رادار چگونه کار می کند ؟
ساعت ۸:٠٢ ‎ب.ظ روز دوشنبه ٢٧ اسفند ،۱۳۸٦ : توسط : علی صامتی
امواج رادار چیزی است که در تمام اطراف ما وجود دارد، اگر چه دیده نمی‏شود. مرکز کنترل ترافیک فرودگاهها برای ردیابی هواپیماها چه آنها که بر روی باند فرودگاه قرار دارند و چه آنها که در حال پرواز هستند و هدایت آنها از رادار استفاده می‏کنند. در برخی از کشورها پلیس از رادار برای شناسایی خودروهای با سرعت غیر مجاز استفاده می‏‏کند. ناسا از رادار برای شناسایی موقعیت کرة زمین و دیگر سیارات استفاده می‏کند، همین طور برای دنبال کردن مسیر ماهواره‏ها و فضاپیماها و برای کمک به کشتی‏ها در دریا و مانورهای رزمی از آن استفاده می‏شود. مراکز نظامی نیز برای شناسایی دشمن و یا هدایت جنگ‏افزارهایشان از آن استفاده می‏کنند.

هواشناسان برای شناسایی طوفانها، تندبادهای دریایی و گردبادها از آن استفاده می‏برند. شما حتی نوعی خاص از رادار را در مدخل ورودی فروشگاهها می‏بینید که در هنگام قرار گرفتن اشخاص در مقابلشان، درب را باز می‏کنند. بطور واضح می‏بینید که رادار وسیله‏ای بسیار کاربردی می‏باشد. در این بخش از مقالات ما به اسرار رادار می‏پردازیم.

استفاده از رادار عموماً در راستای سه هدف زیر می‏باشد:

شناسایی حضور یا عدم حضور یک جسم در فاصله‏ای مشخص – عمدتاً آنچه که شناسایی می‏شود متحرک است و مانند هواپیما، اما رادار قادر به شناسایی حضور اجسام که مثلاً در زیرزمین نیز مدفون شده‏اند، می‏باشد. در بعضی از موارد حتی رادار می‏تواند ماهیت آنچه را که می‏یابد مشخص کند، مثلاً نوع هواپیمایی که شناسایی می‏کند.

شناسایی سرعت آن جسم- دقیقاً همان هدفی که پلیس از آن در بزرگراه‌ها برای کنترل سرعت خودروها از آن استفاده می‏کند.

جابه‌جایی اجسام – شاتل‏های فضایی و ماهواره‏های دوار بر دور کره زمین از چیزی به عنوان رادار حفره‏های مجازی برای تهیه نقشه جزئیات، نقشه‏های عوارض جغرافیایی سطح ماه و دیگر سیارات استفاده می‏کنند.

تمام این سه عملیات می‏تواند با دو پدیده‏ای که شما در زندگی روزمره با آن آشنائید پیاده شود: «پژواک» و «پدیده داپلر» این دو پدیده به سادگی قابل فهم می‏باشند، چرا که هر روزه شما با آنها در حوزه شنوایی خویش برخوردارید. رادار از این دو پدیده در حوزة امواج رادیویی استفاده می‏برد.

بگذارید ابتدا با این پدیده در حوزه شنیداری یا صوتی خویش بیشتر آشنا شویم.

پژواک و پدیده داپلر

پژواک پدیده‏ای است که شما هر روزه با آن برخورد دارید، اگر شما به داخل یک چاه و یا در یک دره فریاد بزنید، پژواک صدای شما چند لحظه بعد به گوشتان می‏رسد. در واقع شما صدایتان را باز خواهید شنید. پژواک بدین جهت رخ می‏دهد که بعضی از امواج صدای شما (به این دلیل واژه بعضی را آوردیم که صدای برخی از حیوانات مانند اردک در فرکانس خاص امواج صدای این حیوان هیچگاه پژواکی ندارد) پس از برخورد به یک سطح (که این سطح می‏تواند سطح آب، انتهای چاه یا دیوارة کوه موجود در انتهای دره باشد) به سمت شما باز می‏گردد و گوش شما دوباره آنرا می‏شنود. فاصله زمانی‌ای که بین فریاد شما تا شنیدن پژواک آن طول می‏کشد با فاصله مکانی بین شما و آن سطح بازگردانندة پژواک ارتباط دارد.

هنگامی که شما به داخل یک چاه فریاد می‏کشید، صدای شما از دهانة چاه به سمت انتهای چاه رفته و پس از برخورد با سطح آب انتهای چاه منعکس می‏شود. در این حالت اگر شما سرعت صدا را به طور دقیق بدانید، با اندازه‏گیری زمان رفت‏وبرگشت صدا می‏توانید عمق چاه را حساب کنید.

پدیدة داپلر نیز بسیار معمول است. شما هر روز (بدون اینکه حتی از آن درکی داشته باشید) آن را تجربه می‏کنید. این پدیده زمانی رخ می‏دهد که یک مولد امواج صوتی و یا منعکس کننده امواج صوتی دارای حرکت باشد. مثلاً یک خودرو که در حال بوق زدن است. حالت تشدید شدة پدیدة داپلر در شکستن «دیوار صوتی» رخ می‏دهد. در این جا به درک این پدیده می‏پردازیم (ممکن است شما برای اینکه بهتر این پدیده را درک کنید کنار یک اتوبان آن را تجربه کنید) فرض کنید که خودرویی با سرعت 100 کیلومتر بر ساعت در حال بوق زدن به سمت شما در حرکت باشد. تا زمانی‌که خودرو در حال نزدیک شدن به شماست فقط یک نت صوتی را می‏شنوید (در واقع یک فرکانس ثابت، در شماره گذشته راجع به فرکانس صحبت کردیم)، اما هنگامی که خودرو به کنار شما می‏رسد صدای بوق ناگهان تغییر کرده و به عبارتی «بم» تر می‏شود و بعد از لحظه‏ای که از شما عبور کرد (و اگر همچنان راننده در حال بوق زدن بود) ناگهان صدا بم‏تر نیز می‏شود، در صورتی که شما می‏دانید که صدای بوق همیشه ثابت است، کما اینکه راننده داخل خودرو در تمام مدت بوق زدن فقط نت واقعی بوق را می‏شنود. این تغییرات صوت شنیده شده توسط شما بوسیلة پدیدة داپلر قابل توضیح است. اما آنچه که رخ می‏دهد: «سرعت صوت» مقداری ثابت است، برای ساده‏تر شدن محاسباتمان سرعت صورت را 1000کیلومتر در ساعت در نظر بگیرید. (سرعت واقعی صوت وابسته به دما، فشار هوا و رطوبت هواست.) فرض کنید که خودرویی در فاصله یک کیلومتری شما قرار دارد (بصورت غیر متحرک). راننده داخل خودرو به مدت یک دقیقه شستی بوق را فشرده تا صدا به گوش ما برسد، این صدا با سرعتی برابر با 1000کیلومتر بر ساعت به سمت شما حرکت می‏کند، بعد از 6 ثانیه از فشرده شدن شستی بوق توسط راننده، شما چه صدایی را خواهید شنید؟ (این 6 ثانیه در واقع مدت زمانی است که طول می‏کشد صدا به شما برسد) و به مدت یک دقیقه پس از آن چه می‏شنوید؟ مسلماً صدای بوق را بدون هیچ تغییری.

