VỦ TRỤ DẦU ĐỔI THAY NHƯNG ĐỊA CẦU VẪN TỒN TẠI.

VỦ TRỤ DÂU THAY ĐỔI NHƯNG ĐỊA CẦU VẪN TỖN TÁI.

Địa cầu chúng ta quay chung quanh mặt trời. Mặt trời ở gần mép trong dẫy sao Ngân Hà và quay quanh trung tâm của Ngân Hà với tốc độ khoãng 220 km/sec.Một vòng mất 225 triệu năm ánh sáng.

Đơn vị đo lường khoảng cách xử dụng trong ngành thiên văn học là năm ánh sáng gọi là year light viết tắt ly nghĩa là tốc độ của ánh sáng trong một giây là 300 ngàn km nhân với số giây của một năm.

Ngân Hà di chuyển trong không gian với tốc độ khoãng 300 km/sec về hướng chòm sao Virgo.

Chọn một đêm không có mây mù và không có trăng, chúng ta ra chỗ trống và không có đèn chiếu sáng, nhìn lên trời sẽ thấy có một dẫy sao sáng nằm ngang bầu trời. Đó là dẫy sao Ngân Hà gọi là Milky Way Galaxy.

Vì chúng ta ở trong Milky Way Galaxy nên muốn nhìn thái dương hệ thì hướng về chòm sao Orion.

Còn muốn nhìn trung tâm của Ngân Hà thì hướng về chòm sao Sagittarius.

Ba thành phần căn bản của Milky Way Galaxy

Milky Way Galaxy có 3 thành phần căn bản :                

* Disk  chứa chất khí, bụi và những sao còn trẻ gọi là young stars và những sao già nua old stars

* Halo không chứa chất khí và bụi. Halo chỉ chứa những sao rất già nua.Nhóm sao già nua nầy được gọi là globular clusters.

* Nucleus  là trung tâm chứa chất khí, bụi và chứa rất nhiều sao gồm trẻ lẫn già nhưng không nhìn được vì chất khí và bụi che khuất. Những sao già ở xa trung tâm.

Nucleus còn được gọi là Central Bulge. Có thể nói Nucleus chứa black hole.

Ngày thứ sáu  5-Oct-2012, Cơ quan NASA tuyên bố đã tìm thấy có một black hole nằm gần trung tâm của Milky Way Galaxy nhờ vệ tinh nhân tạo NASA’s Swift satellite phóng lên không gian ngày 20-Nov-2004 . Black hole nầy được NASA đặt tên là Swift J1745-26 .

Những sao ở trong Disk thì xoay theo quỷ đạo gần như vòng tròn ở trên một mặt  được coi gần như bằng phẳng của Milky Way Galaxy.

 Những sao ở trong Halo thì quay theo quỷ đạo ellipse và lộn xộn theo 3 chiều gọi là random oriented nên có nhiều sao chạy qua  Disk , chạy qua Nucleus , chạy lên phía trên và phía dưới mặt phẳng Disk.

 Halo và Nucleus có dạng hình khối cầu hơi xệp xuống. Các sao của Milky Way Galaxy được bố trí giống như hình xoắn ốc (spiral) trải rộng khõang 120 ngàn năm ánh sáng và dày khoãng 70 ngàn năm ánh sáng.

Vị Trí Của Mặt Trời Trong Milky Way Galaxy.

Trung tâm của Milky Way Galaxy vì nằm về hướng chòm sao ‘constellation Sagittarius’ cho nên chúng ta thấy sáng rực.

Từ trung tâm Nucleus, các nhà thiên văn quan sát thấy các sao sắp xếp thành hình cánh tay theo đường xoắn ốc nên dùng một tên chung cho mỗi đường là spiral arm.

Trong Disk của Milky Galaxy có 5 spiral arms . Spiral arm hướng về chòm sao nào thì lấy tên của chòm sao đó.

Norma arm, Santaurus-Crux arm, Sagittarius arm , Perseus  arm và Cygnus arm.

Bắt đầu từ trung tâm Nucleus là chòm sao Sagittarius, chúng ta nhìn theo hướng tây sẽ thấy Milky Way Galaxy băng qua các chòm sao có tên Scorpius, Ara, Norma, Triangulum Australe, Circinus, Centaurus, Musca, Crux, Carina, Vela, Puppis, Canis Major, Monoceros, Orion and Gemini, Taurus, Auriga, Perseus, Andromeda, Cassiopeia, Cepheus and Lacerta, Cygnus, Vulpecula, Sagitta, Aquila, Ophiuchus, Scutum, và trở về lại Sagittarius

Thái dương hệ của chúng ta quay một vòng quanh Milky Way Galaxy mất khoãng 225 triệu năm ánh sáng với tốc độ 220km/sec.

Mặt trời ở về hướng chòm sao Orion, cách xa Nucleus khoãng 26 ngàn năm ánh sáng và nằm giữa hai chòm sao Sagittarius và Perseus. ( Xem hình vẽ )

Năm Spiral Arms của Milky Way Galaxy

 Địa cầu có thể bị hủy diệt

* Theo nghiên cứu mới nhất của CARDIFF UNIVERSITY ( Research university in Cardiff, Wales, United Kingdom.) , thái dương hệ của chúng ta đang đi vào vùng nguy hiểm đầy đá có thể bị huỷ diệt ."potentially extinction-causing asteroids"

* Gáo sư Medvedev and Melott dạy tại University of Kansas ( public research university in Kansas / USA.) có đưa ra lý thuyết khi mặt trời vượt lên trên mặt phẳng Disk của Milky Way Galaxy thì không còn gì che đậy nên bị tấn công bởi nhiều phóng xạ cosmic ray làm cho sinh vật trên địa cầu bị tiêu diệt như thời kỳ khủng long gọi là “ dinosaur extinction.”

 Bản tin của NASA ngày 31-May-2012 cho biết :

Các nhà thiên văn của NASA cho biết chắc chắn Milky Way Galaxy và Andromeda Galaxy ở kế cận sẽ đập vào nhau.Tiên liệu nầy sẽ xãy ra trong vòng 4 tỷ năm nữa kể từ nay.

Lúc đó mặt trời sẽ bị đẩy bay đến một chỗ khác trong Milky Way Galaxy nhưng địa cầu và hệ thống thái dương hệ không bị huỷ diệt.

Hiện nay Andromeda Galaxy đang ở cách xa Milky Way Galaxy 2.5 triệu năm ánh sáng, đang lao tới Milky Way Galaxy do lực hấp dẫn lẫn nhau.

Làm thế nào để biết  Andromeda đang tiến tới Milky Way Galaxy ?

Quan sát màu trên quang phổ, nếu vật đi tới gần thì màu xanh blue hiện ra ở phần cuối quang phổ. Khi vật đi ra xa thì màu đỏ hiện ra.

TÌM HIỂU PHI THUYỀN “ESA-Gaia” ĐO KICH THƯỚC BA CHIỀU VÀ KHOẢNG CÁCH CỦA GALAXIES.

ESA : European Space Agency.

Gaia : Global Astrometric Interferometer for Astrophysics.

Sở hửu chủ của phi thuyền : Hoàn toàn của Âu Châu.

Ba đài thiên văn phụ trách điều khiển và theo dỏi phi thuyền :

Cebreros (Spain), Malargüe (Argentina), New Norcia (Australia).

Trọng lương của phi thuyền kể cà những gì chứa trong đó có 2 kinh viễn vọng (optical telescopes) : 1428kg.

Điện xử dụng : 1331 W của ánh sáng mặt trời.

Kích thước phi thuyền  : 4.6 m × 2.3 m .

Địa điểm phóng phi thuyền  : Kourou-Guiana thuộc địa cuả nước Pháp, Nam Mỹ Châu.

Hoả tiển phóng phi thuyền : SOYUZ ST-B/T (Soyuz-Fregat launcher)

Cao độ cua phi thuyền cách địa cầu : 1.5 triệu km

Ngày phóng  phi thuyền : 19-Dec-2013

Ngày phi thuyền tới cao độ mong muốn : 08-Jan-2014 và dự tính sẽ ngưng hoạt động vào năm 2022.

Công viêc của phi thuyền : Tạo bảng đồ gồm có 3 chiều của các ngôi sao trong Galaxy. Đo sự chuyển động (motions), độ chiếu sáng (luminosity), nhiệt độ ( temperature) và xác định thành phần cấu tạo (composition) của các ngôi sao.Nhờ đó chúng ta có thể biết được nguồn gốc của galaxy Ngân Hà.

PHI THUYỀN “ESA-Gaia” đã phát hiện Milkyway Galaxy và Galaxy Andromeda sẽ đụng nhau như hình vẽ.Rất phù hợp với nghiên cứu của NASA.

còn tiếp

CẤU TẠO CỦA LASER DIODE

1    Cách taọ laser diode.

Laser diode có hai thành phần chính được đặt tên là N-Type và P-type làm bằng kim loại gallium arsenide (GaAs) nối lại với nhau.Chổ nối được đặt tên là depletion region hoặc junction region.

Tại sao không xử dụng silicon rẻ tiền hơn gallium arsenide rất nhiều?Lý do là electrons di chuyển trong gallium arsenide nhanh hơn trong silicon và không gây ra tiêng động.

