فهرست مطالب

فیزیک کاربردی - سال هفتم شماره 2 (پاییز و زمستان 1396)
  • سال هفتم شماره 2 (پاییز و زمستان 1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/11/14
  • تعداد عناوین: 6
|
  • شیما فتاحی، سمیرا فتحی زاده ، سهراب بهنیا * صفحات 5-16

    از دیدگاه فیزیک آماری باز شدن محلی DNA یک پدیده ی جذاب به شمار می آید. دناتوراسیون محلی مارپیچ دوگانه DNA یک الگوی اساسی برای توابع بیولوژیکی مانند تکرار و رونویسی از DNA می باشد. مدل های مزوسکوپی مانند دو مدل PB و PBD دقت زیادی برای نشان دادن منحنی دناتوراسیون و انتقال فاز در حد ترمودینامیکی دارند، بر این اساس در این مقاله با استفاده از کسر مولکول های باز شده و همچنین کسر جفت بازهای باز شده در رشته دوگانه DNA، به مقایسه نحوه احتمال تشکیل حباب در دو مدل گفته شده پرداخته شده است. همچنین با استفاده از طیف ابعاد رنی به بررسی نقاط پیش ذوب و دمای دناتوراسیون در مدل PBD پرداخته شده است. بعد رنی بعنوان ابزاری برای تایید نتایج قبلی و پیشگویی نتایج مورد استفاده قرار گرفته است که بخوبی می تواند نقاط بحرانی سیستم را مشخص کند. در نهایت مشخص می شود مدل غیر خطی PBD به صورت بهتر و جامع تر منحنی تشکیل حباب را نشان داده است.

    کلیدواژگان: دی ان آ، حباب، دناتوراسیون، ذوب دی ان آ
  • احسان تقی زاده طوسی* صفحات 17-26

    در این تحقیق، کیفیت یک دستگاه رادیولوژی ساخت شرکت توشیبا مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور ابتدا ضخامت نیمه لایه ی آلومینیوم تقریبا خالص، با کمک آشکارساز اتاقک یونی در برابر تابش دستگاه رادیولوژی در طیف انرژی تشخیصی اشعه ی ایکس، اندازه گیری و با مقدار کمینه ی آن برای آلومینیوم مقایسه شد. سپس با کمک مقدار نیمه لایه آلومینیوم، انرژی موثر پرتوی ایکس اندازه گیری شد. انرژی موثر پرتوی تابیده شده به بدن بیماران تعیین کننده ی میزان دوز جذبی می باشد، که یکی از پارامتر های بسیار مهم در فیزیک پزشکی می باشد. با توجه به نتایج این تحقیق، دستگاه رادیولوژی مورد مطالعه در طیف انرژی های تشخیصی دارای کیفیت نفوذ قابل قبول و انرژی موثر مناسب می باشد. این تحقیق می تواند به عنوان منبعی برای محاسبه ی ضخامت نیمه لایه و همچنین انرژی موثر پرتوی ایکس دستگاه های رادیولوژی در مراکز تحقیقاتی و پزشکی باشد.

    کلیدواژگان: دوز جذبی، لامپ اشعه ایکس، آشکارساز اتاقک یونی، ضخامت نیمه لایه (HVL)، انرژی موثر لامپ اشعه ایکس(Eeff)
  • ابوالفضل جعفری* صفحات 27-36

    مطالعه ی نظریه ی میدا های اسکالر مقید به رویه ها، یکی از زمینه های مهم تحقیقاتی در حوزه فیزیک نظری است. در این مقاله، مسیر متفاوتی برای مطالعه نظریه ی میدان های مقید به رویه ها ارائه می شود که نتایج حاصل از آن با نتایج حاصل از به کاربردن روش عمومی و مستقیم برای این نظریه ها قابل مقایسه خواهد بود. نشان خواهیم داد که نظریه ی میدان های مقید به رویه ها، معادل نظریه ی میدان های برهمکنشی با امواج گرانشی ضعیف در فضا زمان تخت مینکوفسکی است. اساس روشی که استفاده می شود، بر پایه ی نگاشت استریوگرافیک و روش هیگز استوار است. با استناد به روش هیگز، متریک صفحه ی نگاشت استریوگرافیک را تعیین نموده و نظریه ی میدان های هم ارز روی سطح کره در صفحه ی نگاشت را پیدا می کنیم. سطح داخلی و خارجی کره با انحناء های متفاوت به عنوان دو رویه ی متفاوت در نظر می گیریم و خواهیم دید که نتایج برای رویه ها با انحناء مثبت و منفی متفاوت خواهد بود. در این مقاله، تاثیرات میدان گرانشی ضعیف روی میدان های اسکالر بر همکنش کننده با امواج گرانشی تا مرتبه اول از تانسور ریمان به عنوان پارامتر بسط در نظر گرفته می شود.

    کلیدواژگان: نظریه میدان های اسکالر، امواج گرانشی، مختصات ریمانی، نگاشت ژنومی، روش هیگز
  • اکبر نظری گلشن *، سیده راحله سجادی صفحات 37-49

    انتشار سالیتون های یون-صوتی متراکم (مثبت) و رقیق (منفی) در یک سیستم پلاسمای چندجزئی شامل یونهای مثبت، منفی و الکترونها مورد بررسی قرار گرفته است. معادله ی کورته وگ-دوری (KdV) برای سیستم پلاسمای چندجزئی نوشته شد. سپس با استفاده از روش تجزیه آدومین (ADM) به حل معادله ی KdV پرداخته و جواب سالیتونی این معادله بدست آمد. همچنین تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل غلظت یون منفی (r) و سرعت (ν) بر روی امواج سالیتونی مورد نظر، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهند برای مد سریع سالیتون های یون-صوتی یک غلظت بحرانی از یونهای منفی (r_c) وجود دارد که در مقادیر کمتر آن، سالیتونهای متراکم و در مقادیر بیشتر از مقدار بحرانی، سالیتون های رقیق حضور دارند که هر دوی این سالیتون ها با استفاده از معادله ی KdV توصیف می شوند. همچنین با ثابت بودن غلظت و با افزایش سرعت، دامنه ی سالیتون های متراکم و رقیق افزایش یافته و پهنای آنها کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: سالیتون های متراکم و رقیق، سالیتون یون-صوتی، معادله ی KdV، روش تجزیه آدومین
  • مهدی فخرآبادی، محمود ترابی ، کاظم پوربدخشان * صفحات 51-59

    امروزه مطالعه و تحقیق بر روی مدل سازی، شبیه سازی، ساخت و بهبود عملکرد پرتابگرهای الکترومغناطیسی، یکی از زمینه های اصلی تحقیقات بسیاری از دانشگاه ها و مراکز پژوهشی دنیاست. کاربردهای فراوان پرتابگرها در حوزه نظامی، هوا فضا و جنگهای هوایی است. . در این مقاله، مشخصات نمونه ساخته شده، مدل سازی، شبیه سازی و نتایج آزمایش نمونه آزمایشگاهی پرتابگر ریلی با قدرت 2/2 کیلو ژول گزارش شده است. در مدل انتخاب شده، مقادیر جریان ریل، شتاب، سرعت، موقعیت، نیروی وارده بر پرتابه، راندمان پرتابگر با استفاده از نرم افزار MATLAB شبیه سازی و نمایش داده می شود. پس از ساخت و تست نهایی پرتابگر، سرعت خروج پرتابه از دهانه پرتابگر، شدت جریان تخلیه بانک خازنی به ترتیب با استفاده از یک حسگر مادون قرمز و یک سیم پیچ روگوفسکی اندازه گیری می شود. سرعت خروج پرتابه از دهانه پرتابگر ریلی به بیش از m/s100 می رسد. در انتها این اندازه ها با مقادیر مشابه شبیه سازی مقایسه می گردد. آثار تخریبی پلاسمای ایجاد شده در ریل ها قابل توجه است.

