وبلاگ

در طی چندین سال و با استدلال‌های بی‌شمار مدل‌های مختلفی برای بررسی و مطالعه ساختار هسته توسط فیزیكدانان نظری معرفی شده است، اما از آنجایی كه مدل‌های مختلف هسته‌ای در توصیف كامل خواص هسته ناموفق بوده‌اند. امكان پیشنهاد مدلی واحد برای مطالعه ساختار هسته از بین رفته است.

 

 

مدل شبكه‌ای FCC[1] در سال 1937 توسط ویگنر[2] مدل‌سازی شده است]2.[ از آنجایی كه این مدل توانایی بازتولید خواص مدل‌های ذره مستقل[3]، قطره مایع[4] و خوشه‌ای[5] را دارا می‌باشد. ادامه این فصل به معرفی این مدل‌ها اختصاص یافته است. همچنین در فصل دوم به طور كامل مدل شبكه‌ای FCC را معرفی كرده ایم. معیار سنجش هر مدل شرح كامل خواص هسته‌ای و توافق مناسب با داده‌های تجربی می‌باشد، بنابراین در فصل سوم خواص هسته را از طریق این مدل مطالعه نموده ایم.  هدف اصلی معرفی این مدل ایجاد هسته از طریق مدل شبكه‌ای FCC و بررسی كارآمد بودن این مدل در برهم‌كنش یون‌های سنگین می باشد. در نتیجه، بعد معرفی سایر مدل‌ها نظیر مدل دابل-فولدینگ[6] و پتانسیل باس[7] برای محاسبه پتانسیل هسته‌ای با استفاده از نیروی برهم‌كنش نوكلئون- نوكلئون M3Y-Paris و توزیع نوكلئون‌ها از طریق این مدل پتانسیل هسته‌ای را محاسبه كرده‌ایم. بنابراین فصل چهارم این تحقیق به بررسی محاسبه پتانسیل هسته‌ای و سطح مقطع همجوشی واكنش‌های ،  و نتیجه‌گیری اختصاص یافته است.

 

 

2-1- معرفی مدل های هسته ای

 

 

از جمله مدل‌های متداول برای مطالعه ساختار هسته مدل‌های ذره مستقل و مدل دسته‌جمعی[1] می‌باشد.

 

 

مدل ذره مستقل: در مدل ذره مستقل ذرات در پائین‌ترین مرتبه صورت مستقل در یك پتانسیل مشترك حركت می‌كنند. مانند مدل لایه‌ای[2].

 

 

مدل دسته­ جمعی: در مدل دسته‌جمعی یا برهم‌كنش قوی، به علت برهم‌كنش‌های كوتاه‌برد و قوی‌بین نوكلئون‌ها، نوكلئون‌ها قویاً به یكدیگر جفت می‌شوند. مانند مدل قطره مایع]3[.   

 

 

1-2-1- مدل قطره مایع

 

 

از جمله مدل‌های اولیه برای مطالعه ساختار هسته مدل قطره مایع می‌باشد كه توسط بور[1] وفون وایكسر[2] از روی قطره‌های مایع پیشنهاد شده است. در این مدل هسته بصورت قطرات مایع باردار تراكم‌ناپذیر با چگالی زیاد درنظر گرفته می‌شود كه همچون مولكول‌ها در یك قطره مایع دائماً در حال حركت كاتوره‌ای می‌باشند و هسته تمامیت خود را با نیروهای مشابه كشش سطحی قطره مایع حفظ می‌كند. این مدل برای بیان روند تغییر انرژی بستگی نسبت به عدد اتمی و واكنش هسته‌ای مفید می‌باشد.

 

 

مدل قطره مایع برای این سوال كه چرا بعضی از نوكلئیدها مانند  با نوترون‌های كند شكافته می‌شوند و برخی دیگر  نوترون‌های سریع پاسخ ساده‌ای دارد كه علت آن را انرژی فعال‌سازی بیان می‌كند، یعنی حداقل میزان انرژی كه هسته بتواند به قدر كافی تغییر شكل دهد. تغییر شكلی كه نیروهای رانش الكتریكی بتواند بر نیروهای جاذبه الكتریكی غلبه كند. این مقدار انرژی فعال‌سازی را می‌توان به یاری تئوری ریاضی مدل قطره مایع محاسبه نمود كه رابطه تعمیم یافته و كلی انرژی بستگی را می‌دهد. یكی از مهمترین واقعیت‌های موجود در هسته ثابت بودن تقریبی چگالی هسته است. حجم یك هسته با عدد A (تعداد نوكلئون) متناسب می‌باشد و این واقعیتی است كه در مورد مایعات نیز صادق می‌باشد.