Depletion region chính là Gain Medium taọ ra laser.Nếu muốn có laser thi tại đây phải có thêm một miếng mỏng bằng chất gallium arsenide intrinsic.Nếu không có thì goị LED( Light Emitting Diode) chỉ phát ra ánh sáng mà thôi.

Thành phần N-type phải được trộn (doped) với pentavalent impurities (Arsenic,Bismuth có 5 valence electrons ) nên có nhiều electrons mang điện tích tự do dẫn địên, nhưng có rất ít lổ trống goị là hole.

Lổ trống là chổ electron từ đó bỏ ra đi rồi sẽ trở vễ lại.

Thành phần P-type phải được trộn với trivalent impurities( Aluminum, Boron có 3 valence electrons) nên có rẫt ít electrons, nhưng có nhiều lổ trống kéo electrons tới

Khi nối cực dương vào P-type và nối cực âm vào N-type thì electrons chạy qua lổ trống nên bóng đèn sáng vì có điện chạy qua diode.Nếu nối ngược lại thì đèn không chaý sáng vì điện không chạy qua diode. .

Đó là lý do gọi diode là bán dẫn semiconductor.

Nếu nối ba thành phần theo thứ tự  P-type / Intrinsic layer/ N-type trong một ống thuỷ tinh hay trong một cái hộp kín chân không có hai kính phản chiếu (một phản chiếu tối đa và một phản chiếu it ) sẽ có sóng laser xuất hiện ở vùng junction region.

Ánh sáng tạo ra tại vùng junction region được phóng tới và lui cả trăm lần giữa hai kính phản chiếu.. Junction region chính là Gain Medium taọ ra laser.

Trivalent Impurities dùng cho P-type: Aluminum (Al), Gallium (Ga) ,Boron (B) ,Indium (In) .

Pentavalent Impurities dùng cho N-type : Phosphorus (P), Arsenic (As), Antimony (Sb) ,Bismuth (Bi).

LASER DIODE IN GLASS CASE

  Dr Robert N. Hall  phát minh laser diode năm 1962 và có US Patent #3,245,002  April /5/1966).

TẠO RA ÁNH SÁNG LASER VỚI BA THÀNH PHÂN.

TẠO RA ÁNH SÁNG LASER VỚI BA THÀNH PHẦN.

Laser là chữ viêt tắt của Light Amplification By Stimulated Emission of Radiation.

NGUYÊN NHÂN LÀM HIỆN SÓNG PHÓNG XẠ TẠO RA ÁNH SÁNG LASER

Vòng tròn màu xanh là quỷ đạo của electron ở trạng thái bình thường goị là ground state có năng lượng Q1.Vòng tròn màu đỏ là quý đạo của electron ở trạng thái bị kích thích gọi là excited state có năng lương Q2 .Khi từ Q2 rơi xuống Q1 thì sẽ xuât hiện phóng xạ gọi emission of radiation có độ dài sóng của ánh sáng laser.Độ dài sóng thay đổi tùy theo đặc tính của gain medium.Nếu dùng ruby làm gain medium thì laser có độ dài sóng 694.3 nm

TÙY THEO ĐẶC TÍNH CỦA GAIN MEDIUM,CHÚNG TA CÓ NHỮNG ĐỘ DÀI SÓNG CỦA LASER NHƯ SAU.

( Bản liệt kê nầy của  Robert Aldrich Naval Surface Warfare Center, Dahlgren Division)

LASER TYPE	WAVELENGTH (Nanometers)
Argon Fluoride	193
Xenon Chloride	308 and 459
Xenon Fluoride	353 and 459
Helium Cadmium	325 - 442
Rhodamine 6G	450 - 650
Copper Vapor	511 and 578
Argon	457 - 528 (514.5 and 488 most used)
Frequency doubled Nd:YAG	532
Helium Neon	543, 594, 612, and 632.8
Krypton	337.5 - 799.3 (647.1 - 676.4 most used)
Ruby	694.3
Laser Diodes	630 - 950
Ti:Sapphire	690 - 960
Alexandrite	720 - 780
Nd:YAG	1064
Hydgrogen Fluoride	2600 - 3000
Erbium:Glass	1540
Carbon Monoxide	5000 - 6000
Carbon Dioxide	10600

NHỮNG PHƯƠNG PHÁP KÍCH THÍCH GAIN MEDIUM
 Biết rỏ nguyên lý nếu electron bi kích thích thi quỷ đạo của nó sẽ ờ vị trí có năng lượng cao khi rơi xuống quỷ đạo ở vị trí bình thường có năng lượng thấp sẽ làm xuất hiện phóng xạ goị là emission of radiation .Kích thích phóng xạ sẽ phát ra ánh sáng laser.
Áp dụng nguyên lý đó các khoa học gia đã tìm được những phương pháp kích thích electron như sau.
Dùng điện thế giữa hai địên cực dương và âm.
Dùng phương pháp nầy nếu chọn gas làm gain medium.

