اَبا اِباد

علت خاصیت کشسانی

علت خاصیت کشسانی

تقریبا اکثر خواص مکانیکی مواد را می‌توان در سطح اتمی و مولکولی توجیه کرد و نیازی به رفتن به سطوح زیراتمی نیست. مثلا خاصیت کشسانی یا الاستیسیته را در نظر بگیرید. همه‌ی ما از کودکی با این خاصیت آشنا هستیم. اتفاقا یکی‌ از تفریحات ما بازی با وسایلی بود که خاصیت کشسانی داشتند.

مثلا گاهی اوقات با کش‌های دور پول‌ها بازی می‌کردیم. گاهی اوقات کش را جایی قلاب می‌کردیم و می‌کشیدیم و ناگهان آن را رها می‌کردیم. من خودم از این کش‌ها برای اذیت کردن بقیه استفاده می‌کردم و انصافا وقتی کش برخورد می‌کرد، یک سوزش ناگهانی نیز ایجاد می‌کرد که خیلی خنده دار بود. گاهی اوقات نیز در حین این شیطنت‌ها، کش ناگهان پاره می‌شد و ضربه به دست خود آدم می‌خورد و آدم حسابی ضایع می‌شد.

عده‌ای هم از خاصیت کشسانی تیوب دوچرخه استفاده می‌کردند و تیر و کمان برای خودشان می‌ساختند. البته ما نیشابوری‌ها به جای تیر و کمان، از کلمه‌ی پلخمون (Palakhmoon جهت تلفظ صحیح) استفاده می‌کنیم. خب حالا نوستالژی بازی کافی‌ست و می‌خواهیم ببینیم که:

در سطح اتمی و مولکولی، چه اتفاقی می‌افتد که این مواد خاصیت کشسانی از خود نشان می‌دهند.

هر مولکول‌ از اتم‌هایی تشکیل شده که این اتم‌ها به کمک پیوندهای اتمی به هم متصل شده اند. در بعضی از این پیوندها که به عنوان پیوند کووالانسی شناخته می‌شود، طول پیوند قابل تغییر است. وقتی شما جسمی را از دو طرف می‌کشید، طول این پیوندها کمی زیاد می‌شود. اما این پیوندها تمایل دارند به حالت اولیه برگردند. به این علت که آن‌ها می‌خواهند به نقطه‌ی حداقل انرژی برسند. این نقطه‌ی حداقل انرژی نقطه‌ی تعادل است.

شما وقتی توپی را در یک حفره می‌اندازید، توپ درون حفره کمی بالا پایین می‌رود و بعد به پایین‌ترین‌ نقطه‌ی حفره می‌رود. چرا که پایین‌ترین سطح انرژی، همان نقطه‌ی تعادل است. اما در مورد مواد لاستیکی مثل همان تیوب دوچرخه یا دستکش آشپزخانه که ما برای ساخت پلخمون از آن استفاده می‌کردیم، یک اتفاق دیگر نیز در سطح مولکولی رخ می‌دهد که این تاثیرش از سطح اتمی بیشتر است و فقط در مواد خاصی دیده می‌شود.

این مواد عمدتا مواد پلیمری هستند و از زنجیره‌های بلند تشکیل شده اند.

اما این زنجیره‌های بلند به طور منظم در کنار هم قرار نگرفته اند، بلکه شبیه یک ظرف ماکارونی به صورت توده‌ای پیچیده درهم هستند. این توده‌ی ماکارونی مانند، در حالت تعادل و پایین‌ترین سطح انرژی قرار دارد. وقتی شما دو طرف لاستیک را می‌کشید، انگار که سرهای تعدادی رشته‌ی ماکارونی را گرفته‌اید و می‌کشید و این رشته‌ها ناگهان منظم‌ و موازی می‌شوند. اگر آن را رها کنید، دوباره ماکارونی‌ها به ظرف برمی‌گردند و باز در هم می‌پیچند. اگر زیاد بکشید، ماکارونی‌ها از ظرف خارج می‌شوند و کش پاره می‌شود.

این اتفاقی‌ست که برای پلخمون شما در سطح مولکولی رخ می‌دهد.

– اَبا اِباد

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *