فهرست مطالب

فیزیک کاربردی - سال هشتم شماره 1 (بهار و تابستان 1397)
  • سال هشتم شماره 1 (بهار و تابستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/05/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سعید جلوانی*، زهره رجبی، فاطمه ویسی صفحات 5-10
    در این مقاله، به بررسی تغییرات طیف جذبی یک نمونه شامل مخلوط محلول رودامین 6G همراه با نانوذرات نقره در اثر تابش دهی لیزر اگزایمر XeCl با طول موج 308 نانومتر پرداخته شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهند که زمان تابش دهی و انرژی بر پالس لیزر می توانند در طیف جذبی نمونه تاثیرگذار باشند. به همین منظور اثر انرژی بر پالس و زمان تابش دهی بر طیف جذبی نمونه با حالت بدون تابش دهی لیزر مقایسه شده است. بنا براین می توان با مقدار انرژی بر پالس و زمان تابش دهی مشخصی میزان جذب و محدوده طیف جذبی نمونه را افزایش و تغییر داد. لذا در لیزرهای رنگینه بجای تغییر غلظت رنگینه مورد نظر برای طول موج دمش ، می توان مقدار انرژی بر پالس و یا زمان تابش دهی لیزر اگزایمر بر مخلوط محلول رودامین 6G همراه با نانوذرات نقره را به نحوی انتخاب کرد تا ماده فعال لیزر رنگینه در طول موج دمش حداکثر جذب را داشته باشد.
    کلیدواژگان: رودامین6G، نانوذرات نقره، لیزر اگزایمر، طیف جذبی
  • نادر دانش فر*، مهدی تبریزی، سمیه امینی جاوید صفحات 11-19
    با مطالعه قطبش پذیری یک نانو ذره ی فلزی کروی برروی یک لایه ی دی الکتریک، خواص نوری سیستم بررسی می شود. از آنجا که اندازه نانوذره خیلی کوچکتر از طول موج نور فرودی است، با حل معادله لاپلاس، پتانسیل الکتریکی در نواحی مختلف برحسب چندقطبیها بسط داده می شود. با استفاده از تانسور قطبش پذیری، عباراتی برای قطبش پذیری های موازی و عمود بدست آمده و سپس نتایج عددی مورد بحث قرار می گیرند. علاوه بر اثر اندازه نانوذره پلاسمونیک روی خواص نوری، با تعریف یک پارامتری هندسی بنام پارامتر برش، اثر این پارامتر روی مولفه های موازی و عمودی تانسور قطبش پذیری بررسی می شود. نشان داده شده می شود که جذب و پاشندگی نوری بشدت به پارامترهایی همچون اندازه ی ذره، جنس نانوذره و پارامتر برش وابسته است. فرض می شود که جنس نانوذره طلا و نقره باشد، زیرا این فلزات گزینه های مناسبی برای کاربردهای پلاسمونیکی در فرکانس های نوری هستند.
    کلیدواژگان: نانوذره پلاسمونیک، قطبش پذیری، زیرلایه دی الکتریک
  • مهدی سویزی، محمد جعفری پویا، مریم علیان نژادی* صفحات 21-32
    پراش اشعه x نقش موثری در شناسایی بلورها، ویروس ها از جمله ویروس آنفولانزا، عوامل ذره بینی در علوم زیستی و... دارد، بنابراین در این مقاله پراش اشعه x شبیه سازی و مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. محاسبات با استفاده از تابع گرین و با نوشتن برنامه به زبان فرترن انجام شده است. برای شبیه سازی، طرح معادل سازی ساختار بلور با روزنه های دایروی پیشنهاد شده و شدت موج پراش یافته از آرایش های مربعی و مثلثی از روزنه ها، مورد بررسی قرار گرفت. در این روش روزنه ها در واقع نقش هسته اتم های بلور را بازی می کنند و طرح پراش اشعه ایکس با عبور امواج الکترومغناطیسی از این روزنه ها شبیه سازی می شود. بررسی ها نشان می دهد که طرح کلی پراش از تعداد اتم های بلور مستقل بوده و بنابراین می تواند مانند اثر انگشت برای بررسی انواع شبکه های بلور به کار رود. همچنین افزایش ابعاد اتم ها منجر به افزایش شدت در طرح پراش می شود و افزایش ثابت شبکه نیز باعث کاهش واگرایی و ظهور مرتبه های بالاتر در طرح پراش می شود.
