اَبا اِباد

اصل بر هم نهی دما زمان

اصل بر هم نهی دما زمان

فرض کنید می‌خواهید یک پیچ و مهره را سفت کنید. شما دو راه دارید، یکی اینکه‌ پیچ را نگه دارید و مهره را بچرخانید یا اینکه مهره را نگه دارید و پیچ را بچرخانید. شما کاری که برایتان راحت‌تر باشد را انجام می‌دهید و می‌دانید که این دو فرآیند، معادل یا هم‌ارز هستند و‌ به نتیجه‌ی یکسانی منتهی می‌شوند. به قول معروف چه حسن کچل، چه کچل حسن.

اما گاهی اوقات یکی از فرآیندها سخت‌تر از دیگری‌ست. مثلا می‌خواهید اثر مداد را با مداد پاک کن از روی کاغذ پاک کنید. باز هم دو راه دارید، یکی‌ اینکه کاغذ را ثابت نگه دارید و پاک کن را روی کاغذ عقب و جلو کنید تا اثر مداد پاک شود. راه دیگر این است که پاک کن را ثابت نگه دارید و کاغذ را زیر آن عقب و جلو‌ کنید تا اثر مداد را از روی کاغذ پاک کنید. اما شما هیچوقت نمی‌بینید که کسی روش دوم را انتخاب کند، چون روش دوم سخت‌تر است. کاغذ نازک است و اگر شما بخواهید آن را جلو‌ و عقب کنید، به خاطر اصطکاک با پاک کن، کاغذ چروک و مچاله می‌شود.

شما در تست‌های فیزیکی نیز با چنین مواردی روبرو می‌شوید. فرض کنید که شما یک پلیمر دارید که رفتاری الاستیک دارد. یک تست مکانیکی می‌تواند این باشد که شما ببینید اگر آن را فشار دهید یا اینکه دستتان یا یک هد حساس را روی تکه‌ی پلیمر، جلو‌ و عقب کنید، پلیمر چگونه تغییر شکل می‌دهد. چنین تستی، آنالیز مکانیک دینامیکی یا DMA نام دارد. ممکن است پلیمر با فشار شما سریعا تغییر شکل دهد، اما با برداشتن فشار، زود هم به حالت اول بازگردد، مثل لاستیک یک خودرو. یا اینکه پلیمر با فشار شما، به آرامی و سختی تغییر شکل دهد، اما با برداشتن فشار، دیگر به حالت اول بازنگردد، مثل کنترل تلویزیون که اگر آن را خم کنید، کنترل می‌شکند و به حالت اول نیز باز نمی‌گردد.

در حالت اول ما با یک پلیمر با الاستیسیته‌ی بالا روبرو هستیم و در حالت دوم ما با یک پلیمر با پلاستیسیته‌ی بالا روبرو هستیم. در حالت اول به آن ماده، ماده‌ی الاستیک می‌گوییم و در حالت دوم به آن ماده، ماده‌ی پلاستیک می‌گوییم. البته ما اینجا خیلی به جزئیات این تست DMA نمی‌پردازیم. شما بایستی با سرعت‌های مختلف دستتان یا آن هد را عقب و جلو کنید. اینجا منظور از این سرعت، فرکانس است. شما اگر بخواهید در هر ثانیه صد بار هد را جلو و عقب کنید (فرکانس صد هرتز) مشکلی وجود دارد. اما اگر بخواهید همین کار را صد هزار بار در ثانیه انجام دهید، این سرعت بسیار بالاست و دیگر دستگاه شما جواب این سرعت را نخواهد داد. حالا چکار می‌کنید؟

ما اینجا از اصلی تحت عنوان اصل برهم‌نهی دما-زمان (time-temperature superposition principle) استفاده می‌کنیم.

با توجه به این اصل، فرکانس و دما به نوعی با هم مرتبط هستند. شما اگر در همان سرعت پایین، پلیمر را سرد کنید، شبیه این است که فرکانس را افزایش داده اید. از طرف دیگر اگر پلیمر را گرم کنید، شبیه این است که فرکانس را کاهش داده اید. حالا شما به جای تغییر سرعت، خیلی راحت تنها دما را افزایش و کاهش می‌دهید. مثلا اگر در دمای منفی بیست درجه، فرکانس صد هرتز را اعمال‌ کنید، همانند این است که در دمای مثبت بیست درجه، فرکانس صد هزار هرتز را اعمال کرده باشید. این همان اصل چه حسن کچل، چه کچل حسن است.

– اَبا اِباد

دیدگاه‌ خود را بنویسید

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