به نام ستاره آفرین قضیه ویریال جنبشی کل ذرات یک سیستم پایدار مقید به نیرو های پایستار را به متوسط انرژی پتانسیل کل شان

Σχετικά έγγραφα
روش محاسبه ی توان منابع جریان و منابع ولتاژ

محاسبه ی برآیند بردارها به روش تحلیلی

تحلیل مدار به روش جریان حلقه

مفاهیم ولتاژ افت ولتاژ و اختالف پتانسیل

جلسه ی ۱۰: الگوریتم مرتب سازی سریع

مثال( مساله الپالس در ناحیه داده شده را حل کنید. u(x,0)=f(x) f(x) حل: به کمک جداسازی متغیرها: ثابت = k. u(x,y)=x(x)y(y) X"Y=-XY" X" X" kx = 0

مدار معادل تونن و نورتن

آزمون مقایسه میانگین های دو جامعه )نمونه های بزرگ(

Angle Resolved Photoemission Spectroscopy (ARPES)

سايت ويژه رياضيات درسنامه ها و جزوه هاي دروس رياضيات

جلسه ی ۲۴: ماشین تورینگ

تخمین با معیار مربع خطا: حالت صفر: X: مکان هواپیما بدون مشاهده X را تخمین بزنیم. بهترین تخمین مقداری است که متوسط مربع خطا مینیمم باشد:

تمرینات درس ریاض عموم ٢. r(t) = (a cos t, b sin t), ٠ t ٢π. cos ٢ t sin tdt = ka۴. x = ١ ka ۴. m ٣ = ٢a. κds باشد. حاصل x٢

ﯽﺳﻮﻃ ﺮﯿﺼﻧ ﻪﺟاﻮﺧ ﯽﺘﻌﻨﺻ هﺎﮕﺸﻧاد

جلسه 3 ابتدا نکته اي در مورد عمل توابع بر روي ماتریس ها گفته می شود و در ادامه ي این جلسه اصول مکانیک کوانتمی بیان. d 1. i=0. i=0. λ 2 i v i v i.

فعالیت = ) ( )10 6 ( 8 = )-4( 3 * )-5( 3 = ) ( ) ( )-36( = m n m+ m n. m m m. m n mn

دانشکده ی علوم ریاضی جلسه ی ۵: چند مثال

I = I CM + Mh 2, (cm = center of mass)

تئوری جامع ماشین بخش سوم جهت سادگی بحث یک ماشین سنکرون دو قطبی از نوع قطب برجسته مطالعه میشود.

قاعده زنجیره ای برای مشتقات جزي ی (حالت اول) :

آزمایش 8: تقویت کننده عملیاتی 2

جلسه 9 1 مدل جعبه-سیاه یا جستاري. 2 الگوریتم جستجوي Grover 1.2 مسا له 2.2 مقدمات محاسبات کوانتمی (22671) ترم بهار

جلسه 16 نظریه اطلاعات کوانتمی 1 ترم پاییز

جلسه 2 1 فضاي برداري محاسبات کوانتمی (22671) ترم بهار

بسم اهلل الرحمن الرحیم آزمایشگاه فیزیک )2( shimiomd

همبستگی و رگرسیون در این مبحث هدف بررسی وجود یک رابطه بین دو یا چند متغیر می باشد لذا هدف اصلی این است که آیا بین

جلسه ی ۴: تحلیل مجانبی الگوریتم ها

فصل چهارم : مولتی ویبراتورهای ترانزیستوری مقدمه: فیدبک مثبت

جلسه ی ۵: حل روابط بازگشتی

تصاویر استریوگرافی.

جلسه ی ۳: نزدیک ترین زوج نقاط

ترمودینامیک مدرس:مسعود رهنمون سال تحصیلى 94-95

جلسه 14 را نیز تعریف کرد. عملگري که به دنبال آن هستیم باید ماتریس چگالی مربوط به یک توزیع را به ماتریس چگالی مربوط به توزیع حاشیه اي آن ببرد.

