موضوع سخنرانی و سخنران اين جلسه
آشنايي با مفاهيم، مباني و كاربردهاي علم زلزله‌شناسي
دكتر نادر فتحيان‌پور
دانشگاه صنعتي اصفهان
اصفهان
جلسه هجدهم
زمان: ۹۱/۸/۲
مکان: اصفهان خیابان سعادت آباد، روبروی مقبره بانو امین، شهر علم، سالن اجتماعات

چكيده:

واژه زمين لرزه يا زلزله (Earthquake) معمولاً به فرايند آزاد شدن ناگهاني انرژي انباشته شده در سازندهاي پوسته جامد زمين اطلاق مي شود. اين فرايند بصورت انتشار امواج لرزه اي معمولاً از نقطه اي در عمق زمين به نام كانون زلزله (Hypocenter) آغاز و با سير مسافتهاي طولاني به سطح زمين رسيده و سپس در فصل مشترك سطح زمين بصورت امواج برشي همراه با كاهش دامنه موج منتشر مي گردد. عوامل متعددي از قبيل فعاليتهاي آتشفشاني، حركت صفحات پوسته زمين (تكتونيك صفحه اي)، تجمع انرژي در سطوح ضعف (گسلها) و ساير فعاليتهاي دست ساز بشر همچون انفجارات هسته اي، ساخت سدهاي بزرگ، رانش زمين و يا معدنكاري زيرزميني مي توانند منجر به ايجاد زلزله گردند. كشور ما ايران از نقطه نظر لرزه خيزي در يكي از مناطق فعال كره زمين قرار گرفته است. دو كمربند عمده لرزه خيزي جهان كمربند دور اقيانوس آرام و آلپ هيماليا مي باشند كه ايران در قسمت مياني كمربند آلپ هيماليا قرار گرفته است. بازشدگي دو لبه بستر درياي سرخ باعث فرو رفتن صفحه عربستان به زير صفحه ايران و فشردگي پوسته فلات ايران در محل برخورد دو صفحه (رشته كوه زاگرس) شده است. ايران از نظر لرزه خيزي به سه زون اصلي شامل زاگرس (زلزله هاي عميق و كم شدت)، ايران مركزي (كم عمق و شديد) و البرز با ويژگيهاي متفاوت از نقطه نظر بزرگي و عمق زلزله هاي احتمالي تقسيم مي شود. از سال 137 ميلادي كه اولين لرزه نما در چين ساخته شد انواع لرزه سنجهاي حساس سه مولفه اي تا شتاب نگارهاي مدرن امروزي ابداع و بكار گرفته شده است. از مهمترين مقياسهاي اندازه گيري بزرگي زمين لرزه ها مقياس ريشتر (مقياس لگاريتمي) و مركالي مي باشند هر چند تعاريف و استانداردهاي ديگري نيز ارائه و بكار ميرود. روابط متعدد رياضي جهت مدلسازي روابط کاهندگی (شدت – فاصله) امواج زلزله توسط محققين مختلف ارائه شده است كه توسط اين روابط مي توان پارامترهاي مختلف مشخصات زلزله ها را در مناطق مختلف تخمين و يا پيش بيني نمود. در ايران آئين نامه 2800 (ويرايش سوم) بعنوان مرجع كامل طراحي ساختمانهاي بتوني، فولادي و مصالح بنايي در برابر زلزله تنظيم شده است. در اين آئين نامه ضوابط طراحي و ساخت ساختمانها به گونه اي توصيه شده است كه در 50 سال عمر مفيد سازه نسبت به زلزله اي كه كمتر از 10 درصد احتمال وقوع داشته باشد (يعني دوره بازگشت معادل هر 475 سال يكبار) اسكلت ساختمان مقاوم باشند (زلزله طرح). همچنين ساختمان نسبت به زلزله هاي خفيف و متوسط (زلزله سطح بهره برداري) بايستي نسبت به زلزله هايي كه در 50 سال عمر مفيد سازه حداقل 99.5 درصد احتمال وقوع داشته باشد كاملاً مقاوم باشد (بدون آسيب بماند). بطور مثال در اين آئين نامه مناطق با خطر نسبي بسيار زياد داراي شتاب مبناي طرح 0.35g و مناطق با خطر نسبي كم داراي شتاب مبناي طرح كمتر از 0.2g در نظر گرفته شده اند.
در اين سمينار در ابتدا تعریف علم زلزله شناسی، تاریخچه توسعه اين علم، ثبت رخدادهای لرزه ای (تاريخي و دستگاهي)، تاریخچه تحول روشهای برآورد پارامترهای لرزه خیزی ارائه گرديده و سپس ضمن بيان مبانی تحلیل خطر زمین لرزه ها، مختصري پيرامون ارتباط گسل و زمین لرزه، انواع روابط کاهندگی مهم جهان و ایران و کاربرد آن در تحلیل خطر زمین لرزه ارائه ميشود و در انتها ضمن معرفي انواع روشهاي آماري توزيع زماني زمین لرزه ها به منظور تحليل ريسك زلزله انواع رهیافتهاي مورد استفاده در تحلیل خطر زمین لرزه و معيارهاي كاربرد علم زلزله شناسي در صنعت ساختمان بهمراه يك مطالعه موردي تشريح ميگردد.

