المپياد جهاني فيزيك
 برندگان مسابقه‌ي المپياد فيزيك
 
 سلاح آتشين ارشميدس (مسابقه‌ي شماره‌ي 72 )
سلاح آتشين ارشميدس (مسابقه‌ي شماره‌ي 72 )مسابقه فيزيك
ارشميدس و داستان دفاع يونان در مقابل كشتي‌هاي روم ...سؤال همراه با جواب
سلاح آتشين ارشميدس





اشاره

آن‌چه با عنوان «چكيده» در اول مسابقه‌ها و زنگ تفريح‌ها مشاهده مي‌كنيد صرفاً مخصوص معلمان، مربيان، كارشناسان محترم آموزشي و ساير علاقه‌مندان است.



چكيده
اهداف آموزشي
 اهداف آموزشي در حوزه‌ي شناختي – دانش
    - «دانش امور جزوي» > «دانش واقعيت‌هاي مشخص»
    - «دانش راه‌ها و وسايل» >«روش‌ها يا روش‌شناسي»
 اهداف آموزشي در حوزه‌ي شناختي - توانايي‌ها و مهارت‌هاي ذهني
    - «فهميدن» > «ترجمه» > «تفسير»
    - «فهميدن» > «ترجمه» > «برون‌يابي»
    - «فهميدن» > «ترجمه» > «درون‌يابي»
    - «فهميدن» > «ترجمه» > «كاربستن»
    - «فهميدن» > «ترجمه» > «تحليل» > «تحليل عناصر»
    - «فهميدن» > «ترجمه» > «تركيب» >«تولید یک اثر بی همتا» 
 نتايج مورد نظر 
    - بازتابش نور
    - عدسي‌ها > فاصله‌ي كانوني 
 محتواي آموزشي (سرفصل‌هاي المپياد جهاني)
    - نور > بازتابش نور
    - نور > عدسي‌ها

سؤال
داستان‌هاي زيادي در مورد ارشميدس و ابزارهاي جنگي او در يونان نقل شده كه بخصوص «جرج گاموف» فيزيكدان‌ فقيد اوكرايني- آمريكايي، در كتاب «سرگذشت فيزيك» به چند نمونه از آن‌ها اشاره مي‌كند. و اينجا به عنوان سؤال يكي از اين ابزارها را معرفي مي‌كنيم. داستان از اين قرار است كه در نوشته‌هايي از دوران باستان آمده كه ارشميدس با كانوني كردن نور خورشيد روي كشتي‌هاي چوبي و بادبان‌هاي پارچه‌اي و قابل اشتعال رومي‌ها در حين حمله‌ي دريايي به سواحل يونان آن‌ها را به آتش مي‌كشيد.حال سؤال اين است: چنين چيزي ممكن است اتفاق افتاده باشد؟


   

جواب

جواب مثبت است ولي به سختي چنين اتفاقي مي‌افتد.

چوب خشك را با كانوني كردن نور خورشيد بوسيله‌ي عدسي به قطر d=3 cm و فاصله‌ي كانوني f=10 cm (مثلاً) نشانه مي‌رويم. قطر زاويه‌اي خورشيد a= 0.01 rad است. شار نور گذري از عدسي:

رابطه‌ي (1)

كه E شار نور خورشيد بر سطح زمين است. مساحت تصوير خورشيد كه از چنين عدسي‌ به‌وجود مي‌آيد:

رابطه‌ي (2)

بنابراين براي آتش زدن چوب بايد نو ررا روي آن كانوني كرد.

رابطه‌ي  (3)

اگر سپر سربازان يوناني تخت باشد،‌ و كشتي‌ها نزديك به ساحل باشند، مي‌توانيم پخش نور منعكس شده از نوفه‌ي نور را در نظر نگيريم. اگر حتي فرض كنيم 50% بازتاب از سپرها داشته باشيم،‌ مي‌توانيم ببينيم 1800 سرباز مي‌توانند به انداز‌ه‌ي E900 شدت نور لازم است تا به‌طور مستقيم به كشتي‌ها بتابد.