    کلیدواژگان: پراش، پراش اشعه x، شبکه بلور، روش لاوه، تابع گرین
  • سعیده شعاری نژاد*، سارا پرویزی صفحات 33-45
    با وارد کردن نانوذرات مغناطیسی در بلورهای مایع نماتیک، سوسپانسیون های کلوئیدی پایداری بوجودمی آیند که به نام فرونماتیک ها شناخته می شوند. بلورهای مایع فروکلستریک نیز یکی دیگر از انواع شاره هایناهمسانگرد مغناطیسی هستند که با آمیختن نانوذرات مغناطیسی در محیط کلستریک حاصل می شوند.رفتار سمتگیری و خواص مختلف این مواد شدیدا تحت اثر حضور نانوذرات قرار می گیرند. در این مواد،علاوه بر ناهمسانگردی مغناطیسی بلور مایع و دیگر پارامترهای موثر یک سلول بلور مایع خالص با فازنماتیک یا کلستریک، کسر حجمی و مغناطش ذرات از عوامل مهمی هستند که بر میدان گذار و سمتگیریمیدان جهتنما تاثیر می گذارند. با تغییر این پارامترها می توان خواص این نوع مواد را کنترل کرد. از اینروبررسی آنها اهمیت بسیاری در صنایع وابسته به نانوشاره های ناهمسانگرد مغناطیسی دارد و در سال هایاخیر کاربردهای وسیع و گسترده ای در حوزه نانوفناوری یافته است. ما در این مقاله، یک تیغه کلستریکآمیخته به نانوذرات مغناطیسی با شرایط چنگزدگی هموتروپیک قوی در دیواره ها و شرایط چنگزدگیمختلف در سطوح ذرات را در نظر گرفته و به مطالعه گذار به حالت فرونماتیک و بررسی پایداری اینسیستم در حضور همزمان میدان های الکتریکی، مغناطیسی و اپتیکی می پردازیم.
    کلیدواژگان: بلورمایع، نانوذرات مغناطیسی، گذار فازساختاری
  • سمیه عسگری*، ژاله ابراهیمی نژاد صفحات 47-59
    لایه های نیترید تنگستن با ساختاری بلوری به روش تبخیر شیمیایی و در غلظتهای مختلفی از گاز نیتروژن در ترکیب گازی آرگون و نیتروژن تولید شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که غلظت نیتروژن در گاز ترکیبی تاثیر بسزایی روی ساختار، فازهای تشکیل شده، مورفولوژی سطح لایه ها و حتی اندازه دانه ها دارد. پراش اشعه ایکس، ساختار بلوری هگزاگونال WN را در نمونه های با غلظت کم نیتروژن)%10N2=، %30N2= و %50N2= (نشان می دهد و لایه ها دارای مورفولوژی غیریکنواخت با سطوحی زبر هستند. در غلظتهای بالاتر نیتروژن(%80N2= و%100N2=) تغییر فاز رخ می دهد و دو ساختار بلوری مربعی W2N و WNهگزاگونال مشاهده می شود.بنظر میرسد که غلظت نیتروژن در جهت رشد ترجیحی فازهای بلوری نیز تاثیر بسزایی دارد. لایه ها دارای سطوحی صاف و زبری کم می باشند. تصاویر میکروسکوپ پراش الکترونی ساختار ستونی برای غلظتهای کم نیتروژن و ساختار چگال و غیر ستونی را برای غلظتهای بالای نیتروژن نشان می دهد.
    کلیدواژگان: لایه نازک، نیترید تنگستن، فاز کریستالی، مورفولوژی سطح
  • منصوره صدیقی عطار*، امیر علی مسعودی صفحات 61-69
    انرژی بین مرزی موثر سطح و سطح تماس حقیقی برای تماس بین یک زیرلایه سخت و جامد کشسان زبر در حالتی که هر دو سطح زبر فرکتال خودمتشابه هستند، با بکارگیری تئوری مکانیک تماسی پرسون و بسط آن برای دو سطح زبر در تماس با هم تحقیق شده است. بعلاوه، اثر نماهای هارست متفاوت برای جامد کشسان و وجود تنش فشرده کننده غیر صفر در حدود 11GPa در این کار مورد بررسی قرار گرفته است. هدف ما در این پژوهش، مقایسه تفاوت و تغییرات چسبندگی و سطح تماس موثر سطوح فرکتالی خودمتشابه با سطوح فرکتالی خودمتناسب است. با حل تحلیلی معادلات و محاسبات عددی مشخص می شود که آثار مشاهده شده در سطوح فرکتالی خودمتناسب، در این حالت نیز مشاهده می شود و انرژی بین مرزی موثر،سطح تماس موثر و چسبندگی در دامنه زبری بزرگتری نسبت به سطوح فرکتالی خودمتناسب از بین می رود و با اعمال تنش فشرده کننده غیر صفر سطوح در تماس با یکدیگر باقی می مانند و افزایش زبری، سطح تماس را از بین نخواهد برد.