 

 

در شکل (1-1) متوسط انرژی بستگی بر حسب نوکلئون رسم شده است. نظم و ثبات انرژی بستگی به ازای هر نوکلئون بصورت تابعی از عدد جرمی A و ثابت بودن چگالی هسته ای منجر به ارائه فرمول نیمه تجربی جرم و پیشنهاد مدل قطره مایع توسط وایسکر شد.

 

 

نخستین واقعیت لازم برای رسیدن به یک فرمول برای جرم، ثابت بودن تقریبی انرژی بستگی به ازای هر نوکلئون برای  50  است، بنابراین انرژی بستگی متوسط برای یک هسته نامتناهی بدون سطح باید دارای مقدار ثابتی مثل  باشد، که همان انرژی بستگی ماده هسته ای است .از آنجایی که تعداد A ذره در هسته وجود دارد سهم حجمی آن  ، در انرژی بستگی به صورت زیر می باشد.                                     .

 

 

نوکلئون های سطحی پیوندهای کمتری دارند و اندازه متناهی یک هسته حقیقی منجر به یک جمله  به صورت رابطه زیر در انرژی بستگی می

 گرددکه متناسب با سطح هسته بوده و انرژی بستگی را کاهش می دهد،

 

 

(1-2)                                                                                               .

 

 

انرژی کولنی ناشی از نیروی دافعه الکتریکی است که بین هر دو پروتون وجود دارد. برای سادگی فرض شده است، پروتون ها به صورت یکنواخت در سراسر کره ای به شعاع  توزیع شده اند، با استفاده از معادله انرژی کولنی، ، سهم کولنی در انرژی بستگی به صورت زیر خواهد شد. از آنجایی که این انرژی باعث کاهش انرژی بستگی هسته ای می شود با علامت منفی در رابطه زیر قرار داده می شود،

 

 

انرژی تقارنی از اصل طرد ناشی می شود، زیرا این اصل برای آنکه هسته ای بخواهد نوعی از نوکلئون را بیشتر از نوع دیگر داشته باشد انرژی بیشتری مطالبه می کند، که عبارت تقریبی آن به صورت زیر است،

 

 

(1-4)                                                                                  .

 

 

با ترکیب نمودن روابط فوق انرژی بستگی به ازای هر نوکلئون رابطه ای که وایسکر پیشنهاد کرد به صورت زیر خواهد شد]4[،

 

 

(1-5)                                                                                                                  

 

 

 مقادیر ثابت در این روابط با برارزش انرژی‌های بستگی مشاهده شده در آزمایش‌ها تعیین می‌شود.

 

 

2-2-1- مدل پوسته ای

 

 

در مدل پوسته‌ای فرض بر این است كه پوسته‌ها با پروتون‌ها و نوترون‌هایی كه انرژی‌شان بترتیب افزایش می‌یابد پر می‌شود. علی رغم جاذبه شدید بین نوكلئون‌ها كه انرژی بستگی را ایجاد می‌كند حركت نوكلئون‌ها مستقل از یكدیگر بوده و این تناقض ظاهری توسط اثرهای ناشی از طرد پائولی از بین می‌رود زیرا این اصل بشدت امكان برخورد نوكلئون‌ها را محدود می‌سازد.

 

 

خواص هسته‌ای متعددی نشان داده است كه برای مقادیر خاصی از نوترون و پروتون رفتاری ناپیوسته از هسته بروز می‌كند كه منجر به پیشنهاد ساختار پوسته‌ای برای هسته‌ها شد. ناپیوستگی‌ها تماماً وقتی یافت می‌شود كه نوترون یا پروتون مقادیر 2، 8، 20، 28، 50، 82، 126 را داشته باشند. این مقادیر را اعداد جادویی گویند. مطالعات تجربی صورت گرفته بر روی هسته‌های با مقادیر N و Z فوق نشان داده است كه این هسته‌ها پایدارترند و انرژی بستگی‌شان نسبت به هسته‌های كاملاً نظیرشان بیشتر می‌باشد.

 

 

برخی شواهد تجربی وجود ساختار پوسته‌ای هسته را می‌توان از  فراوانی نسبی ویژه هسته‌های زوج- زوج مختلف در شكل (1-2) كه به صورت تابعی از عدد اتمی A برای 50  رسم شده است بدست آورد.  ویژه هسته‌هایی كه برای آنها N مساوی 50 و 82 و 126 است، سه قله مشخص تشكیل می‌دهند. در حال حاضر این اعداد توسط مدل پوسته‌ای بخوبی توضیح داده شده‌اند.