    کلیدواژگان: پرتابگر ریلی، پرتابگر الکترومغناطیسی، بانک خازنی، پرتابه، سیم پیچ روکوفسکی
  • حسین عشقی ، عطیه قلیچ لی * صفحات 61-73

    در این مقاله به مطالعه نظری وابستگی دمایی (K 600-77) خواص ترابری الکتریکی گاز الکترون دو بعدی (2DEG) در ساختار ناهمگون Al0. 83In0. 17N/GaN در دو حالت با و بدون لایه میانی پرداخته ایم. نتایج تحلیل ما مبتنی بر انواع سازوکار های پراکندگی و قاعده ماتیسن حاکی از آن است که در نمونه با لایه میانی تراکم دررفتگی ها به میزان 8/2 برابر نسبت به نمونه بدون لایه میانی کاهش یافته و این امر منجر به افزایش تحرک پذیری گاز الکترون دو بعدی در این نمونه شده است. همچنین با توجه به داده های گزارش شده در دمای K 77 مربوط به تراکم گاز الکترون 2D در این نمونه ها که حاکی از افزایش تراکم الکترونی در چاه کوانتومی نمونه ی با لایه میانی است به تحلیل داده ها بر پایه آمار فرمی – دیراک پرداختیم. معلوم شد که افزایش تراکم الکترونی در چاه منجر به کاهش عرض چاه کوانتومی و در نتیجه افزایش میدان الکتریکی داخلی می شود. این تغییرات همچنین سبب تغییر موقعیت تراز های انرژی و تراز فرمی در داخل چاه می گردد.

    کلیدواژگان: ساختار ناهمگون، چاه کوانتومی مثلثی، گاز الکترون دو بعدی، خواص ترابری الکتریکی، تراز های انرژی
|
  • Shima Fattahi, Samira Fathizadeh , Sohrab Behnia* Pages 5-16

    The local opening of DNA is an intriguing phenomenon from a statistical physics point of view. The denaturation of the double helix is a template for fundamental biological functions such as replication and transcription in evolving the formation of local fluctuational openings. Mesoscopic models, like the PB model and PBD model, have fairly accurately reproduced some experimental denaturation curves and the sharp phase transition in the thermodynamic limit. Here, using the fraction of open base-pairs and fraction of open molecules in the double-stranded state, we have compared the possibility of bubble formation in models. Also, it can be concluded that the Renyi dimension (Dq) is the characteristic signature of pre-melting and thermal denaturation of DNA. Renyi dimension has been used for verification and prediction the results which has determined the critical point of system. Finally, it was clear that the PBD model explain clearly the process of creating of bubble in DNA and its dynamics.

    Keywords: DNA, bubble, denaturation, DNA melting
  • Ehsan Taghizadeh Tousi* Pages 17-26

    In this study, the quality of a radiological device manufactured by Toshiba was evaluated. For this purpose, the half value layers (HVL) of the pure aluminum have been evaluated by using the ion chamber detector in the diagnostic X-Ray energy range. Afterward, the HVLs of radiated aluminum were compared with the minimum of the aluminum HVL. Henceforth, the effective energy of the X ray tube has been calculated by aluminum HVLs. The absorbed dose in a patient's body can be calculated by radiation effective energy, which is an important parameter in medical physics. According to this study results, the investigated radiology device has an acceptable quality and suitable effective energy in the diagnostic energy range. This research can be used as a reference for half the calculation of the half value layer thickness, and as well as the effective energy evaluation of X ray devices for radiology and medical centers.