پدیده داپلر: شخص پشت سر خودرویی را با بسامدی (فرکانس) پایین‏تر و بم‏تر از آنچه که راننده داخل خودرو و در حال حرکت می‏شنود. راننده از شخصی که خودرو به سمت آن در حال حرکت است صدا را با نت پایین‏تر می‏شنود.

حال فرض کنید خودرو از فاصله‏ای دور با سرعتی معادل 100 کیلومتر بر ساعت به سمت شما حرکت کند، همان راننده با همان خودرو و با همان صدای بوق و به مدت همان یک دقیقه شستی بوق را فشارمی‌دهد می‏شود. جالب است! شما صدای بوق را فقط به مدت 54 ثانیه خواهید شنید آن هم به خاطر حرکت خودرو رخ داده است.

در واقع تعداد اعوجاجهای موج صوتی ثابت بوده ولی در زمان کوتاه‏تری به سمت شما آمده و از آنجائی‌که تعریف فرکانس تعداد نوسانات موج در واحد زمان است لذا اگر قبلاً این نوسانات را 1 بر 60 ثانیه تقسیم ‏کردیم و فرکانس F1 بدست می‏آمد، حال باید این تعداد نوسانات را بر 54 تقسیم کنیم که مطمئناً عددی بزرگتر خواهد شد. این عدد بزرگتر یا فرکانس بالاتر یعنی صدای «زیر»تر. همین توجیه نیز برای خودرویی که از شما وجود دارد، در این حالت شما 64 ثانیه صدای بوق را می‏شنوید که فرکانس حاصله در این حالت کمتر (یا صدای بم‏تر) خواهد بود.

شکستن دیوار صوتی

اینک که ما در حال بحث بر روی رابط صدا و سرعت هستیم می‏توانیم در مورد شکستن دیوار صوتی هم صحبت کنیم. فرض کنید آن خودرویی که صحبتش بود با سرعتی معادل 100 کیلومتر در ساعت به‌ سوی شما، آن هم در حال بوق زدن، حرکت کند، امواج صوتی چون سرعتی معادل همان سرعت خودرو را دارند، لذا نه از آن جلو زده و نه عقب می‏مانند، لذا در کل مدت حرکت خودرو شما صدایی را نخواهید شنید. اما در لحظه‏ای که خودرو به شما می‏رسد، تمام امواج صوتی جمع شده و یکجا شما آنها را می‏شنوید. صدای بسیار بلند و با فرکانس بسیار بالا.

این صدا توسط هواپیمایی که قادرند با سرعتی معادل با سرعت صوت حرکت کنند می‏تواند موجبات وحشت بسیاری از افرادی که در زیر مسیر این هواپیما قرار دارند بوجود آورده قدرت این صدا به قدری است که می‏تواند شیشه‏ها را بشکند.

چنین اتفاقی برای قایقها نیز رخ می‏دهد. منتهی در این میان تجمع امواج آب که سرعتی در حدود سرعت این قایقها دارند. این موج متمرکز بصورت V شکل از جلو قایق به طرفین حرکت می‏کند که زاویه این موج توسط سرعت قایق کنترل می‏شود. در واقع تجمع امواجی که قایق در هر لحظه تولید می‏کند و هر لحظه بر آن می‏افزاید نیز توسط پدیده داپلر قابل توضیح است.

شما می‏توانید با استفاده از ترکیبی از پژواک و پدیده داپلر بصورتی که در زیر می‏آید استفاده کنید. در محلی که ایستاده‏اید به سمت خودرویی که در حال حرکت (به سمت شما یا در خلاف جهت) اصواتی را بفرستید. بعضی از این اصوات پس از برخورد با خودرو به سمت شما باز می‏گردند. (پژواک) از آنجایی که خودرو در حال حرکت است لذا اصوات منعکس شده یا به هم فشرده می‏شوند (در حالی که خودرو به سمت شما می‏آید) و یا از هم باز می‏شوند. در حالت حرکت مخالف در هر دو صورت شما می‏توانید با مقایسه موج فرستاده شده و بازگشته سرعت خودرو را بدست آورید.

مفهوم رادار:

دیدیم که می‏توان با استفاده از مفهوم پژواک به فاصله اجسام دور پی برد و همین طور با استفاده از تغییر پدیده داپلر به سرعت این جسم پی ببریم. با توجه به این مفاهیم می‏توان فهمید که رادار صوتی چیست؟ این گونه رادار در زیردریایی‏ها و کشتی‏ها کاربرد دارد و همیشه در حال کار است. می‏توان از رادار صوتی در محیط آزاد نیز استفاده کرد، اما بخاطر چند اشکال ریز این گونه رادار در هوا استفاده نمی‏شود.

- صدا در هوا مسافت زیادی را نمی‏تواند بپیماید…. شاید در حدود 5/1 کیلومتر و یا کمی بیشتر

- هرکسی می‏تواند صدا را بشنود لذا استفاده از صدا در محیط آزاد موجب آزار دیگران می‏شود که البته می‏توان با بالا بردن فرکانس صدای مورد استفاده و استفاده از امواج «فراصوت» این مشکل را حل کرد.

- صدای منعکس شده حاصل از پدیده پژواک بسیار ضعیف می‏باشد به طوری که دریافت آن بسیار سخت است.

سمت چپ: آنتن های مجموعه مخابراتی فضایی گلدستون (بخشی از شبکه ارتباطی فضایی ناسا) که به ارتباطات مخابراتی رادیویی فضاپیماهای میان سیاره‏ای ناسا کمک می‏کند.

سمت راست: رادار جست وجوی سطح و هوا که بر روی نوک دکل یک موشک هدایت شونده قرار گرفته است.

حال بیایید در مورد یک نمونه واقعی راداری که برای شناسایی هواپیماهای در حال پرواز بکار می‏رود صحبت کنیم. سیستم رادار در ابتدا با روشن کردن فرستنده قوی‏اش یک دسته موج رادیویی متراکم در آسمان و در جهات مختلف پخش می‏کند. این ارسال برای چند میکروثانیه صورت می‏پذیرد، حال فرستنده خاموش شده و گیرنده سیستم رادار مترصد دریافت پژواک امواج که به همراه اطلاعات حاصل از پدیده داپلر نیز هستند می‏ماند.