 

 

مدل پوسته‌ای بر اساس مكانیك كوانتومی ساخته و پرداخته شده است و در موارد زیر از جمله بررسی خواص نوكلئیدهایی كه موجب گسیل ذرات آلفا، بتا و فوتون‌های گاما می‌شوند و بیان چگونگی میدان الكتریكی و مغناطیسی اطراف هسته‌ها موفق بوده است ولی این مدل برای توضیح عمل شكاف كمكی نمی‌كند]1،3[.

 

 

3  . N. Bohr

 

 

4  . F. Von Weizsacker

 

 

1  . Collective

 

 

2  . Shell Model

 

 

1  . Face-Center-Cubic

 

 

2  . Wigner

 

 

3  . Independent Particle Model  (IPM)

 

 

4  . Liquid Drop Model (LDM)

 

 

5  . Cluster Model

 

 

6  . Double Folding

 

 

7  . VBass

ساختارها نمایش واقعی از واقعیت نیستند؛ بلكه مدل‌های شناختی از واقعیتند. ساختارها بخش‌هایی از شهر هستند كه مدل‌های ذهنی از شهر را ایجاد می‌كنند. در حقیقت بخش عمده‌ای از تصور ذهنی مردم از شهر به ساختار اصلی آن باز می‌گردد. مردم یك شهر قادرند مهم‌ترین و اصلی‌ترین عناصر و فضاهای آن را شناخته و پیوند و ارتباطی بین این اجزا و عناصر در ذهن خود برقرار سازند. به بیانی دیگر اگر فرض كنیم كه واقعیتی كه ما با آن سروكار داریم یك شهر باشد، روابط حاكم میان مهم ترین عناصر شهر قابل ادراك بوده و باعث آن می‌گردد كه ما ساختاری از آن روابط حاكم در ذهن خود ترسیم كنیم.

 

 

این تصویر به وسیله‌ی اطلاعاتی كه فرد از محیط دریافت می‌كند، ساخته می‌شود. در حقیقت شهر سرچشمه‌ی اصلی اطلاعات است. با این حال انسان تحت تاثیر فقط یك محرك یا فرستنده قرار نمی‌گیرد. بلكه مجموعه‌ای از اطلاعات از فرستنده‌ها در زمان‌ها و مكان‌های مختلف، به انسان ارسال می‌شود. لذا فرد در مواجهه با محیط خود با سیلی از اطلاعات روبه روست كه برای درك آن به مرتب كردن آنها می‌پردازد و هر جز از این اطلاعات را در محل خود قرار می‌دهد. به عبارتی انسان در هر زمان و هر فضا تنها بخشی از اطلاعات محیط را در ذهن خو ثبت می‌كند. آنچه را كه انسان از محیط می‌داند از بسیاری جهات با واقعیت متفاوت است. زیرا نه تنها شناخت انسان از محیط انتخابی بوده، بلكه به دلیل محدودیت‌های بیولوژیك‌اش نمی‌تواند كلیه‌ی اطلاعات ارسالی را ادراك و پردازش كند. لیكن همین اطلاعات محدود تصویر كامل و جامعی، هرچند نادرست و غیرواقعی از محیط اطراف به دست می‌دهد. فرض اصلی بر این است كه مردم اطلاعات را به صورت یك ساختار كاملا مرتبط با اطلاعات مربوطه، در تصویر ذهنی خود از شهر سازماندهی می‌كنند. انسان از مجموعه اطلاعات رسیده تنها به تجزیه و تحلیل آنهایی می‌پردازد كه به او بهترین امكان را برای كنترل محیط می‌دهند. لذا ذهن انسان به طور ناخودآگاهانه به ساده كردن محیط اطراف خود پرداخته تا بدین وسیله بتواند حجم اطلاعات را كاهش داده و محیط را آسان تر درك كند.

 

 

شناخت محیط مستلزم چیزی بیشتر از شناخت عناصر و فضاهاست. آگاهی از چگونگی پیوند و ارتباط بین آن‌ها نیز ضروری است. بنابراین برای ایجاد آگاهی از محیط نه تنها به تصاویر ذهنی نیاز است بلكه این تصاویر باید با یكدیگر در ارتباط باشند. مجموعه‌ای از چنین تصاویر مرتبطی، یك تصویر ذهنی را به وجود می‌آورد كه پیوندی بین فرآیند فكر انسان و محیط برقرار می‌سازد. در این فرآیند، انسان داده‌های دریافتی از محیط را در ذهن منظم كرده و علاوه بر اجزای محیط، نظم یا رابطه‌ی میان آن‌ها را نیز در ذهن خود به تصویر كشیده و به آن معنا می‌بخشد.