تلفات خط انتقال ابررسی یک شبکة قدرت با 2 به شبکة شکل زیر توجه کنید. ژنراتور فرضیات شبکه: میباشد. تلفات خط انتقال با مربع توان انتقالی متناسب

معادلهی مشخصه(کمکی) آن است. در اینجا سه وضعیت متفاوت برای ریشههای معادله مشخصه رخ میدهد:

:موس لصف یسدنه یاه لکش رد یلوط طباور

فصل پنجم زبان های فارغ از متن

مسي لهای در م انی : نردبان که کنار دیوار لیز م خورد

دبیرستان غیر دولتی موحد

هد ف های هفته ششم: 1- اجسام متحرک و ساکن را از هم تشخیص دهد. 2- اندازه مسافت و جا به جایی اجسام متحرک را محاسبه و آن ها را مقایسه کند 3- تندی متوسط

فصل سوم جریان های الکتریکی و مدارهای جریان مستقیم جریان الکتریکی

جلسه 2 جهت تعریف یک فضاي برداري نیازمند یک میدان 2 هستیم. یک میدان مجموعه اي از اعداد یا اسکالر ها به همراه اعمال

1 دایره فصل او ل کاربردهای بسیاری داشته است. یک قضیۀ بنیادی در هندسه موسوم با محیط ثابت دایره دارای بیشترین مساحت است. این موضوع در طراحی

جلسه 22 1 نامساویهایی در مورد اثر ماتریس ها تي وري اطلاعات کوانتومی ترم پاییز

1) { } 6) {, } {{, }} 2) {{ }} 7 ) { } 3) { } { } 8) { } 4) {{, }} 9) { } { }

فهرست جزوه ی فصل دوم مدارهای الکتریکی ( بردارها(

جلسه 15 1 اثر و اثر جزي ی نظریه ي اطلاعات کوانتومی 1 ترم پاي یز جدایی پذیر باشد یعنی:

برابری کار نیروی برآیند و تغییرات انرژی جنبشی( را بدست آورید. ماتریس ممان اینرسی s I A

جلسه 12 به صورت دنباله اي از,0 1 نمایش داده شده اند در حین محاسبه ممکن است با خطا مواجه شده و یکی از بیت هاي آن. p 1

آزمایش 1: پاسخ فرکانسی تقویتکننده امیتر مشترك

ثابت. Clausius - Clapeyran 1

فهرست مطالب جزوه ی فصل اول مدارهای الکتریکی مفاهیم ولتاژ افت ولتاژ و اختالف پتانسیل تحلیل مدار به روش جریان حلقه... 22

هندسه تحلیلی بردارها در فضای R

هو الحق دانشکده ي مهندسی کامپیوتر جلسه هفتم

ˆ ˆ ˆ. r A. Axyz ( ) ( Axyz. r r r ( )

تئوری رفتار مصرف کننده : می گیریم. فرض اول: فرض دوم: فرض سوم: فرض چهارم: برای بیان تئوری رفتار مصرف کننده ابتدا چهار فرض زیر را در نظر

مسائل. 2 = (20)2 (1.96) 2 (5) 2 = 61.5 بنابراین اندازه ی نمونه الزم باید حداقل 62=n باشد.

به نام حضرت دوست. Downloaded from: درسنامه

تعریف نیرو:نیرو بر هم کنش )تاثیر متقابل ) دو جسم بر یکدیگر است که این بر هم کنش میتواند از راه تماس مستقیم باشد

فصل 5 :اصل گسترش و اعداد فازی

باشند و c عددی ثابت باشد آنگاه تابع های زیر نیز در a پیوسته اند. به شرطی که g(a) 0 f g

نویسنده: محمدرضا تیموری محمد نصری مدرس: دکتر پرورش خالصۀ موضوع درس سیستم های مینیمم فاز: به نام خدا

تحلیل الگوریتم پیدا کردن ماکزیمم

راهنمای کاربری موتور بنزینی )سیکل اتو(

ویرایشسال 95 شیمیمعدنی تقارن رضافالحتی

آشنایی با پدیده ماره (moiré)

شاخصهای پراکندگی دامنهی تغییرات:

فصل ٤ انتگرال کند. در چنین روشی برای محاسبه دایره از درج چندضلعیهای منتظم در درون دایره استفاده میشود