    کلیدواژگان: چسبندگی، فرکتال خودمتشابه، زبری، انرژی بین مرزی، همبستگی
  • احمد نیرمه* صفحات 71-80
    بیشتر مسائل در فیزیک، ریاضی و مهندسی از جمله مکانیک سیالات (جریان سیال و انتقال حرارت و...) فیزیک پلاسما، لیزر، اپتیک و معادلات به طور ذاتی غیر خطی هستند. اکثریت این مسائل توسط معادلات دیفرانسیل جزئی و معمولی شکل پیدا می کنند. به جزء تعداد محدودی از این معادلات که داری حل تحلیلی دقیق هستند، بیشتر این مسائل حل دقیق ندارند؛ که باید به وسیله شیوه های جدیدی مبتنی بر کد نویسی هایی بر پایه نرم افزارهایی همچون میپل و متلب حل شوند. در سال های اخیر، تحقیقاتی زیادی برای حل این نوع از معادلات صورت گرفته است که منجر به روش های جدیدی برای حل این معادلات شده است. در این نوشتار برانیم تا با استفاده از یک تعمیم جدید برای فرم جواب ها در روش تبدیل بکلاند، با استفاده از نرم افزار میپل جواب های سالیتونی جدیدی برای معادله غیرخطی تعمیم یافته رادهاکریشنان-کاندو-لاکشمینن را بیان می کنیم. از مزایای این روش می توان به تنوع جواب های حاصل اشاره کرد که در برگیرنده جواب های مطرح شده این گونه معادلات با چندین روش مختلف می باشد.
    کلیدواژگان: معادله غیر خطی تعمیم یافته رادهاکریشنان-کاندو-لاکشمینن، جواب های سالیتونی، معادله موجی
|
  • Saeid Jelvani *, Zohre Rajabi, Fateme Veisi Pages 5-10
    In this paper, we have presented the absorption spectral the sample of Rodamine 6G dye in methanol with concentration of 0.1 g l-1 mixed with a solution of aggregated silver nanoparticles (with the concentration of 1.34 ×1012cm-3) using Xecl laser (wavelength 308 nm, pulse width 15 ns and 1Hz repetition rate) irradiation. We have demonstration that by irradiating the Xecl laser on the dye-Ag aggregate mixture can change the absorption spectra. In this study the effect of the pulse energy and the exposure time of the Xecl laser on the absorption spectra have been investigated. The experiments were carried out with pulse energies 220,342mj and the exposure times 5, 15 and 30min. It was shown that, irradiation of sample with 15 min exposure time and 220 mj pulse energy is the most optimal condition for increasing the absorption spectra. Our results can be helpful in the choice of active medium concentration of dye lasers.
    Keywords: Rodamine 6G, Ag nanoparticles, Xecl laser, absorption spectra
  • Nader Daneshfar *, Mehdi Tabrizi, Somayeh Aminijavid Pages 11-19
    By studying the polarizability of a spherical metallic nanoparticle on a dielectric substrate, the optical properties of the system is investigated. Since the size of nanoparticle is much smaller than the wavelength of the incident light, by solving the Laplace equation, the electric potential at different regions is expanded in terms of multipoles. By using the polarizability tensor, expressions for the parallel and normal polarizability are derived and then numerical results discussed. In addition to the impact of the size of plasmonic nanoparticle, by defining a geometrical parameter that called the truncation parameter, the impact of this parameter on the parallel and normal components of polarizability tensor is shown. It is demonstrated that the optical dispersion and absorption strongly depends on the particle size, the type of metal particle and the truncation parameter. The type of nanoparticle is gold and silver, because these noble metals have predominately been the materials of choice for plasmonic applications around the optical frequencies.
    Keywords: Plasmonic nanoparticle, Polarizability, Dielectric substrate
  • Mahdi Sovizi, Mohammad Jafari Pouya, Maryam Aliannezhadi * Pages 21-32
    X-ray diffraction is a very practical and useful method for characterizing crystals, viruses, including influenza viruses, microscopic particles in biological sciences etc. So, X-ray diffraction is simulated and analyzed in the paper. The calculations are performed using the Green's function by written FORTRAN codes. Also, atoms in a crystal are proposed to be the same as circular apertures and diffraction patterns of square and triangular arrays are studied. In this approach the apertures represent the core of the crystal atoms, and the X-ray diffraction pattern is simulated by passing electromagnetic waves from these apertures. The results show that the general diffraction patterns are independent of the number of crystal atoms, so they can be used as a fingerprint to examine a variety of crystal structures. Also, the increase in the atoms sizes (atomic radius) leads to raise the intensity of the diffraction pattern. The increase in the crystal lattice constant reduces divergence and higher order diffraction patterns appear.
