مقاله علمی: آزمایش رابرت میلیکان

در انتهای قرن نوزدهم میلادی، مدلی از اتم که مورد قبول همه باشد در دسترس نبود. بیشتر فیزیکدانان بر این باور بودند که اتم غیرقابل مشاهده است، گرچه کشف فعالیت رادیواکتیو شک‌هایی را در ذهن برخی فیزیکدانان برانگیخته بود.

در همین زمان، عموم بر این باور بودند که بار الکتریکی مانند جرم، بطور نامحدود قابل تقسیم است.

برای توضیح رابطه بین الکتریسیته و ماده، برخی دانشمندان در اواخر قرن نوزدهم هجری این ایده را مطرح کردند که باید یک واحد بنیادین الکتریسیته وجود داشته باشد. در ١٨٩١ فیزیکدان ایرلندی، جورج استونی واژه الکترون را برای توصیف کوچکترین واحد بار منفی ابداع کرد.

در سال ١٨٩٧ فیزیکدان انگلیسی جورج تامسون، آزمایشاتی را بر روی اشعه کاتودی انجام داد. او مشاهده کرد که اشعه کاتدی بسوی بار مثبت جذب و از بار منفی دور می‌شود. او نتیجه گرفت که اشعه کاتودی از جریانی از ذرات کوچک با بار منفی تشکیل شده که جرمی هزاران بار کمتر از یک اتم هیدروژن دارند. بدین ترتیب تامسون موفق به کشف الکترون شده بود. از این زمان به بعد این حقیقت پذیرفته شد که اتمها ذرات بنیادی نیستند، بلکه خود از ذرات کوچکتری تشکیل شده‌اند.

تامسون به واسطه آزمایشات خود توانست نسبت بار الکترون به جرم آنرا اندازه‌گیری کند. لیکن نتوانست بار یا جرم این ذره را بطور مجزا اندازه‌گیری نماید. این مهم توسط رابرت میلیکان و آزمایش معروف او به انجام رسید.

رابرت میلیکان در سال ١٩٠٩ آزمایش معروف خود را برای اندازه‌گیری بار الکتریکی الکترون، با همکاری هاروی فلچر به انجام رسانید. آنها این عمل را با موازنه دقیق نیروهای گرانشی و الکتریکی وارده بر ذرات ریز روغن که در بین الکترودهای فلزی شناور بودند، به انجام رساندند. با تکرار این آزمایش بر روی تعداد زیادی از قطرات روغن، آنها به این نتیجه رسیدند که مقدار بدست آمده برای بار الکتریکی روی ذرات روغن، مضربی از یک عدد ثابت است. آنها این مقدار ثابت را برابر بار یک الکترون در نظر گرفتند که معادل 1.602 × 10⁻¹⁹ کولن می‌باشد.

این مقدار که بار پایه خوانده می‌شود، اکنون یکی از ثابت‌های مهم فیزیکی است و دانستن دقیق آن از اهمیت زیادی برای علوم برخوردار است.

میلیکان کار خود را بر روی فیزیک ذره‌ای هنگامی آغاز کرد که به استادی در دانشگاه شیکاگوی امریکا اشتغال داشت. او همکاری موثری با فلچر داشت و آن دو در سال ١٩٠٩ آزمایش معروف خود را به انجام رساندند. از آن زمان تاکنون این آزمایش توسط چندین نسل از دانشجویان فیزیک با درجات متفاوتی از دقت انجام شده است. تا سال ١٩١٣ که میلیکان نتایج اولیه آزمایش را منتشر ساخت، بطور پیوسته به تصحیح روش آزمایش مشغول بود.

میلیکان در آزمایش خود، نیروی وارد بر قطرات ریز باردار روغن را که بین دو الکترود فلزی معلق بودند، اندازه گرفت. با دانستن شدت میدان الکتریکی، بار هر قطره قابل اندازه‌گیری بود. با تکرار آزمایش بر روی تعداد زیادی قطرات روغن، میلیکان نشان داد که اعداد بدست آمده مضارب صحیحی از یک مقدار مشترک هستند که می‌تواند بار یک الکترون در نظر گرفته شود. مقدار اولیه‌ای که او بدست آورد، معادل 1.592 × 10⁻¹⁹  کولن بود.

در عصر میلیکان این موضوع ثابت شده بود که چیزهایی به نام ذرات زیراتمی وجود دارند، لیکن تصوری از این ذرات وجود نداشت. تامسون با آزمایش‌هایی که بر روی اشعه کاتودی در ١٨٩٧ انجام داده بود، نشان داد که ذراتی با بار منفی وجود دارند که بیش از ١٠٠٠ برابر سبک تر از اتم هیدروژن می‌باشند. جورج فیتزجرالد و والتر کافمن نیز به نتایج مشابهی رسیده بودند. لیکن بیشتر دانشی که در مورد الکتریسیته و مغناطیس موجود بود، برپایه این موضوع توضیح داده می‌شد که بار الکتریکی یک متغیر پیوسته است که می‌توان مانند نور، آنرا به شکل یک موج پیوسته (بجای رشته‌ای از فوتون‌ها) در نظر گرفت.

زیبایی آزمایش قطره روغن در این بود که امکان تعیین دقیق بار الکتریکی بنیادی را می‌داد. همچنین معلوم می‌کرد که بار الکتریکی ماهیت ذره‌ای و غیرپیوسته دارد. آزمایش او باعث شد مخترع مشهوری چون توماس ادیسون تصور خود در مورد ماهیت الکتریسیته را اصلاح کند.