امواج رادیویی با سرعتی معادل سرعت نور حرکت می‏کنند، تقریباً در هر میکروثانیه 300 متر را در فضا طی می‏کنند؛ حال اگر سیستم رادار مذکور دارای یک ساعت بسیار دقیق و قوی باشد، می‏تواند با دقت بسیار بالایی موقعیت هواپیما را مشخص کند، با استفاده از روشهای خاص پردازش سیگنال برای تحلیل پدیده داپلر بر روی موجهای برگشتی می‏توان به دقت سرعت هواپیما را مشخص کرد.

آنتن رادار یک دسته کوچک اما قدرتمند پالس امواج رادیویی از یک فرکانس مشخص را در فضا می‏فرستند. هنگامی که امواج به یک جسم برخورد می‏کنند منعکس شده و در اثر پدیده داپلر فشرده‏تر یا گسسته‏تر می‏شوند. همان آنتن وظیفه دریافت امواج منعکس شده را که البته بسیار کمتر از امواج ارسالی هستند بر عهده دارد.

در رادارهای زمینی قضیه خیلی پیچیده‏تر از رادارهای هوایی است، هنگامی که یک رادار پلیس به ارسال پالس موج رادیویی می‏پردازد بخاطر وجود اجسام بسیار در سر راهش مانند نرده‏ها، پلها، تپه‏ها و ساختمانها پژواکهای بسیاری را دریافت می‏دارد، اما از آنجایی که تمام این اجسام ثابت هستند به جزء خودروها مورد نظر، لذا سیستم رادار خودروهای پلیس از میان امواج منعکس شده، فقط آنهایی را انتخاب می‏کند که در آنها پدیده داپلر قابل شناسایی است، آن هم به اندازه‏‏ای که جسم متحرک اضافه سرعت داشته باشد، در ضمن آنتن این رادارها بسیار دهانه تنگی دارند، چرا که فقط بر روی یک خودرو تنظیم می‏شوند.

البته امروزه پلیسها در برخی کشورها از جمله کشور خودمان از تکنولوژی لیزر برای تعیین سرعت خودروها در بزرگراهها استفاده می‏کنند. تکنولوژی به نام «لیدار» شناخته می‏شود. در این مدل بجای امواج رادیویی از اشعه نوری متمرکز (یا همان لیزر) استفاده می‏شود.
 
زیردریایی چگونه کار می‌کند؟
ساعت ۸:٠٠ ‎ب.ظ روز دوشنبه ٢٧ اسفند ،۱۳۸٦ : توسط : علی صامتی
زیردریایی‌ها از شگفت‌انگیزترین اختراعات بشر هستند. طی صدها سال دریانوردان فقط می‌توانستند روی عرشه کشتی‌ها کار کنند. اختراع زیردریایی به انسان اجازه داد تا بتواند همچون موجودات دریایی برای مدت طولانی (ماه‌ها و حتی سالها) در زیر دریا زندگی کند. ما اختراع زیردریایی‌های پیشرفته را مدیون مسابقه تسلیحاتی جنگ سرد بین دو ابرقدرت شرق و غرب در قرن بیستم هستیم!

دانشمندان برای ساخت و حرکت دادن زیردریایی‌ها از چندقانون استفاده کردند. ما ابتدا به بررسی دو قانون مهم می‌پردازیم:
1- قانون ارشمیدس: طبق قانون ارشمیدس بر هر جسم (کمی یا کاملاً) غوطه‌ور در سیال معادل وزن سیال جابجاشده نیرو وارد می‌شود. همواره وزن جسم بطرف پائین و نیروی شناوری سیال بطرف بالا ظاهر می‌شوند. هرگاه این دو نیرو با هم برابر باشند (مانند کشتی روی دریا) جسم روی سیال شناور خواهد شد و اگر نیروی وزن بیشتر از نیروی شناوری سیال (مانند سنگ در آب) باشد، جسم کاملاً در سیال فرو خواهد رفت.
چگالی جسم به وزن بر حجم تعریف می‌شود. هرگاه چگالی جسم از چگالی سیال (آب) بیشتر باشد، جسم در سیال فروخواهد رفت.

2- قانون بویل: طبق این قانون در دمای ثابت، حجم و فشار یک سیال رابطه عکس با هم دارند . یعنی هرگاه فشار وارد بر سیال دوبرابر شود، حجم سیال نصف خواهد شد.
برهرجسم داخل سیال، فشاری به تمام سطح جسم (متناسب با عمق سیال) بطور مساوی وارد می‌شود. هرچه عمق سیال بیشتر باشد، فشار وارد بر جسم نیز بیشتر خواهد شد و طبق قانون بویل حجم آن باید کم شود. برای مثال اگر بالون پر از هوایی را به عمق اقیانوس ببریم، فشار عمق آب باعث کم شدن حجم بالون و متراکم شدن هوای داخل بالون خواهد شد.
وبرعکس اگر بالون را رها سازیم تا به آسمان برود، چون فشار هوا در ارتفاع کمتر از سطح زمین است، حجم بالون افزایش خواهد یافت. بیایید این قانون را درمورد خطرات غواصی در عمق بررسی کنیم:
درشکل زیر (سمت چپ) ریه‌های غواصی را درحال شنا در سطح آب می‌بینید. هرچه غواص به عمق بیشتری برود، فشار وارد بر بدن و ریه‌های او افزایش می‌یابد. اگر دمای آب را حدود 04 ثابت درنظر بگیریم، باید حجم ریه‌های غواص کم شود. ولی حجم ریه‌ها کم نمی‌شود و درعوض برای خنثی کردن فشار عمق سیال، ریه‌ها هوای بیشتری را جذب می‌کنند تا فشار داخل ریه با محیط یکسان شود.
در عمق 40 متری حجم هوای فشرده شده درون ریه به 4 برابر سطح آب افزایش می‌یابد که این موضوع می‌تواند باعث پاره شدن رگ‌ها و رسوب نیتروژن در خون و خطر حمله قلبی برای غواص بوجود آورد. به همین دلیل غواص ها نمی توانند برای مدت طولانی در عمق بیشتر از 30 متری شنا کنند.
تاریخچه ساخت زیردریایی‌ها :
- در زیردریایی‌های اولیه از نیروی دست برای حرکت دادن زیردریایی در اعماق کمک گرفته می‌شد. در سال 1620 شخص بنام ون دربل اولین زیردریایی را ساخت که می‌توانست در عمق 5/4 متری حرکت کند.
حجم داخل این زیردریایی بسیار کم بود، بطوریکه فقط یک نفر می‌توانست داخل آن قرار گیرد و برای حرکت دادن آن در عمق به یک فرد بسیار نیرومند نیاز بود تا بتواند پره‌های جلو و فوقانی را بچرخاند.
درحدود سال 1770، دیود باشنل زیردریایی را طراحی کرد که می‌توانست بکمک دست و پدالهای پایی حرکت کند. حدود 30 سال بعد روبرت فولتون، زیردریایی دیگری ساخت که 3 نفر گنجایش داشت و برای اولین بار، بالهایی برای تنظیم عمق در زیردریایی تعبیه شد.
- فولتون سپس تلاش کرد تا زیردریایی دیگری با موتور بخار بسازد. مشکل طراحی این موتورها در آن بود که در زیر آب اکسیژن نبود. بنابراین موتوری طراحی شد که ابتدا آب در سطح آب داخل مخزنی با موتور دیزل (با سوخت گازوئیل) داغ و تبدیل به بخار می‌شد، سپس موتور خاموش می‌شد و زیردریایی به داخل آب شیرجه می‌زد و تا وقتی که بخار داخل مخزن سرد نشده بود، زیردریایی می‌توانست با موتور بخار در عمق دریا حرکت کند.
در سال 1860 زیردریایی دیگری طراحی شد که بطور کامل زیر آب نمی‌رفت و از طریق لوله‌ای که به سطح آب راه داشت، اکسیژن را برای سوخت موتور به داخل زیردریایی مکش می‌کرد.
- در سال 1904 اولین زیردریایی که با موتور دیزل- الکتریکی کار می‌کرد، در فرانسه ساخته شد. موتورهای دیزل در سطح آب، باطری‌های الکتریکی را شارژ می‌کردند و سپس زیردریایی در آب فرو می‌رفت در این هنگام موتور دیزل خاموش می‌شد و موتور الکتریکی بکمک باطری‌های شارژشده، زیردریایی را حرکت می‌داد.

