در اين سخنرانی به برهم کنش بين اجسامِ خنثای الکتريکی می پردازيم. طبق قانون کولن انتظار داريم دو جسم خنثی به يکديگر نيروی الکتريکی وارد نکنند. اما در طبيعت به دليل بی نظمی توزيع بار الکتريکی موجود در داخل و بر روی سطح اجسام، نيروی الکتريکی ديگر صفر نخواهد شد. منظور از بی نظمی توزيع بار اين است که اگر چه اندازه بار الکتريکی کلِ هر جسم صفر است، اما بارهای مثبت و منفی به صورت جزيره هايی در داخل و بر روی سطح آنها پخش شده اند.

در اين سخنرانی روش به دست آوردن و منشاء اين نيروي الکتريکي را مرور خواهيم کرد. برای بی نظمی در توزيع بار الکتريکی حجمی، نشان می دهيم که اين نيرو متناسب با عکس فاصله بين دو جسم، و برای بی نظمی در توزيع بار الکتريکی سطحی، متناسب با عکس مجذور فاصله بين دو جسم است. در ضمن از آن جا که بر هم کنش کل بين دو جسم، مجموع بر هم کنش های وندروالس و الکتريکی است، حالت های جالبی را بررسی می کنيم که برهم کنش کل منجر به تعادل پايدار و يا ناپايدار خواهد شد.

بر هم کنش بين بعضی از پروتئين ها را می توان با ساز و کار بالا توصيف کرد. هم چنين در طراحی ماشين های بسيار کوچک، بر هم کنش های بالا را بايد منظور کرد.

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

برنامه:

۱۷:۰۰: سخنرانی: آقاي دكتر جلال سرآباداني، دانشگاه اصفهان

۱۸:۰۰ استراحت و پذیرایی

۱۸:۲۰ خبر نشست: آقاي دكتر پيمان صاحب سرا، دانشگاه صنعتي اصفهان.

متن خبر:
انرژی خورشیدی در آینده نزدیک

میزان انرژی که زمین در هر ساعت از خورشید دریافت می کند، برای مصرف یک سال کل بشر روی زمین کافی است!

انرژی خورشیدی نه مانند انرژی های فسیلی آلوده کننده است و نه مثل انرژی هسته ای خطرناک!

یکی از روشهای تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی روش فوتوولتاییک است که در آن سلول های خورشیدی از پیوندهای p-n مواد نیمه رسانا تشکیل شده است. به علت هزینه های بالا، هم اکنون تنها 2% از تقریباً 20000 ترا-وات-ساعت برق در دنیا از انرژی خورشیدی تامین می شود، اما دورنمای بازارِ استفاده از این انرژی، هم اکنون با رشد سالانه در حدود 40% ، در حال تحول است. ظرفیت تولید سالانه هم اکنون حدود GW40 است. با نصب نیروگاه خورشیدی در آلمان(GW7)، میزان جهانی تولید انرژی خورشیدی GW12 افزایش یافت؛ در مقایسه میزان افزایش کل تولید انرژی بادی در زمان مشابه GW9 بوده است. عمده هزینه ها مربوط به خالص سازی، بلوری کردن و ردیف سازی ویفر های سیلیکونی است. هر بار، با دوبرابر شدن تولید سلولهای بلوری سیلیکونی، هزینه بر واحد حدود 20% تا 25% کاهش می یابد. بودجه پژوهش و توسعه انرژی خورشیدی از m$250 در سال 2000 به m$500 در سال 2007 رسیده است. آژانس بین المللی انرژی پیش بینی کرده که تا سال 2050، با سیاست های تشویقی و کمک های دولتی، تا GW3000 از انرژی مورد نیاز (در حدود 11% کل انرژی) را می توان از طریق فوتوولتاییک تامین کرد. با این روند جایگزینی روش تولید انرژی، کربن-دی اکسید در سال 2050 نسبت به نصف میزانش در 2005 تقلیل پیدا می کند. همچنین تا سال 2020 خانه های واقع در کشورهای آفتابی، انرژی الکتریکی مورد نیاز خود را از پشت بام خود به گونه ای تامین کنند، که هزینه آن با هزینه خرید انرژی از شبکه یکسان باشد.



ذخیره انرژی خورشیدی با نانولوله های کربنی

دانشمندان دانشگاه ماساچوست، از طریق شیمی محاسباتی نوعی سوخت گرمایی خورشیدی طراحی کرده اند که شامل نانولوله های کربنی بهینه شده با آزوبنزن است. میزان ذخیره سازی انرژی در این سیستم با ذخیره سازی در باطری های یون-لیتیوم برابری می کند و با در معرض نور خورشید قرار دادن می توان آن را باز-پُر کرد. در این روش، انرژی خورشید در پیوندهای شیمیایی مولکول ها ذخیره می شود (تبدیل حالت مولکول از A به حالت B)؛ با این عمل تنها هندسه مولکول عوض می شود، ولی هیچ واکنش شیمیایی انجام نمی شود. انرژی ذخیره شده در مولکول ها DH=EB-EA است. بهره برداری از این انرژی نیاز به یک تحریک (گرمایی، نوری، الکتریکی) دارد و انرژی به صورت گرمایی آزاد می شود.



تولید سوخت از نور خورشید با برگ مصنوعی

برگ مصنوعی وسیله ای است که اخیرا در آزمایشگاه ساخته شده است تا نور خورشید را به تقلید از برگ طبیعی به انرژی الکتریکی یا سوخت تبدیل کند. وسیله مورد نظر، در ابعاد کارت اعتباری، ویفرهایی از سیلیکون هستند که لایه ای از فلز کاتالیزور و یک لایه محافظ بر روی آن نشانده شده است. این وسیله با دریافت نور خورشید آب را به عناصر سازنده اش یعنی اکسیژن و هیدروژن تجزیه می کند. (برخلاف سلول های فوتوولتاییک، که انرژی را مستقیما به الکتریسیته تبدیل می کند.) هدف نهایی استفاده از این عناصر در یک پیل سوختی و تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی است. در برگ مصنوعی از پیوند p-n سیلیکونی استفاده شده است. نور تابیده جذب می شود، و الکترون ها و حفره های تولیدی به ترتیب به سمت n و p می‌روند. حفره های تولیدی بعداً صرف در لایه خارجی، طی فرایند فوتوکاتالیستی، آب را تجزیه می کنند. کاتالیست مورد استفاده از نوع فسفات کبالت است که ماده ای فراوان و ارزان می باشد.

۱۸:٤۰ پرسش ماه :‌ آقاي دکتر كيوان آقابابائي ساماني، دانشگاه صنعتي اصفهان

۱٩:۰۰ 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 ٩۰، لطفا ۱۵ دقیقه قبل از شروع برنامه برای ثبت نام به میز انجمن در مقابل سالن همایش مراجعه کنند.