براي اطلاعات بيش‌تر درباره‌ي ارشميدس اينجا را كليك كنيد.

1387/5/26 لينک مستقيم

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1387/5/31
مـتـن : m.jalali@ymail.com
با سلام و خسته نباشید
اگر منظور از این سوال بررسی این مطلب است که از نظر فیزیکی چنین امکانی دارد یا نه باید گفت بله چون نور خورشید در فاصله دور قرار دارد برای آینه مقعر حکم بی‌نهایت را دارد و نور پس از بازگشت از آینه مقعر در یک نقطه از سطح کانونی آن متمرکز می‌شود که با توجه به اینکه می‌توان فاصله کشتی‌ها را برآورد کرد می‌توان کانون و خمیدگی سطوح را به گونه ای ساخت که بر سر کشتی‌ها آن بلایی را بیاورد که شرح آن رفت.
اما اگر منظور این بود که آن موقع تکنولوژی ساخت آینه‌ یا سطوحی با این دقت وجود نداشته یا نه که این خود یک پروژه‌ای است برای تحقیق.
و اگر منظور این است که با توجه به جهت حرکت کشتی‌ها به ساحل سیسیل خورشید هیچ وقت در جلوی آینه قرار نمی‌گیرد، این هم پروژه‌ای دیگر است که باید با تحقیق مفصل به جواب آن پرداخت.
به هر حال از این که با طرح سوالاتی به بارور کردن فکر و اندیشه‌ی جوانان این مرز و بوم کمک می‌کنید، متشکرم.
پاسـخ : سلام
جواب مورد علاقه‌ي من رو دادي. بسيار عالي بود. اين مسأله خودش چند ديدگاه داره. يكيش فيزيكيه. اصولاً وقتي وقايع تاريخي رو بررسي مي‌كنيم، بايد از تمام جوانب همه‌چيز رو بررسي كرد.
1. جنگ‌هايي كه در دوران باستان روي داد، از جمله نبرد بزرگ مارتن بين ايران و يونان كه ارتش داريوش بزرگ (دوم) هخامنشي و بعد از او پسرش خشايارشاه در اون به بن‌بست بزرگ نظامي‌ خورد، رقم‌هاي آن‌چناني در متون يوناني پيدا شد.
بنابراين چند برآورد رياضياتي و حتي فيزيكي لازم بود تا مشخص بشه واقعاً ارتش ايران در اون زمان چند نفر بودند. رقمي نجومي رو از متون پلوتارك و هرودوت امثال اينها نوشتند. در حالي كه با بررسي دقيق و رياضياتي معلوم شد رقم يك ميليون نفري 100 و خرده‌اي هزار نفر بوده. كه استراتژي ايران در اين جنگ با اشتباهات بزرگي روبرو بوده، از جمله وارد شدن كشتي‌هاي ايران به يك تنگه! و دور زدن ارتش ايران توسط يونان. (اين كتاب زيبا رو توصيه مي‌كنم به همه ي دوستاني كه خوصله‌ي مطالعه‌ي يك متن حرفه‌اي تاريخي رو دارند: جنگ‌هاي خشايارشاه:نوشته‌ي هينينگ (استاد تاريخ دانشگاه آكسفورد) ترجمه‌ي خشايار بهاري- انتشارات كارنگ).
2. در مورد بررسي فيزيكي اين داستان بله، درسته اين امكان هست. ساده‌ترين قانون اپتيك باعث مي‌شه كه چنين اتفاقي بيفته. نيازي هم نيست فاصله محاسبه بشه. چون كشتي‌ها بايد وقتي نزديك ساحل مي‌شن،‌بايد از اون فاصله‌ي كانوني عن بگزند. ولي براي محاسبات دقيق بايد حساب بشه.
3. در مورد اين‌كه اصلاً امكان ساخت عدسي رو داشتند يا نه در اون زمان خودش يك نكته است براي بررسي. ولي دليل نميشه كه نقل يك داستان دليل بر صحت اون باشه.

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تایید انصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 بازديدها
خطایی روی داده است.
خطا: بازديدها فعلا" غیر قابل دسترسی می باشد.