 

 

در چنین تصویری همواره مكان‌ها یا نقاط پررنگی در ذهن وجود دارد كه صحنه‌ی رویدادها و تجربه‌های بسیار مهم زندگی اوست و دیگر چیزها (دیگر فضاها) به دور این مكان‌ها و نسبت به آنها تعریف و متصور می‌شود.

 

 

بر این اساس لازم است برای دستیابی به ساختار شهر، تصویر ذهنی مردم مورد توجه قرار گرفته و با استخراج عناصری كه در تصویر ذهنی مردم اهمیت یافته اند، عناصر و روابط ساختار فضایی شهر را تشخیص داد و در جهت ارتقاء كیفیت محیطی به كار گرفت.

 

 

عملی

 

 

کرمان شهری با تاریخ پر فراز و نشیب و مردمانی سختکوش در دل کویر که به گفته فرد ریچاردز غیر از شهر تبریز که در مرز شمال ایران واقع شده به هیچ شهری در این کشور به اندازه شهر کرمان از منجنیق فلک سنگ نباریده است.

 

 

کرمان منسوب است به کرمان بن هیتال بن ارنخشدین سام بن نوح(ع) که در داستان‌های اساطیری، کرمان به کرمی (ابریشمی) منسوب است که هفتواد نام داشته است.

 

 

حکایت آن یعنی حکایت کرم و پشم ریسی دختران هفتواد را فردوسی شاعر حماسه سرای ایران به نظم در آورده است.

 

 

یکی دژ بکندند بر تیغ کوه                                 شد آن شهر با او همه همگروه

 

 

چو یک چند بگذشت بر هفتواد                          مرا آن حصن را نام کرمان نهاد

 

 

بر اساس منابع و اسناد تاریخی ساخت تاریخی و شکل‌گیری شهر کرمان به شرح زیر است.

 

 

1- عهد هخامنشیان و پیش از آن: شکل‌گیری قلعه دختر بر بالای کوهی که نخستین آثار شهر کرمان در پای آن تشخیص داده شده است. 

 

 

2-دوره ساسانی: شکل‌گیری قلعه دیگری بر بلندی تپه مقابل قلعه دختر به نام قلعه اردشیر.

 

 

1و 2 شکل‌گیری هسته شهر به عنوان یک قلعه محصور به مرکزیت قلعه دختر و بعد قلعه اردشیر (در اثر توسعه آن)، ساکنان شهر هنوز داخل قلعه جای ندارد بلکه در بیرون قلعه به صورت نابسامان زندگی می‌کنند، قلعه به وسیله خندقی عمیق از محل زندگی مردم جدا شده. اجزای تشکیل دهنده شهر را در این دوره معبد، قلعه، خانه‌های طبقه برگزیده، حصار و خندق که بر جدایی خود از ناحیه دیگر تاکید می‌کند، تشکیل می‌دهد. 

 

 

3- با ورود اسلام قلاع ساسانی چه مذهبی و چه نظامی فرو می‌ریزند و این مهمترین حادثه در بنیان گذاری سازمان نوین در شهر است. لذا شهر کرمان در سده نخستین هجری در جوار حصارهای شهر قدیمی و به دور از قلعه دختر و قلعه اردشیر علیرغم ارزش‌های دفاعی آنها به سوی دشت غربی مستقر می‌شود. 

 

 

4- در قرن دوم و سوم هجری ابتدا حصار جدید شهر که محله‌های جدید را نیز شامل می‌شود، شکل می‌گیرد در این دوره کسی از شهروندان بیرون دروازه‌ها رها نمی‌شود. 

 

 

5- در قرن چهارم ملک تورانشاه سلجوقی محله شاه عادل را برای استقرار سپاهیان مسجد جامع ملک، بازار، گرمابه، خانقاه و کتابخانه مرکز جدید شهر را می‌سازد.

 

 

تلاش حاکم سلجوقی برای انتساب شهر کرمان به خود و زدودن خاطره حکومت قبلی، مبتنی بر توسعه است لکن نظامی که او بدان تمسک می‌جوید همان سازمان گذشته شهر است که اینک مرکز آن جابجا شده است.