مینامند یا میگویند α یک صفر تابع

Beta Coefficient نویسنده : محمد حق وردی

بسمه تعالی «تمرین شماره یک»

خاستگاه های نظر یه میدان کوانتومی

سطوح مرزی سیالها مقاومتی در برابر بزرگ شدن از خود نشان میدهند. این مقاومت همان کشش سطحی است. به


الکتریسیته ساکن مدرس:مسعود رهنمون سال تحصیلى 95-96

جلسه ی ۱۸: درهم سازی سرتاسری - درخت جست و جوی دودویی

نکنید... بخوانید خالء علمی خود را پر کنید و دانش خودتان را ارائه دهید.

محاسبات کوانتمی 1 علم ساخت و استفاده از کامپیوتري است که بر پایه ي اصول مکانیک کوانتم قرار گرفته است.

فصل دهم: همبستگی و رگرسیون

سلسله مزاتب سبان مقدمه فصل : زبان های فارغ از متن زبان های منظم

فصل دوم مثلثات نسبت های مثلثاتی دایره مثلثاتی روابط بین نسبتهای مثلثاتی

فصل سوم : عناصر سوئیچ

زمین شناسی ساختاری.فصل پنجم.محاسبه ضخامت و عمق الیه

به نام خدا. هر آنچه در دوران تحصیل به آن نیاز دارید. Forum.Konkur.in

تشکیل ساختار و ساختارهای بز رگ مقیاس کیهانی

خالصه درس: نویسنده:مینا سلیمان گندمی و هاجر کشاورز امید ریاضی شرطی. استقالل متغیر های تصادفی پیوسته x و y استقالل و امید ریاضی

تمرین اول درس کامپایلر

آموزش SPSS مقدماتی و پیشرفته مدیریت آمار و فناوری اطالعات -

دانشگاه صنعتی شریف پاسخنامه امتحان میانترم اقتصاد کالن پیشرفته دکتر محمدحسین رحمتی- پاییز ۵۹۳۱ نویسنده: ناصر امنزاده سوال ۱(

جلسه دوم سوم چهارم: مقدمه اي بر نظریه میدان

CD = AB, BC = ٢DA, BCD = ٣٠ الاضلاع است.

مقاومت مصالح 2 فصل 9: خيز تيرها. 9. Deflection of Beams

که روي سطح افقی قرار دارد متصل شده است. تمام سطوح بدون اصطکاك می باشند. نیروي F به صورت افقی به روي سطح شیبداري با زاویه شیب


می باشد. انشاال قسمت شعاعی بماند برای مکانیک کوانتومی 2.

به نام خدا. الف( توضیح دهید چرا از این تکنیک استفاده میشود چرا تحلیل را روی کل سیگنال x[n] انجام نمیدهیم

هر عملگرجبر رابطه ای روی يک يا دو رابطه به عنوان ورودی عمل کرده و يک رابطه جديد را به عنوان نتيجه توليد می کنند.

فصل اول : مفاهیم فیزیکی و معادالت نرخ انتقال حرارت

جلسه 23 1 تابع آنتروپی و خاصیت مقعر بودن نظریه اطلاعات کوانتمی 1 ترم پاییز

مقدمه -1-4 تحليلولتاژگرهمدارهاييبامنابعجريان 4-4- تحليلجريانمشبامنابعولتاژنابسته

Transcript:

به نام ستاره آفرین قضیه ویریال درود بر ملت نجومی! در این درس نامه می خواهیم یکی از قضیه های معروف اخترفیزیک و مکانیک یعنی قضیه ی شریفه ی ویریال را به دست آوریم. به طور خالصه قضیه ی ویریال متوسط انرژی جنبشی کل ذرات یک سیستم پایدار مقید به نیرو های پایستار را به متوسط انرژی پتانسیل کل شان مربوط می کند. برای رسیدن به این قضیه دو اثبات ارائه می دهیم : 1. اثبات اخترفیزیکی 2. اثبات مکانیکی 1. اثبات اخترفیزیکی : فرض می کنیم در یک محیط گازی معادله حفاظت جرم و تعادل هیدرواستاتیک برای یک پوسته کروی برقرار باشد. پس: معادله ی حفاظت جرم : d r = ρ r 4πr 2 dr r از مرکز پوسته r d جرم که در آن r فاصله از مرکز پوسته ی کروی ρ r چگالی گاز در فاصله ی پوسته و dr هم ضخامت پوسته ی کروی می باشد. تعادل هیدروستاتیک : dp dr = G r r 2 ρ r dp که در آن r فاصله از مرکز گرادیان فشار محیط گازی در فاصله ی r از مرکز r جرم موجود در dr کره ای به شعاع r حول مرکز و ρ r هم چگالی گاز در فاصله ی r از مرکز می باشد. دو معادله را بر هم تقسیم می کنیم و چگالی و دیفرانسیل شعاع را حذف می کنیم.خواهیم داشت: G r r d r = 4πr 3 dp ان شاء هللا در ریاضیات با روش جز به جز در انتگرال گیری آشنا هستید :

udv = d(uv) vdu بنابراین طرف راست معادله را با استفاده از روش جز به جز در انتگرال گیری می توانیم به شکل زیر بازنویسی کنیم : 4πr 3 dp = d(4πr 3 P) 12πr 2 P r dr = d(4πr 3 dp) 3 P ρ d r که در آخر دوباره از محافظت جرم استفاده کرده و dr را حذف نمودیم. حال از معادله کلی به دست آمده انتگرال می گیریم: 4πR 3 P d(4πr 3 P) 3 P ρ d = G r d جمله سمت راست تساوی همان انرژی پتانسیل کل برای جرم داخل پوسته است. جمله اول سمت چپ ناشی از فشار وارد بر پوسته است.در حالت تعادل فشار بیرونی و درونی مساوی بوده و این جمله صفر است. میتوان این طور هم استدالل کرد : که 4πR 3 d(4πr 3 P r ) = 4πr 3 r=r P r = 4πR 3 P r= R 4π. 3. P P R فشار در سطح بوده برابر صفر است و فشار در مرکز ستاره هم بی نهایت نیست. بنابراین در مجموع حاصل انتگرال صفر میشود. جمله دوم سمت چپ ناشی از گاز درون پوسته می باشد.بسته به رابطه فشار و انرژی درونی این جمله به شکل های گوناگون نوشته می شود: در ترمودینامیک فشار و انرژی درونی )واحد حجم( این ذرات به شکل زیر رابطه دارند: که P gas = 2 de n 3 P gas فشار ذرات گاز )غیر نسبیتی( می باشد. با قرار دادن فشار از رابطه ی باال در انتگرال به روش جز به جزء مان و با فرض اینکه چگالی جزء حجمی که انتخاب کرده ایم ثابت است داریم : 4πR 3 P d(4πr 3 P) 3 2dE n 3ρ d = 2E n = U G r d

E n که.بنابراین: انرژی درونی )جنبشی( ذرات توده گازی و U هم انرژی پتانسیل گرانشی ذرات گاز می باشد 2E n + U = و چنین بود که قضیه ویریال را برای ذرات غیرنسبیتی به دست آوردیم. این ذرات از همان شکل رابطه پیروی می کنند.تنها تفاوت ضریب 2 در عبارت فشار است. که P rad = 1 de n 3 P rad شکل زیر است: فشار ذرات نسبیتی )فشار تابشی( می باشد. پس قضیه ی ویریال برای این نوع ذرات به E n + U = در حالت کلی تر باید رابطه فشار و انرژی درونی گاز را به طور کامل نوشت.چون در ستاره ها هر دو نوع فشار )گاز کامل و تابشی( وجود دارد. در این باره مدل ادینگتون را می توان به کار برد. این مدل می گوید فشار درون ستاره متشکل از دو نوع فشار )فشار گاز کامل و فشار تابشی( است. سهم هر یک از فشار ها با یک ضریب β بیان می شود. P rad = (1 β)p P gas = βp که β کوچکتر از یک است. حال دو رابطه قبل را می نویسیم: P gas = 2 3 de gas P rad = 1 de rad 3 از هر دو عبارت جمله انرژی را به دست آورده و با هم جمع می کنیم تا انرژی کل به دست آید: de tot = de gas + de rad = 3 2 P gas + 3P rad = 3 βp + 3(1 β)p 2