مشکل این نوع زیردریایی در آنجا بود که اولاً باطری‌ها خیلی بزرگ و سنگین بودند و ثانیاً پس از گذشت چندساعت زیردریایی مجبور بود به سطح آب بیاید تا موتور دیزل روشن شده و باطری‌ها را دوباره شارژ کند. اسید داخل باطری‌ها هم در ترکیب با آب دریا، بخار خطرناک و کشنده‌ای تولید می‌کردند.

- درسال 1954 اولین زیردریایی با سوخت هسته‌ای ساخته شد. از مزایای این زیردریایی‌ها، عدم نیاز به هوا است. این نوع زیردریایی‌ها می‌توانند به مدت طولانی (حتی سالها) زیر دریا بمانند و فقط درصورت نیاز به سطح آب بیایند و نیز با سرعت بالای 50 کیلومتر در ساعت در زیر و یا سطح دریا حرکت کنند. در این موتورها، حرارت راکتور از طریق لوله‌های آب به توربین بخار می‌رسد و آن را می‌چرخاند. در نمونه زیردریایی شکل زیر، دو مدار گردش آب طراحی شده است. در مدار اولی، آب در اثر حرارت زیاد (عمل شکافت هسته‌ای) راکتور، به شدت داغ می‌شود و با گردش آب در مدار اولیه محفظه تبدیل هم داغ می شود. سپس محفظه تبدیل ،‌ آب مدار ثانویه را تبدیل به بخار می‌کند و آن را سوی توربین بخار می‌فرستد.

بخار آب ، توربین را می‌چرخاند تا نیروی محرکه و برق زیردریایی تامین شود. سپس بخار آب در محفظه تراکم تبدیل به آب می‌شود و دوباره به محفظه تبدیل بخار ارسال می‌شود.

اجزاء زیردریایی:
اجزاء بیرونی زیردریایی شامل بدنه استوانه بیضی شکل با دوبال افقی در جلو و دوبال عمودی در عقب برای شیرجه رفتن به عمق و اوج گرفتن به سطح آب، یک سکان برای حرکت به چپ و راست ، یک پروانه در دم بدنه برای تولید نیروی محرکه زیردریایی و یک بادبان برای ورود و خروج خدمه به سطح آب است.
درضمن یک آنتن رادیویی برای تماس با زیردریایی‌ها و کشتی‌های دیگر و یک پریسکوپ برای مشاهده سطح آب از زیر دریا روی بادبان تعبیه شده است.

بدنه زیردریایی از دو پوسته (قشر) ساخته شده که مابین آنها خالی است. به این فضای خالی، مخزن بالاست (سنگینی) می‌گویند. روی قشر بیرونی و بالای بدنه، دریچه‌ای برای خروج هوا (دریچه اصلی) و در پائین بدنه هم دریچه‌ای برای ورود و خروج آب به مخزن بالاست تعبیه شده است.

داخل زیردریایی هم مخزن گاز فشرده با دو دریچه خروج هوا به مخزن بالاست روی قشر درونی تعبیه شده است. وزن زیردریایی با مخزن بالاست خالی، کمتر از نیروی شناوری آب دریاست و بنابراین زیردریایی در این حالت مانند کشتی روی سطح آب باقی خواهد ماند.
برای فرورفتن زیردریایی در آب، دریچه خروج هوا (دریچه اصلی) و دریچه ورود آب را باز می‌کنند تا آب دریا وارد مخزن بالاست شود. به این ترتیب وزن زیردریایی بیشتر از نیروی شناوری می‌شود و زیردریایی در آب فرومی‌رود.

برای بالا آمدن زیردریایی دریچه اصلی را می‌بندند و دریچه گاز فشرده شده را باز می‌کنند تا هوا وارد مخزن بالاست شود. با ورود گاز به مخزن و خروج آب از دریچه‌های پائینی، وزن زیردریایی کم می‌شود و نیروی شناوری آن را بطرف بالا می‌برد.

پروانه نصب‌شده در انتهای دم زیردریایی با چرخش خود، زیردریایی را به جلو و با چرخش برعکس به عقب! هدایت می‌کند. برای شیرجه رفتن بطرف پائین (درهنگام حرکت به جلو) انتهای بالهای جلو بطرف بالا و انتهای بالهای عقب بطرف پائین کج می‌شوند و برای اوج گرفتن نیز انتهای بالهای جلو بطرف پائین و انتهای بالهای عقب زیردریایی بطرف بالا کج می‌شوند تا (مانند پرواز هواپیما در هوا ) مسیر سیال عبوری (آب) از بالها برای حرکت به مسیر دلخواه تغییر یابد و نیروی بالابر یا پائین‌بر تولید شود.

برای حرکت به چپ و راست نیز از سکان عقب کمک گرفته می‌شود. مثل حرکت کشتی و هواپیما (درهنگام حرکت به جلو ) با کج کردن سکان به چپ، زیردریایی به چپ و با کج کردن سکان به راست، زیردریایی بطرف راست خواهد چرخید.

پریسکوپ داخل زیردریایی هم از 2 آینه کج با زاویه 045 درجه ساخته شده تا خدمه بتوانند با چرخاندن آن، کشتی‌های سطح آب را مشاهده کنند.

از آنتن رادیویی هم برای ارسال سیگنال به اطراف و برقراری ارتباط با دیگر زیردریایی‌ها و کشتی‌های دیگر و نیز از فرستنده دیگری ( رادار ) برای تشخیص موانع سرراه زیردریایی کمک می‌گیرند.
 