    Keywords: X-Ray Tube, Parallel Plate Thin Window Ion Chamber Detector, Half Value Layer (HVL), Efficient Energy (Eeff)
  • Abolfazl Jafari* Pages 27-36

    The study of scalar field theory on a surface is an important research area in theoretical physics which can be followed by a different approach. The obtained result by employing a different approach is comparable with the result from a general method. We show that there are similarities between the free fields on a given surface and weak gravitational-interaction fields defined on a Minkowski spacetime. This work is written based on the stereographic projection and Higgs’s method. We find the metric of tangential space based on the Higgs’s approach. We also distinguish between the internal and external surfaces of a sphere with the positive and negative curvature. The result of this paper is to show that there are no same theories from the constraining of the scalar fields to the surfaces with positive or negative curvature. In this paper, the effect of the gravitational background interacting with matter fields is imposed at least up to the first order of the Riemann curvature tensor.

    Keywords: Scalar Field Theory, Gravitational Waves, Riemannian Coordinates, Stereographic Projection, Higgs Method
  • Akbar Nazari, Golshan* Pages 37-49

    Propagation of ion-acoustic compressive (positive) and rarefactive (negative) solitons in a multicomponent plasma system consisting of positive and negative ions and electrons have been investigated. The Korteweg-de Vries (KdV) equation for a multicomponent plasma system has been considered. Then the Adomian decomposition method (ADM) has been applied to solve KdV equation and to obtain its soliton solution. Furthermore, the effect of parameters such as negative ion density (r) and velocity (ν) on the considered soliton is studied. Our obtained results show that in the fast mode of ion-acoustic soliton, there is a critical value of negative ions (r_c) below which the compressive solitons can exist and for value above that, the rarefactive solitons can be present. Both solitons will be defined through the KdV equation. Consequently, as density is a constant, the amplitude of the positive and negative solitons increases with an increase in velocity and the width of them decreases.

    Keywords: Compressive, Rarefactive solitons, Ion-acoustic soliton, KdV equation, Adomian decomposition method
  • Mahdi Fakhrabadi, Mahmoud Torabi , kazem pourbakhshan* Pages 51-59

    Nowadays, research on modeling, simulation, construction, performance improvements of electromagnetic launchers is one of the main areas of research in many university and research centers in the World. In this paper, we are reporting how to making, modeling, simulation and fabrication of a prototype rail-gun with 2.2 kJ pulse power supply. In the choose model simulated current of rails, acceleration, velocity, position, exerted forces on projectile and efficiency of launcher by MATLAB codes. After fabrication and final testing of launcher, current of capacitive bank and muzzle velocity of projectile is measured by Rogowski coil and infrared sensors respectively. At the end, these values are compared with similar values in simulation.
    Nowadays, research on modeling, simulation, construction, performance improvements of electromagnetic launchers is one of the main areas of research in many university and research centers in the World. In this paper, we are reporting how to making, modeling, simulation and fabrication of a prototype rail-gun with 2.2 kJ pulse power supply. In the choose model simulated current of rails, acceleration, velocity, position, exerted forces on projectile and efficiency of launcher by MATLAB codes. After fabrication and final testing of launcher, current of capacitive bank and muzzle velocity of projectile is measured by Rogowski coil and infrared sensors respectively. At the end, these values are compared with similar values in simulation.

    Keywords: Rail-gun, Electromagnetic launcher, Capacitive Bank, Projectile, Rogowski coil
  • hosein eshghi , Atiyeh ghelichli* Pages 61-73

    In this paper, we have theoretically studied the temperature dependent (77–600 K) of electrical transport of two-dimensional electron gas (2DEG) in Al0.83In0.17N/GaN heterostructure in two conditions: with and without “interlayer”. The results of our analysis based on various scattering mechanisms and Matthiessen’s rule indicate that in sample with interlayer the dislocation density has decreased to about 2.8 times compare with another sample without interlayer and this in turn has led to raise the 2DEG mobility in the former sample. Also considering the reported data at 77 K related to the 2D electron gas density, which shows it is higher in sample with interlayer, we tried to analyze these data on the basis of Fermi-Dirac statistics. We found that increasing the electron density in the well will tend to decrease the width of the well and therefore increase the internal electric field. These variations also change the position of electronic levels and the Fermi level inside the well.

    Keywords: heterostructure, triangular quantum well, two dimensional electron gas, electrical transport properties, energy levels 3