كلمات كليدي: زمين لرزه، كانون زلزله، تكتونيك صفحه اي، گسلها، كمربند آلپ هيماليا، مقياس ريشتر، روابط کاهندگی، آئين نامه 2800، دوره بازگشت، شتاب مبناي طرح، تحلیل خطر زمین لرزه

فایل سخنرانی دکتر فتحیان پور:


محل:‌ دانشگاه اصفهان- درب شرقي- ساختمان علوم يك- تالار شهيد باهنر.

برنامه:

17:00 سخنرانی: آقاي دكتر نادر فتحيان‌پور، دانشگاه صنعتي اصفهان،

18:00 استراحت و پذیرایی،

‌18:20 پرسش ماه: آقاي محسن اميني، دانشگاه صنعتي اصفهان،

18:40 خبرنشست: آقاي دكتر فرهاد شهبازي، دانشگاه صنعتي اصفهان،

19:00 پايان.

توجه ۱: اعضای باشگاه لطفا برای حضور در باشگاه فیزیک کارت عضویت خود را به همراه بیاورند.

توجه ۲: علاقه مندان به عضویت یا تمدید عضویت برای سال ٩۱، لطفا ۱۵ دقیقه قبل از شروع برنامه برای ثبت نام به میز انجمن در مقابل سالن همایش مراجعه کنند.


پرسش و پاسخ این جلسه:
وسایل لازم:
۱- وردنه چوبی
۲- تخته چوبی بزرگ
۳- تخته چوبی کوچک ۲ عدد

سوال:‌
مطابق شکل دو تخته کوچک را طوری انتخاب می‌کنیم که پهنای دو سر آن باهم متفاوت باشد. مثلا یک طرف با پهنای ۵ س‌م‌ و طرف دیگر پهنای ۷ س‌م و با یک شیب یکنواخت این دو سر به هم وصل شده‌باشند. . این دو تخته را به طور عمود روی تخته‌ی بزرگتر نصب می‌کنیم به طوری که تخته‌های عمودی با هم نا موازی باشند و دو سر کم پهنا به هم نزدیک‌تر باشند. این آرایش شبیه یک سطح شیبدار با ریل‌های ناموازی است. اکنون وردنه را در پایین سطح شیبدار و از حال سکون رها می‌کنیم. وردنه از سطح شیبدار بالا می‌رود! چرا؟



پاسخ:
با توجه به انحنای وردنه و ناموازی بودن ریل‌ها، نقطه اتکای اولیه وردنه روی سطح شیبدار روی ناحیه‌ای از وردنه است که ضخامت بیشتری دارد، حال آنکه نقطه اتکای نهایی در ناحیه‌ای است که ضخامت وردنه خیلی کمتر است. همین ابر به علاوه شیب بسیار ملایم سطح شیبدار موجب می‌شود تا در هنگامی که وردنه روی سطح شیبدار بالا می‌رود، مرکز جرم آن پایین بیاید (از ارتفاع ۱۰ س‌م به ۸ س‌م ) و بنابراین پایستگی انرژی مرکز جرم باعث حرکت به طرف بالای سطح شیبدار می‌شود.




خبرنشست این جلسه:


جایزه نوبل فیزیک 2012

جایزه نوبل فیزیک امسال به دو فیزیکدان به نام های دیوید واینلند و سرژ هارُش برای تلاش آنها در جهت ابداع روشهای آزمایشگاهی برای کنترل و اندازه گیری ذرات منفرد کوانتمی اعطا شد. ابداعات این دو را می توان اولین گامها برای ساختن یک رایانه ی کوانتمی دانست.
دیوید واینلند متولد سال 1944 در شهر میلواکی آمریکا است و اکنون عضو موسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا و همچنین استاد دانشگاه ایالتی کولورادو است. دلیل اعطای جایزه نوبل به این فیزیکدان تجربه گر، توسعه روشهای به دام اندازی یونها به وسیله ی میدان های الکتریکی در شرایط خلا بالا و ابداع روشی به نام سردسازی نوار جانبی است. در این روش با تاباندن پرتوهای لیزر با فرکانس مناسب به یونهای در دام افتاده و برانگیختن درجات آزادی الکترونی و دوباره بازگشت به حالت پایه میتوان در نهایت یونها را به پایین ترین حالت نوسانی آنها برد که در این حالت انرژی جنبشی آنها کمینه است. همچنین میتوان با تنظیم فرکانس پرتو لیزر فرودی، حالات برهمنهی که عبارت است از ترکیب خطی حالت پایه و حالت برانگیخته، به وجود آورد و به عنوان بیت کوانتمی از آنها استفاده کرد. کار مهم دیگری که گروه واینلند انجام داده اند، انتقال حالات برهمنهی از درجات آزاد الکترونی به درجات آزاد نوسانی وسپس به یونهای دیگر است که اهمیت به سزایی در محاسبات کوانتمی دارد. گروه واینلند اولین گروهی هستند که توانستند یک محاسبه ی کوانتمی را با دو بیت کوانتمی انجام دهند. همچنین واینلند و همکارانش توانستند با ابداع روشی به نام بیناب سنجی منطق کوانتمی، با استفاده از در هم تنیدگی حالات کوانتمی دو گونه یون، موفق به ساخت ساعت اپتیکی شوند. ساعت های اپتیکی بر خلاف ساعتهای اتمی مبتنی بر گذارهای الکترونی اتم سزیم، که در ناحیه ريزموج کار می‌کنند، در ناحیه اپتیکی که فرکانس آن حدود صد برابر بزرگتر است کار می کنند و بنابراین دقت آنها هم به همین نسبت بهتر است. هم اکنون ساعتهای اپتیکی امکان اندازه گیری زمان با دقت یک در صدمیلیون میلیارد را به ما می دهد. با این دقت میتوان اتساع زمان در نسبیت خاص برای ساعتهایی که نسبت به با سرعت 10 متر بر ثانیه حرکت می کنند و همچنین در نسبیت عام برای ساعتهایی که از هم 30 سانتیمتر اختلاف ارتفاع دارند مشاهده کرد.
سرژ هارُش متولد سال 1944 در شهر کازابلانکا در کشور مراکش است و هم اکنون استاد کالج فرانسه و دانشگاه عالی علوم طبیعی پاریس است. اعطای جایزه نوبل به این فیزیکدان به دلیل ابداع و توسعه روشی به نام الکترودینامیک کوانتمی کاواک است. در این روش، آنها با ساخت کاواکی متشکل از دو آیینه کروی (از جنس ابررسانا) روبروی هم با ضریب بازتاب بسیار بالا، موفق به دام اندازی فوتونهای میکرویو برای مدتی حدود 130 میلی ثانیه شدند. برای درک بزرگی این زمان کافیست آن را در سزعت نور ضرب کنید تا دریابید در این مدت فوتونها مسافتی حدود 40000 کیلومتر یعنی تقریبا برابر با محیط کره زمین را طی می کنند. برای کاوش میدان درون کاواک، هارُش و همکارانش از اتمهای روبیدیم در حالت ریدبرگ استفاده کردند. این اتمها دارای شعاع بسیار زیاد (125 نانومتر) هستند و همچنین اربیتالهای آنها شکل حلقوی شبیه پیراشکی دارند. سطح مقطع بزرگ اتمها ی ریدبرگ موجب جفتیدگی قوی آنها با میدان الکتریکی فوتونهای داخل کاواک می شود. گروه هارش ابتدا اتمهای ریدبرگ را در حالت برهمنهی بین دو حالت کوانتمی آماده کردند و آنها را با سرعت کنترل شده یکی یکی داخل کاواک فرستادند. در اثر برهمکنش با میدان درون کاواک، انتقال فازی در میدان های فوتونهای کاواک و همچنین درتابع موج اتمهای ریدبرگ ایجاد می شود. میزان این انتقال فاز به تعداد فوتونهای موجود در کاواک بستگی دارد. بنابراین با اندازه گیری این انتقال فاز برای اتمهای خارج شونده از کاواک هارُش و همکارانش توانستند که به صورت غیر مخرب تعداد فوتونهای درون آن را بشمرند. بر اساس این روش شمارش فوتون، هارُش و همکارانش روشهایی را پایه ریزی کردند که به وسیله ی آنها می توان تحول زمانی حالات کواتمی سیستمهای منفرد را به صورت گام به گام در زمان دنبال کرد و نیز فروریزش تدریجی یک حالت کوانتمی برهمنهیده به حالات کلاسیکی را مشاهده نمود.

براي خواندن مطالب بيش‌تري در اين‌باره، مي‌توانيد به وب‌گاه‌هاي زير مراجعه بفرماييد.

Isfahan Quantum Optics Group

خبر‌نامه‌ي انجمن فيزيك ايران

www.nobelprize.org




شما می‌توانید پاسخ پرسشهای مطرح شده در هریک از جلسات باشگاه فیزیک اصفهان را به نشانی پست الکترونیکی بفرستید. لطفاً در عنوان نامه خود به شماره جلسه باشگاه اشاره کنید.

مشاهده گزارش جلسه     
فهرست جلسات | باشگاه فیزیک اصفهان
پوستر این جلسه   (راهنمای چاپ)


صفحه اصلی فارسی | صفحه اصلی انگليسی
اساسنامه انجمن | درباره انجمن | نقشه سايت | بخش ها | فعاليت ها | بخش اخبار
ارتباطات | عضويت | ديگر سايت ها

تمام حقوق اين سايت محفوظ و متعلق به انجمن فیزیک ایران می‌باشد.
Webmaster : Ali Meschian : www.irandg.com
www.irandg.com