آیا می دانید ارشمیدس چه چیزی را یافت ؟
ساعت ٧:٥۸ ‎ب.ظ روز دوشنبه ٢٧ اسفند ،۱۳۸٦ : توسط : علی صامتی
ارشمیدس، ریاضیدان یونانی، در سده ی سوم پیش از میلاد در سیراکوز زندگی می کرد. شهرت او به سبب ابداعاتی همچون اختراع اهرم، اختراع «پیچ ارشمیدس» ( که هنوز هم در مصر برای آبیاری مزارع از آن به هنگام بالا کشیدن آب نیل استفاده می شود)، و نیز کشف قانون هیدروستاتیک است، که گاه «اصل ارشمیدس» نامیده می شود. او بود که با بدنی برهنه از حمام عمومی به خیابان های سیراکوز دوید و فریاد زد: «اوریکا، اوریکا!» یعنی «یافتم».
ارشمیدس چه یافته بود؟
چه بود که او را این قدر به هیجان آورد که فراموش کرد قبل از دویدن به سوی خانه لباسهایش را بر تن کند؟ برای اینکه به این پرسش ها پاسخ دهیم باید بدانیم که وقتی آن روز ارشمیدس پا به خزینه گذاشت فکرش به چه چیزی مشغول بود .
هیرو، پادشاه سیراکوز، از دوستان نزدیک یا شاید از خویشاوندان ارشمیدس، زرگری را مأمور کرده بود تا برایش تاجی از طلای خالص بسازد. وقتی تاج تکمیل شد و به دست پادشاه رسید، تردید داشت که زرگر تمام طلا را به کاربرده باشد. آیا امکان نداشت که زرگر به جای قسمتی از طلایی که به او داده شده بود، از فلز کم ارزش تری مثل نقره یا مس استفاده کرده، و بقیه ی طلایی را که مصرف نشده بود برای خود نگه داشته باشد؟
هر کس می دانست که چگونه طلا را با نقره و مس مخلوط کرده و در این مخلوطها، یا آلیاژها، حتی وقتی مقادیر زیادی از فلزات دیگر استفاده شود، باز هم رنگ خیره کننده ی طلا باقی می ماند. طلای خالص را طلای 24 عیار می نامند. طلای 14 عیار از 58% طلا و 42% فلزهای دیگر تشکیل شده است. این آلیاژ به فراوانی در جواهرات استفاده می شود، و ظاهر آن با طلای خالص تقریباً هیچ فرقی ندارد.
شاه هیرو، دوست خود ارشمیدس را احضار کرد و از این ریاضیدان مشهور خواست تا بفهمد آیا واقعاً تاج از طلای خالص است و تمام فلز با ارزشی که پادشاه به زرگر داده در آن به کار رفته است یا نه. در سده ی سوم پیش از میلاد، شیمی تحلیلی به اندازه ی ریاضیات پیشرفته نبود و ارشمیدس در ریاضیات و مهندسی توانایی بسیار داشت.
ارشمیدس قبلاً برای محاسبه ی حجم جامدهایی که شکلی منظم مثل کره یا استوانه داشتند دستورهای ریاضی ابداع کرده بود. او می دانست که اگر بتواند حجم تاج هیرو را تعیین کند، خواهد فهمید که آیا تاج از طلای خالص درست شده است یا از مخلوطی از طلا با فلزات دیگر.
وقتی پا به خزینه گذاشت و دید که آب از آن سر ریز کرد، متوجه شد که حجم آبی که بیرون ریخته است دقیقاً با حجم قسمتی از بدن او که وارد آب شده برابری می کند. اکنون می دانست که چگونه باید حجم هر جسم جامد نامنظمی را محاسبه کند، چه پای خودش باشد و چه تاج پادشاه. اگر او تاج را در ظرفی پر از آب قرار می داد، می توانست حجم آبی را که سرریز می کرد اندازه گیری کند، و این مقدار با حجم تاج برابر بود.
فرض کنید هیرو به زرگر، مکعبی از طلای خالص داده بود که دقیقاً 2 کیلوگرم وزن داشت. ابعاد چنین مکعبی 7/4 سانتیمتر، و حجم مکعب 104 سانتیمتر مکعب می شد. اگر زرگر تاج را با تمام این طلا درست کرده بود و از هیچ فلز دیگری استفاده نکرده بود، وزن تاج 2 کیلوگرم می شد، گرچه شکل آن با مکعب اولیه فرق می کرد، اما حجم آن همان 104 سانتیمتر مکعب باقی می ماند. ولی اگر زرگر فقط از نصف طلا استفاده و یک کیلوگرم باقیمانده را با وزنی برابر مثلاً نقره جایگزین کرده بود، وزن آلیاژ به کار رفته در تاج همان 2 کیلوگرم می شد، اما حجم آن تفاوت می کرد.
اگر می شد به نحوی حجم تاج را محاسبه کرد، معلوم می شد که بیشتر از 104 سانتیمتر مکعب وزن دارد، چون چگالی نقره فقط در حدود نصف چگالی طلاست. چگالی هر ماده عبارت است از وزن واحد حجم آن. چگالی طلا بیش از چگالی دیگر فلزات رایج است؛ چگالی آن 3/19 گرم بر سانتیمتر مکعب، چگالی نقره 5/10 گرم بر سانتیمتر مکعب، و چگالی مس از آن هم کمتر، یعنی 9/8 گرم بر سانتیمتر مکعب است. حجم یک تاج 2 کیلوگرمی که از 50% طلا و 50% نقره درست شده باشد، 147 سانتیمتر مکعب خواهد بود.
وقتی ارشمیدس این کشف تصادفی را در حمام عمومی کرد، دیگر اندازه گیری حجم تاج نو هیرو دشوار نبود. کافی بود آن را در آب بگذارد و حجم آب جا به جا شده را اندازه گیری کند. هنگامی که پادشاه دریافت حجم تاجش بسیار بیشتر از تاجی است که با طلای خالص ساخته شده، با اعدام زرگر خطاکار حقش را کف دستش گذاشت. تصادفی که منجر به اکتشاف پر برکت ارشمیدس شد (بخت یاری!) زیاد هم برای زرگر تبرک نداشت.
بدین ترتیب کشف راهی برای اندازه گیری حجم هر جسم جامد، باعث شد ارشمیدس آن قدر، هیجان زده شود که وقتی از حمام بیرون می دود فراموش کند که لباسهایش را جا گذاشته است.
یک کشتی فولادی چگونه بر روی آب شناور می ماند؟
قانون ارشمیدش بیانگر این نکته است که : اگر قسمتی و یا تمام یک جسم در آب فرو رود ، آن مقدار از وزن خود را که برابر وزن سیال جا به جا شده است ، از دست میدهد د شناور ماندن یک شیء بر روی یک سیال بستگی به چگالی «نسبت وزن به حجم» آن شیء و سیال دارد ، بدین ترتیب اگر چگالی شییء کمتر از چگالی آب باشد ، آن شیء فقط تا نقطه ای در آب فرو می رود که آب جا به جا شده هم وزن شیء مورد نظر باشد د
اگر چنین اصلی صادق باشد ، پس چگونه ممکن است یک کشتی از جنس فولاد بر روی آب شناور بماند در حالی که وزن مخصوص فولاد در حدود هشت برابر وزن مخصوص آب است د حقیقت این است که بدنه کشتی به وسیله هوا که دارای وزن
مخصوص 816 برابر کمتر از آب است ، پر میشود د پس با این حساب و با در نظر گرفتن اندازه و وزن کلی کشتی ، وزن مخصوص واقعی کمتر از وزن مخصوص آب بوده و این امر باعث شناور ماندن کشتی میشود .