یکی از انتقاداتی که به آزمایش میلیکان می‌شود، این است که میلیکان تعمدا بسیاری از داده‌ها را حذف کرده است تا فقط آنهایی که مضرب صحیح بار مبنا هستند را برگزیند. لیکن بیشتر دانشمندان ایرادی در این مطلب نمی‌بینند و آنرا به بروز خطاهای آماری در آزمایشات منتسب می‌کنند. میلیکان برای آزمایشات خود خطای ٢ درصد را گزارش کرده است. اگر مقدار خطا بیشتر از این بود، نتایج او مورد قبول جامعه علمی قرار نمی‌گرفت.

در سال ١٩٢٣ میلیکان جایزه نوبل در فیزیک را بواسطه این آزمایش و تحقیقات دیگری که انجام داده بود، از آن خود کرد. گرچه از آن پس این آزمایش بارها تکرار شده است، لیکن انجام دقیق آن نیاز به تجهیزات گرانقیمت داشته و به دشواری نیز صورت می‌گیرد.

خطرناکترین جاده های دنیا

١. جاده یونگاس شمالی (North Yungas Road) که از لاپاز به کورویکو می رود و در ناحیه یونگاس بولیوی در شمال شرقی لاپاز واقع شده است، به خطرناکترین جاده دنیا معروف است. مطابق تخمین‌ها سالانه بین ٢٠٠ تا ٣٠٠ نفر در این جاده جان خود را از دست می‌دهند. این جاده از میان دامنه های پرشیب کوه پیچ و تاب می‌خورد و به جنگل بارانی شمال رشته کوه آلتیپلانو می‌رسد.

این جاده از محدود راه هایی است که جنگل‌های بارانی آمازون رابه پایتخت بولیوی وصل می‌کند. جاده مزبور که به جاده مرگ نیز معروف است،‌در خلال جنگ‌های چاکو در دهه ۱۹۳۰ توسط زندانیان پاراگوئه‌ای ساخته شد. جاده فاقد نرده‌های محافظ است و سقوط وسایل نقلیه به داخل دره عمیق و مرگبار پای کوه بسیار رخ می‌دهد. در زیر تصاویری از این جاده دیده می‌شود.

۲. تونل گولیانگ در کوه‌های تای هنگ چین دومین جاده خطرناک دنیا شناخته شده است.

خبر علمی: کشف عقرب دریایی غول پیکر

پژوهشگران اروپایی موفق به کشف فسیل چنگال یک عقرب دریایی غول پیکر به طول ۲.۵ متر شدند. به گزارش نشریه German Biology Letters این فسیل ٣٩٠ میلیون ساله توسط دانشمندان آلمانی کشف شده است.

این موجود که Jaekelopterus rhenaniae نامیده شده است، در رودخانه‌ها و باتلاق ها حرکت می‌کرده است.

اندازه فسیل کشف شده نشان می دهد که سخت پوستان در گذشته های دور دارای اندازه غول آسایی بوده اند.

چنگال کشف شده خود دارای طولی معادل ٤٦ سانتی متر است که دلالت بر اندازه ٢.٥ متری موجود دارد. بزرگترین عقرب دریایی کشف شده تا قبل از این واقعه، دارای حداکثر اندازه ٥٠ سانتی متر بوده است.

اصل خبر: http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7104421.stm

بزرگترین کشتی های دنیا

کشتی نفتکش ناک نویس (Knock Nevis) بزرگترین کشتی حال حاضر در دنیاست. این سوپرتانکر بیش از ٤٥٨ متر طول و ٦٩ متر عرض دارد. این کشتی در فاصله سالهای ١٩٧٩ تا ١٩٨١ ساخته شد و در طی جنگ ایران و عراق صدمه دید. در سال ١٩٩١ دوباره به اقیانوس بازگشت، لیکن اکنون از آن به عنوان یک سکوی ثابت نفتی استفاده می شود.

کشتی ناک نویس متعلق به نروژ بوده و می‌تواند ٤.١ میلیون بشکه نفت حمل کند.

طولانی‌ترین سد دنیا

طولانی‌ترین و یکی از بزرگترین سدهای دنیا به نام سد سه دره (Three Gorges Dam) در چین قرار دارد. این سد عظیم بر روی رود یانگ تسه، یکی از طولانی‌ترین رودخانه‌های جهان احداث شده است. طول سد مزبور ٢٣٣٥ متر و ارتفاع آن ١٨٥ متر می‌باشد.

نیروگاه برقابی (هیدروالکتریک) این سد که تا سال ٢٠١١ تکمیل می‌گردد، می‌تواند بیش از ٢٢٥٠٠ مگاوات برق تولید کند و از این نظر بزرگترین ایستگاه تولید انرژی برقابی در سراسر دنیا است. گرچه این سد دارای مزایای اقتصادی غیرقابل انکار است، لیکن پس از آبگیری کامل باعث جابجایی ١.٣ میلیون نفر از محل زندگی خود و نابودی بسیاری از مقرهای باستانی چین خواهد گردید. مخزن پشت سد طولی معادل ٦٠٠ کیلومتر خواهد داشت. تصویر زیر از مراحل ساخت سد برداشته شده است:

ساخت سد در سال ١٩٩٤ آغاز شد و در ١٥ می ٢٠٠٦ بتن ریزی سد به پایان رسید. تصویر زیر از سایت ناسا گرفته شده و عکس ماهواره ای سد را در دو موقعیت زمانی نشان می دهد.