    Keywords: diffraction, X-ray diffraction, crystal lattice, Laue method, Green&#039, s function
  • Saeedeh Shoarinejad *, Sara Parvizi Pages 33-45
    Nematic liquid crystals doped with magnetic nanoparticles, called ferronematics, are among the new colloidal suspensions with critical magnetic properties. Dispersing magnetic nanoparticles in a cholesteric liquid crystal medium also leads to the creation of the other phase of anisotropic magnetic fluids known as ferrrocholesteric. In fact, the ordering behavior and some features of these new materials are drastically influenced by the presence of magnetic nanodopants. The transition field and orientational ordering depend on the volume fraction and magnetic moment of the dispersed particles as well as the external and material parameters such as magnetic anisotriopy and the cell thickness of a liquid crystal cell. The investigation of these new anisotropic nanomaterials is very important not only from the theoretical point of views but also practical application in nanotechnology. In this work we consider a ferrocholesteric cell with homeotropic anchoring conditions on the cell walls and soft anchoring modes on the ferrpparticle surfaces. Then, we study the stability of the system and transition to a feronematic state caused by exposure to a laser beam and under applied magnetic and electric fields.
    Keywords: Liquid crystal, magnetic nanoparticles, structural phase transition
  • Somayeh Asgary *, Jhaleh Ebrahimi Nejhad Pages 47-59
    Tungsten nitride (WXN) thin films with crystalline structure were deposited by reactive Chemical Vapor Deposition (CVD) technique at different mixture of N2 and Ar mixture gases. Experimental data demonstrated that different N2 concentration in gas mixture, strongly affect microstructure, phase formation, grain size and texture morphology of the WXN films. According to XRD spectra, growth of tungsten nitride films promoted hexagonal WN phase for lower N2 concentration in gas mixture (N2=10%, N2=30% and N2=50%) and layers have non- homogenous morphology with rough surface. At higher N2 concentration (N2=80% and N2=100%) a phase transition was happened and two hexagonal WN and cubic W2N crystalline phases were observed. It seems that nitrogen concentration has strong effect on preferred growth orientation .The layers have smooth surfaces with low roughness. SEM micrographs for deposited films at lower nitrogen concentration in gas mixture, indicated a definite dense columnar nanostructure and non-columnar at higher nitrogen amount.
    Keywords: Thin film, Tungsten nitride, Crystslline phase, surface morphology
  • Mansoureh Seddighi Attar *, Amirali Masoudi Pages 61-69
    Effective interfacial energy and the real contact area for contact between a hard substrate and a rough elastic solid in the case that both rough surfaces are self-similar fractal are investigated using the Persson's theory of contact mechanics and its extension for two rough surfaces. In addition, the effect of different Hurst exponents on elastic solids and the presence of non-zero compressive stress about 11 GPa has been investigated in this paper. Our purpose in this study is to compare the difference and variations between adhesion and the effective contact area of the self-similar fractal surfaces with the self-affine fractal surfaces. By solving the equations and numerical calculations, it is determined that the observed effects on the self-affine fractal surfaces are also observed in this case, and effective interfacial energy, contact area and adhesion in a larger roughness amplitude than the self-affine fractal surfaces disappears and by applying non-zero compressive stress, the surfaces remain in contact, and increasing the roughness will not eliminate the contact surface.
    Keywords: Adhesion, self-similar fractal, roughness, interfacial energy, correlation
  • Ahmad Neirameh * Pages 71-80
    Most problems in physics, mathematics and engineering, including fluid mechanics (fluid flow, heat transfer, etc.), plasma physics, laser, optics, and equations are intrinsically nonlinear. Most of these problems are shaped by ordinary differential equations. Except for a limited number of these equations that are rigorous in analytical solutions, most of these problems do not resolve accurately; they need to be solved by new methods based on coding based on software such as Mapp and Matlab. In recent years, a lot of research has been done to solve these types of equations, which has led to new methods for solving these equations. In this paper, using a new generalization for the form of solutions in the convergence method, we use the Miep software to describe the new soliton solutions for the Generalized Radhakrishnan, Kundu, Lakshmanan equation. One of the advantages of this method is the variety of solutions obtained, which includes the solutions of these equations with several different methods.
    Keywords: Generalized Radhakrishnan, Kundu, Lakshmanan equation, Soliton solutions, wave equation