 
ده آزمایش که جهان را متحول کرد
ساعت ٧:٥٢ ‎ب.ظ روز دوشنبه ٢٧ اسفند ،۱۳۸٦ : توسط : علی صامتی
1 - هاینریش هرتز و کشف امواج رادیویى
تاریخ: ۱۸۸۸
در سال ۱۸۸۸ یک جرقه سوسوزن در محیط تاریک آزمایشگاهى در آلمان نویدبخش شروع یک انقلاب فنى با ابعادى بى سابقه شد. هاینریش هرتز فیزیکدان ۳۱ ساله در انستیتو فنى کالسروهه یک مدار الکتریکى به وجود آورده بود که در گوشه آزمایشگاهش جرقه زد و او جرقه دیگرى را در گوشه دیگر اتاق درست روبه روى آن مشاهده کرد. هرتز وجود امواج نامریى انرژى الکترومغناطیس را نشان داد که قادرند به سرعت نور حتى در فضاى خالى حرکت کند. وجود این امواج را فیزیکدان اسکاتلندى جیمز کلارک ماکسولى ۱۵ سال پیش از آن پیش بینى کرده بود و از آن زمان تا به امروز به صورت اساس و پایه شبکه جهانى رادیو، تلویزیون و مخابرات دور درآمده است.


۲- استانلى میلگرام و اطاعت از قدرت
تاریخ: ۱۹۶۱
در ژوئن ۱۹۶۱ یک آگهى در روزنامه اى در ایالت کنکتیکات از خوانندگان دعوت به شرکت در یک مطالعه علمى درباره حافظه کرد. آگهى را یک پروفسور ۲۷ ساله روانشناس در دانشگاه ییل به نام استانل میلگرام داده بود، ولى آزمایش مورد نظر واقعاً آن طور که در بادى امر به نظر مى رسید نبود. به کسانى که در این تجربه شرکت داشتند گفته شده بود که موضوع مورد نظر تاثیر تنبیه بر روى یادگیرى است و آ نها را به اتاقى هدایت مى کردند که مردى را در آنجا با سیم هاى داراى الکترود بسته بودند و گفته مى شد مى توانستند شوک هاى دردناکى به او بدهند. سپس به شرکت کنندگان گفته مى شد که فهرستى از واژه هایى که با تداعى به دنبال یکدیگر مى آمدند به صداى بلند بخوانند و هنگامى که شاگرد مورد نظر در بازگویى آن واژه ها دچار اشتباه مى شد با هر اشتباه یک شوک الکتریکى به وى وارد کنند. این کار به کمک کنسولى با کلید هاى مختلف از ۱۵ تا ۴۵۰ ولت صورت مى گرفت. شرکت کنندگان که با دیوارى از شاگرد جدا شده بودند مى توانستند فریاد هاى ناشى از درد او را در پى هر بار وارد شدن شوک الکتریکى به دنبال اشتباه بشنوند. با بدتر شدن وضع و زجر کشیدن شاگرد مورد نظر بسیارى از شرکت کنندگان معترض شدند ولى دانشمند مسئول در پاسخ تنها مى گفت که آزمایش باید ادامه یابد و ۶۵ درصد آنها هم به این کار ادامه دادند. با بالا رفتن میزان ولتاژ شوک هاى الکتریکى کم کم ضجه ها و فریاد ها تبدیل به سکوتى شوم شدند.099201.jpg
تنها پس از آن که آزمایش به پایان رسید، حقیقت به شرکت کنندگان گفته شد: این شاگرد اصلاً یک هنرپیشه بوده و درد و رنجى در کار نبوده است. میلگرام نشان داد که مى توان مردم عادى را اگر تصور کنند که مى توانند از مسئولیت شانه خالى کنند و آن را به مقامات واگذارند، به زجر دادن افراد غریبه تا حد مرگ تشویق و قانع کرد. در دهه ۱۹۶۰ تجربه میلگرام آب خنکى بود بر خشم ناشى از اعمال نازى ها. همان طور که رسوایى اخیر در مورد نحوه رفتار با زندانیان عراقى نشان داد، تجربه میلگرام هنوز هم اهمیت خود را از دست نداده است.


۳- انریکو فرمى و نخستین واکنش زنجیره اى هسته
تاریخ: ۱۹۴۲
فکر خارج ساختن انرژى مفید از اتم ها را برخى از برجسته ترین دانشمندان جهان از جمله اینشتین بسیار دور از دسترس مى پنداشتند تا آنکه از تجربه اى که مخفیانه در حیاط خلوتى در دانشگاه شیکاگو صورت گرفته بود خبر دار شد؟ در یک روز سرد ماه دسامبر ۱۹۴۲ فیزیکدان ایتالیایى و برنده جایزه نوبل انریکو فرمى کار ساخت نخستین رآکتور اتمى جهان را که تقریباً شکل کروى داشت به اتمام رساند. این رآکتور شامل چندین تن گرانیت و اورانیوم رادیواکتیو به همراه میله هاى مرکزى از جنس کارمیوم بود. اینها طورى طراحى شده بودند که مى توانستند نوترون هاى خارج شده توسط اتم هاى اورانیوم را که هر یک قادرند اتم هاى اورانیوم بیشترى را بشکافند، جمع آورى کنند و بدین ترتیب زنجیره اى از واکنش ها را موجب شوند که بالقوه قابلیت انفجارى دارند. هنگامى که فرمى دستور داد میله هاى کنترل به آرامى خارج شوند تا نوترون ها آنقدر زیاد شوند که بتوانند واکنش زنجیره اى را تداوم بخشند، رآکتور عظیم شروع به تولید نیرو کرد. فرمى گذاشت به مدت چهار و نیم دقیقه این جریان ادامه یابد. نیروى تولید شده به زور بیشتر از نیم وات مى شد، ولى بدین ترتیب ثابت شد که واکنش زنجیره اى واقعى است و مى توان آن را کنترل کرد. نیروى هسته اى هدیه اى بود که او به دنیا داد.