de tot = 3P (1 β 2 ) از اینجا فشار را به دست آورده در انتگرال جاگذاری می کنیم.با همان فرض های قبلی خواهیم داشت: ( 2 2 β ) E tot,n + U = که برای ذرات نسبیتی )فشار کامال تابشی( = β و برای ذرات غیر نسبیتی )فشار گاز تماما کامل!( = 1 β است. این هم از این! 2. اثبات مکانیکی: برای اثبات قضیه کمیت اسکالر لختی دورانی nerta( )moment of را می نویسیم: I = m r 2 از آن مشتق می گیریم: di dt = d dt m dr r. r = 2 m dt r = 2 p r کمیت آخر را با نماد Q نمایش می دهیم. Q = p r از آن مشتق می گیریم: dq dt = p dr + dp dt dt r dr = m dt dr dt + F r = 2K + F r عبارت آخر به عنوان ویریال کالسیوس شناخته می شود.

از این به بعد راه های مختلفی وجود دارد که به قضیه اصلی ویریال منجر می شود.یکی از آن راه ها را می آوریم. در این روش از متوسط گیری زمانی در طی یک دوره استفاده می کنیم : dq dt Q(τ) Q() τ = τ = 2 K τ + F r τ < > نماد متوسط گیری می باشد. اگر سیستم ما تناوبی باشد یعنی پس از مدت زمان به حالت dq اولیه برگردد عبارت dt τ صفر می شود. بنابراین: 2 K τ = F r τ از قضیه های مکانیک می دانیم عبارت داخل سیگما در حقیقت انرژی پتانسیل متوسط است. سپ : F r τ = U tot τ عالمت منفی به خاطر تعریف انرژی پتانسیل که در بینهایت صفر است وارد معادله شده است. بنابراین: K τ = 1 2 U tot τ تمام شد رفت! K = 1 p v 2 می دانیم در نسبیت خاص دیگر انرژی جنبشی یک جسم برابر مراحل اثبات که به عبارت زیر رسیدیم از تعریف انرژی جنبشی استفاده کنیم. نیست.پس نمی توانیم در dq dt = p dr + dp dt dt r اما می دانیم انرژی جنبشی یک تک ذره در نسبیت به شکل مقابل است: K = γ) 1)mc 2 بنابراین رابطه ای بین و انرژی جنبشی به دست می آوریم: 1 p v 2 1 2 p v = 1 2 γmv v = 1 2 γ v2 c 2 mc2 = 1 2 γ v2 K c 2 γ 1

عبارت آخر را می توانیم ساده کنیم و در آخر با جاگذاری در محاسبات به چیزی که می خواستیم برسیم: 1 γ + 1 p v = 2 2γ K 1 2 U tot τ = ( γ + 1 ) K 2γ τ این عبارت می گوید که نسبت انرژی جنبشی و پتانسیل دیگر ثابت نیست.اما عبارت طرف راست در حد ها برای ذرات نسبیتی و غیر نسبیتی )کامل( دو مقدار اختیار می کند: ( γ + 1 ) K 2γ τ = [1 or.5] K tot τ برای ذرات نسبیتی 5. و برای ذرات غیر نسبیتی 1 قابل قبول است. بنابراین باز هم به همان قضیه ویریال دست یافتیم: K = E n = 1 2 U K = E n = U از دیاری ویریالی می گذشت! دید جنبش با پتانسی ل به گشت! گفت : آیا نسبتی دارید! هان! پاسخ آمد : یار در عقد من است! hasanpoormdra@yahoo.com تهیه و گردآوری : محمدرضا حسن پور s.h.hashem@ut.ac.r بازبینی و تنظیم : سید حسین هاشمی

منابع: An ntroducton to modern astrophyscs [B. Carroll, D. Ostle] Physc of star [A. C. Phllps] Classcal mechancs [H. Goldsten] Frst exam n 9 th astronomy summer school http://en.wkpeda.org/wk/vral_theorem http://wk.avastarco.com/ndex.php