Thí dụ chọn Helium-Neon để có tia laser liên tục không bị gián đọan goi la continuous wave (cw).Loại laser nầy cho ánh sáng màu đỏ có độ dài sóng  632.8 nm và cũng có thể cho ánh sáng màu xanh và maù vàng.
Nhóm phát minh loại laser nầy là ‘Ali Javan and his associates W. R. Bennet and D. R. Herriott”.

Pha trộn 5 parts Helium với 1 part Neon trong một ống thuỷ tinh bít kín hai đầu.Ông thuỷ tinh có đường kính phù hợp thí nghiệm.Cần gắn thêm một ballast ở giữa điện cực dương và âm để ông thuỷ tinh được dùng lâu bền vì không bị chất bẩn trong gas bám dính..Nếu không dùng ống thuỷ tinh thì dùng ông bằng kim loại titanium để hút chất bẩn trong gas.Theo hướng dẫn thực tập nên chọn điện thế 14 volts sé có laser 0.62mW không bị chói mắt.

Loại laser nầy rất ổn định, giá rẻ, lâu bền tới 20.000 giờ nên được xử dụng rất phổ thông cho tới năm1990 thì bị cạnh tranh bởi một loại laser khác có tên là Solid State Laser dùng đất hiếm (rare earth) và Diode Laser. 
Solid state lasers mạnh hơn, nhanh hơn, có độ dài sóng ngắn hơn và tia sáng có chất lượng tốt.

ĐẤT HIẾM LÀ GÌ?
Đất hiếm ( rare earth) là một nhóm gồm có 17 kim loại được đặt tên như sau : “yttrium, Scandium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, and lutetium “.

Kim lọai của đất hiếm đầu tiên trên thế giới được đặt tên là yttrium.
Đó là tên của làng Ytterby nơi mà nhà hóa học Thuý Điển  Johan Gadolin đã tìm được nó vào năm 1794.
Năm 1907,  Georges Urbain tại France, Carl Auer von Welsbach nước  Austria và Charles James tại Hoa Kỳ nghiên cựu tách chất  ytterbium  ra làm hai phần khác nhau nên có thêm chất lutetium lấy tên nơi cư trú tại Paris của Georges Urbain ,

17 kim loại nầy có đặc tính gíống nhau và được tìm thấy ở cùng với nhau trong trạng thái oxde gọi "rare earth oxides” khi đào hầm mỏ. Đó là trạng thái bán trên thị trường quốc tế.

Năm 2018 giá bán :

Một tấn “Oxide of Neodymium” là 107,000 USD

Một tấn “Oxide of Europium” là 712,000 USD.

Màu sắc của một số REO.Bắt đầu từ màu đen theo chiều kim đổng hồ

Lý do giá bán quá cao vì công nghệ áp dụng đào hầm mỏ và trích lấy oxide rất khó khăn và phức tạp.

Quặng đất hiếm chỉ chứa 10 phần trăm chất Oxide Of Rare Earth gọi tắt là REO.Công ty khai thác phải nghiền nát đất hiếm thành bột rồi tách ra những chất không phải đất hiếm để có được 60 phần trăm REO mới có thể thu được kim loại nguyên chất (95–98 percent pure ) bằng các phương pháp tiếp theo sau đó được tóm lược như sau.

CHẾ BIẾN THÀNH KIM LOẠI TỪ 60 PHẦN TRĂM REO .

1-Trộn bột 60 phần trăm REO với 10 phần trăm HCL  sẽ hòa tan hết  carbonate Calci (CaCO₃).

2-Chất không hoà tan còn lại được đem ran nóng để làm oxy hoá chất  cerium ở trạng thái  Ce³⁺ thành trạng thái rất ổn định Ce^{4+  ..}

3-Sau khi để nguội lạnh,đem rửa lọc với HCL để làm hoà tan 6 chất sau đây.

lanthanum, praseodymium, neodymium, samarium, europium,  gadolinium,

Chất còn lại là cerium concentrate.

Cerium là chất mềm, cắt được bằng dao, có màu trắng cùa kim loại bạc nhưng gặp không khí thì mờ.

Lanthanum là kim khí duy nhất không có điện trở trong áp suật của khí quyển. Còn scandium, yttrium, cerium và lutetium sẽ không có địện trở khi ở trong áp suất cao.