4- تایید نظریه جاذبه اینشتین توسط ادینگتون
تاریخ: ۱۹۱۹
آلبرت اینشتین صبح روز هفتم نوامبر ۱۹۱۹ از خواب بیدار شد و یک باره کشف کرد که به عنوان درخشا ن ترین دانشمند جهان مورد تحسین همگان است. رسانه هاى جهانى نتایج تجربه اى را منتشر کرده که برترى نظریه جاذبه وى تحت عنوان «نسبیت عام» را بر قانون جاذبه نیوتن با چند صد سال سابقه نشان مى داد. بر طبق «نسبیت عام» جاذبه حاصل منحنى شدن مکان و زمان است که موجب خم برداشتن مسیر اشعه نورى مى شود که از نزدیکى هرجرمى عبور مى کند. آرتور ادینگتون اختر- فیزیکدان از دانشگاه کمبریج بر آن شد که با اندازه گیرى از کسوفى که در تاریخ مه ۱۹۱۹ اتفاق افتاد از ستارگان قابل رویت در نزدیکى خورشید این نظریه را ثابت کند. نظریه اینشتین اثر خم کننده اى در برابر آنچه که از نظریه نیوتن انتظار مى رفت را پیش بینى مى کرد ولى این هنوز بسیار ناچیز بود. یعنى معادل ضخامت یک تار مو که در فاصله ۱۴ مترى ما قرار دارد! ادینگتون پس از ماه ها تحلیل تصاویر برداشته شده از کسوف اعلام کرد که جابه جایى بسیار ناچیزى که در محل ستارگان مشهود است نشان مى دهد که نظریه اینشتین بر نظریه نیوتن پیروز شده است. برخى تاریخ نگاران در آن زمان و بعد ها گفتند که گویا نتایج ادینگتون آن گونه اى که ادعا مى کرد روشن و صریح نبودند و این در حالى است که ادینگتون هیچ گاه تحسین خویش از اینشتین و نظریه اش را مخفى نمى کرد. اندازه گیرى هاى بسیار دقیق تر از آن زمان تاکنون بار ها صحت پیش بینى اینشتین را تایید کرده اند.

۵-آزمایش مایکلسون - مورلى
تاریخ: ۱۸۸۷
اگر در جاده اى با سرعت ۷۰ کیلومتر در ساعت در حرکت هستید و اتومبیل دیگرى نیز با سرعت ۷۰ کیلومتر در ساعت به سمت شما مى آید سرعت نسبى دو اتومبیل چقدر است؟ پاسخ آسان است، این طور نیست؟ ۱۴۰ کیلومتر عقل سلیم هم این را مى فهمد. با این وجود در سال ۱۸۸۷ آلبرت مایکلسون و ادوارد مورلى نشان دادند که «عقل سلیم» را با شعاع نورى کارى نیست .آنها در پى یافتن «اتر» بودند، ماده اى که گفته مى شد عالم پر از آن است و تنها به خاطر آن است که نور مى تواند در خلا حرکت کند. آنها نتوانستند هیچ اثرى از «اتر» بیابند ولى کشف کردند که نور صرف نظر از آن که بیننده نسبت به آن چگونه حرکت مى کند همواره سرعت یکسانى دارد. این نتیجه گیرى برخى از دانشمندان را بر آن داشت که مطرح کنند تقصیر به گردن ابزار مورد استفاده از آزمایش است و ساختمان اتمى آن با حرکت زمین در فضا دستخوش تغییر مى شود. یک کارمند جوان اداره ثبت اختراعات در سوئیس به نام اینشتین تصور مى کرد که پاسخ این سئوال را مى دانست. او چنین استدلال مى کرد که سرعت نور از جمله سرعت هاى معمولى نیست، بلکه یک ثابت جهانى و براى تمام بینندگان یکسان است. این فکر او را به سمت نظر نسبیت خاص راهنمایى کرد که شامل حال همه چیز از الکترونیک تاmc2 = E مى شد

۶- دالى گوسفند زاده شده از کلون
تاریخ: ۱۹۹۷
در فوریه ۱۹۹۷ تصویر یک گوسفند بر صفحات نخست روزنامه ها در سرتاسر جهان ظاهر گردید. این گوسفند که نامش دالى بود نخست کلون حیوان بالغ دیگرى بود: رونوشت ژنتیکى کاملى از DNA خارج شده از یکى از سلول هاى یک گوسفند ماده. چند ماه بعد همین تیم دانشمندان از موسسه روسلین در اسکاتلند دو بره دیگر زاده شده از کلون به نام هاى مولى و پولى را معرفى کردند که DNA آنها به وسیله مهندسى ژنتیک از یک انسان منتقل شده بود و لذا شیر آنها حاوى نوعى ماده لخته کننده خون بود که در درمان هموفیلى کاربرد داشت. این نخستین تجربیات همچون گام هاى بزرگى به سمت «داروسازى» به معناى تولید انبوه ترکیبات دارویى سودمند براى انسان توسط حیواناتى که به همین منظور «کلون» شده اند مورد تحسین و تمجید قرار گرفتند. لیکن بعد ها معلوم شد که دالى تنها مورد موفق از میان ۳۰۰ مورد تلاشى بود که در انستیتو روسلین براى «کلون» کردن جنین حیوانات صورت گرفت. دالى در سال ۲۰۰۳ در حالى که تنها نیمى از عمر طبیعى اش را پشت سر گذاشته بوده درگذشت، در حالى که به دنبال خودنگرانى عمیقى درباره استفاده از تکنیک «کلون» براى خلق همه چیز از موش آزمایشگاهى تا انسان هاى «کامل» بر جاى گذاشت. این نگرانى ها پایایى تجارى آن را نیز زیر سئوال برد.

۷- اوسوالد آورى و DNA
تاریخ: ۱۹۴۴
زیست شناسان فرانک کریک و جیمز وات معمولاً به عنوان کسانى که راز حیات در شکل DNA موجود در سلول هاى زنده را کشف کردند شناخته مى شوند لیکن «سرنخ اساسى و مهمى که آنها را متوجه اهمیت DNA ساخت نتیجه آزمایشاتى بود که اوسوالد آورى و همکارانش در دانشگاه راکفلر در نیویورک انجام داده بودند. سال ها دانشمند DNA را به این دلیل که بیش از اندازه براى توضیح تنوع خیره کننده جهان ساده است رد مى کردند و در عوض بر این گمان بودند که این پروتئین ها هستند که اطلاعات ژنتیکى را منتقل مى کنند. لیکن آورى و همکارانش نشان دادند که همه در اشتباه بودند. در سال ۱۹۴۴ پس از سال ها آزمایشات توان فرسا بر روى باکترى ها نشان دادند که انتقال DNA از یک میکروب به دیگر موجب مى شود که صفاتش نیز منتقل شود. خیلى ها با این شواهد به شدت مخالفت کردند ولى کریک و واتسون بر آن شدند که این رشته حیاتى را دنبال مى کنند که حاصل آن جایزه نوبلى بود که نصیب این دو گردید. جالب است که بدانیم تنها نتیجه مخالفت منتقدین محروم شدن آورى از جایزه نوبل بود!

