهره ماده فعال بر تلفات در لیزر غلبه کند(مثلاً به علّت خروج پرتو از یک آینه وقتی یکی از دو آینه نیمه شفاف انتخاب شود باریکه مفید لیزر از آن آینه خارج میشود). بهره در هر بار عبور از ماده

فعال (یعنی نسبت شار فوتون خروجی به شار فوتون ورودی) برابر است با : که طول ماده فعال است یعنی موج تخت الکترومغناطیسی در امتداد عمود بر سطح دو آینه رفت و آمد خواهد کرد و ضمن هر بار عبور از ماده فعال تقویت میشود. چنانچه تلفات موجود در کاواک(حفره لیزر) تنها به علّت تلفات تراگسیل باشد، آستانه حاصل خواهد شد یعنی وقتی که برابر واحد شود: که در آن R2 و R1 توان بازتابندگی دو آینه است یعنی وقتی وارون انبوهی به مقدار بحرانی آن، که آنرا وارونی بحرانی (Critical Inversion) می‌نامند، برسد آستانه حاصل میشود. در این اثناء از گسیل خودبخود نوسان بوجود خواهد آمد و فوتونها که در امتداد محور کاواک بصورت خودبخود گسیل می‌شوند، در واقع فرآیند تقویت را‌ آغاز می‌کنند.

و...

NikoFile