۸- جورج مندل و وجود ژن ها
تاریخ: ۱۸۵۷
نظریه داروین درباره تکامل در درک ما از زندگى بر روى زمین تحولى به وجود آورد. لیکن این فکر که چگونه صفات در میان نسل ها انتقال مى یابد همواره فکر داروین را مشغول مى داشت. در سال ۱۸۵۷ یک کشیش و راهب اتریشى به نام جورج مندل پاسخ این پرسش را یافت. او با آزمایشات دقیقى بر روى گیاهان نشان داد که هر دو والد گیاه به یکسان صفاتى را به فرزند خویش منتقل مى کنند و همین قانون بسیار ساده است که تنوع گسترده اى از ترکیبات بین صفات را موجب شده است. از این مهم تر او کشف کرده که صفات با یکدیگر ترکیب نمى شوند بلکه متمایز از یکدیگر باقى مى مانند. گیاهان بلند و کوتاه همواره گیاهانى را به وجود مى آورند که همواره در یکى از این مقوله قرار مى گیرند و نه بین آن دو. این نشان داد که صفات مذکور به صورت دستجات مشخص و مجزایى به ارث مى رسند که بعدها آنها را ژن خواندند لیکن جالب اینجاست که اهمیت یافته هاى مندل تا اوایل سده بیستم ناشناخته باقى ماند.


۹- ادوارد جنر و واکسیناسیون
تاریخ: ۱۷۹۶
در سال ۱۹۸۰ «سازمان جهانى بهداشت» بیانیه شگفتى آورى را منتشر ساخت. آبله بیمارى ویروسى که زمانى سالانه یک میلیون تن را به هلاکت مى رساند از کره زمین محو شده بود. نخستین پیروزى کامل و تمام عیار بر یک بیمارى همه گیر نتیجه مستقیم شاید مهم ترین آزمایشى بود که تاکنون صورت گرفته است. این آزمایش دویست سال قبل توسط پزشکى اهل گلوکستر شایر صورت گرفت. قرن ها بود که پزشکان در آسیا متوجه شده بودندکسانى که در معرض بیمارى آبله بودند، گاه مى توانستند در برابر آن محافظت شوند. در اوایل سده هجدهم این فکر توسط بانو مرى ورتلى مونتاگو، همسر دیپلماتى در ترکیه به انگلستان آورده شد. وى طرفدار «آبله اى» کردن عمدى مردم با استفاده از مقدار بسیار کمى از بافت آلوده بود. اگرچه این شیوه تا اندازه اى موثر بود ولى هنوز از هر هشت نفر که مبادرت به این کار مى کردند یکى به خاطر ابتلا به آبله کشته مى شد.
جنر در فکر آن بود که ببیند مى توان مردم را با قرار گرفتن در معرض آبله گاوى که بیمارى ظاهراً مرتبط با آبله انسانى و بى ضرر است در برابر بیمارى آبله انسانى محافظت نمود. در ۱۴ مه ۱۷۹۶ جنر مواد آلوده به آبله گاوى را وارد بریدگى روى بازوى کودک هشت ساله اى به نام جیمز پیپس نمود. پس ازگذشت ده روز پیپس دچار تب خفیف و سپس تاول هاى چرکى شبیه آبله گردید. سپس در اول جولاى جنر کودک را «آبله اى » نمود که حاصل آن بود که به هیچ وجه دچار بیمارى و عوارض آن نشد.
ظرف چند سال «واکسیناسیون» (که در لاتین از لغتى به معناى گاو گرفته شده) در انگلستان و خارج از آن کاملاً رواج یافت. این که دقیقاً واکسیناسیون چه مى کند تا زمان پى بردن به سیستم ایمنى ناشناخته باقى ماند. امروز مى دانیم که سلول هاى این سیستم توسط واکسن آموزش مى بینند تا بتوانند هرچه سریع تر مهاجمین را پیدا کنند. جنر خود بر این باور بود که این موضوع به هر حال به تعامل بین بدن و آنچه که او «ویروس» آبله گاوى مى خواند مربوط مى شد. در واقع واژه ویروس که امروز هم به کار مى بریم توسط ادوارد جنر ابداع گردید.


۱۰- پاستور و میکروب
تاریخ: ۱۸۶۰
در سال ۱۸۶۰ شیمیدان برجسته فرانسوى لویى پاستور مبادرت به انجام آزمایشى با استفاده از لوله هایى با اشکال عجیب و غریب نمود که نه تنها تصورات قرون وسطایى در مورد حیات را کنار زد بلکه علت حقیقى بیمارى ها را نیز آشکار ساخت. قرن ها تصور مى کردند که حیات خود به خود از ماده مرده مثل گوشت در حال فساد به وجود مى آید. پاستور این تصور را خیالى بیش نمى دانست در عوض بر این باور بود که آنچه که ما مى بینیم در واقع آثار ناشى از میکروب هاى غیرقابل دیدن یا به اصطلاح ژرم در هواست.
او براى اثبات این نظر خویش لوله هاى آزمایش را پر از شیره گوشت پخته و جوشیده شده کرد که هریک تنها از طریق لوله اى به شکل S با هواى بیرون رابطه داشت. برطبق نظریه ایجاد خود به خودى حیات این اتفاق باید پس از مدت کوتاهى به شکلى معجزه آسا رخ دهد. ولى پس از ماه ها انتظار چنین اتفاقى رخ نداد. این براى پاستور کاملاً معنى دار بود. جوشاندن موجب کشته شدن هر ژرمى که در شیره گوشت وجود داشت شد و ژرم هاى جدید نیز به دلیل دهانه هاى لوله اى S مانند نتوانستند خود را به آنجا برسانند.
طرفداران ایجاد خود به خودى حیات کوشیدند با این ادعا که جوشاندن به هر صورت و به هر نحوى آن «نیروى حیاتى» اسرارآمیز موجب بروز حیات را از میان برده موضوع را پاسخ دهند لیکن پاستور جلوتر از آنها بود. او بعضى از دهانه هاى شیشه اى S شکل را شکست و منتظر ماند. بر طبق نظریه ایجاد خود به خودى حیات هیچ اتفاقى نباید مى افتاد چون نیروى حیات مرده بود. ولى شیره گوشت به تدریج کدر شد چه دیگر مانعى بر سر راه میکروب ها براى رسیدن به محتویات درون لوله هاى آزمایش نبود. پاستور ثابت کرد که نیروى حیات در واقع افسانه اى بیش نیست. از سوى دیگر آزمایش وى مبین قدرت میکروب هاى غیرقابل دیدن نیز بود. او بلافاصله از این کشف خویش در عمل استفاده کرد و با این کار صنعت ابریشم فرانسه با ابداع آزمونى براى یافتن کرم هاى ابریشم آلوده به این ژرم ها سود بسیار برد.