 

 

6- در قرن هفتم، حاکمان قراختایی از یک سو برای پاسخ به نیاز جمعیت جدید به توسعه شهر و از سوی دیگر ثبت حاکمیت خود بر تارک شهر، محله ترک آباد را در شمال غرب شهر آن روز سامان می‌دهند. مرکز جدید شهر نیز این بار کل کوچک و مستقلی شامل مقبره براق حاجب، مدرسه، مارستان درب خبیص، بازار، مسجد و آب انبار است.

 

 

7- در قرن هشتم، امیر محمد مظفر با تسخیر کرمان، حکومت جدید را بنیان می‌نهند. وی مسجد جامع قدیم در دروازه شرقی کرمان را مرکز جدید شهر قرار میدهد. سیاست وی برای تبلور تغییر حکومت، جابجایی مرکز از منتهی الیه غربی به لبه شرقی شهر است.

 

 

8- گنجعلی خان حاکم صفوی کرمان در قرن دهم، مرکزیت جدید را در مجموعه تازه احداث در قلب فرسوده شهر بنیان می‌گذارد تا بدین طریق موجبات ایحیا شهر را فراهم آورده باشد. مجموعه‌ای مرکب از میدان، بازار، مسجد، حمام، ضرابخانه و آب انبار. در عین حال، سازمان فضایی همچنان تداوم سنت قبلی است.

 

 

9- وکیل الملک در عهد قاجار نیز مرکز جدید شهر را در جوار مرکز صفوی بنا می‌کند. این روایت تا دوره معاصر آن که با تغییر اندیشه

 روشنفکران مدرسه‌ای در کسوت مشاوران رضاخان دچار دگرگونی بنیادین شد، به همان شیوه و سبک سنتی خود باقی بود.

 

 

در این پایان نام تلاش خواهد شد تا لایه تاریخی ساختار کرمان و جایگاه آن در عینیت و ذهنیت و نقش ادراکات ذهنی و شکل‌گیری تصویر ذهنی از لایه‌ی تاریخی ساختار شهر مورد بررسی قرار گرفته و در جهت ارتقاء کیفیت ساختار و هویت بخش به آن به کار گرفته شود.

 

 

2-1- هدف های تحقیق

 

 

1-2-1- هدف کلان

 

 

نظری:

 

 

تبیین نقش ادراک ذهنی در تعریف ساختار شهر

 

 

عملی:

 

 

ارتقا كیفی ساختار شهر کرمان، به وسیله باز تعریف لایه تاریخی ساختار شهر، از طریق بازشناخت ادراکات ذهنی شهروندان.

 

 

2-2-1- اهداف خرد

 

 

نظری:

 

 

1- منظم کردن داده‌های دریافتی و ادراک شونده از تصویر ذهنی به وسیله برقراری نظم یا رابطه در اجزاء تشکیل دهنده لایه تاریخی ساختار شهر

 

 

2- ارتقاء لایه تاریخی ساختار از طریق بررسی تصویر ذهنی مردم و رسیدن به تصویر ذهنی مشترک آنها

 

 

عملی:

 

 

1- شناخت لایه تاریخی ساختار شهر کرمان از طریق تجزیه آن به اجزاء و عناصر تعیین شده و ارتباطات اصلی میان آنها

 

 

2- باز تعریف لایه تاریخی ساختار شهر کرمان از طریق بررسی اجزا، عناصر و ارتباطات آن در تصویر ذهنی مشترک مردم شهر.

 

 

کمک به ارتقاء لایه تاریخی ساختار شهر کرمان از طریق برقراری پیوند بین تصویر ذهنی مشترک مردم و اجزاء و عناصر لایه تاریخی ساختار. 

 

 

3-1- اهمیت موضوع تحقیق و انگیزش انتخاب آن

 

 

«ساخت شهرها یكی از دستاوردهای بزرگ بشری و فرم كالبدی شهر توسط تصمیم‌گیری مردمی كه در آن زندگی می‌كنند تعیین می‌شود. (ادموند بیكن)»

 

 

نظری:

 

 

ساختار شهر فرصتی پدید می‌آورد كه تمام عملكردهای شهری و انواع ارتباطات انسانی در یك شبكه درهم تنیده شده و نزدیك به هم قرار گیرد. از طریق ایجاد تصویر ذهنی قوی مردم شهر قادر خواهند بود مهمترین و اصلی ترین عناصر و فضای آن را شناخته و پیوند و ارتباطی بین این اجزا و عناصر در ذهن خود برقرار سازند.

 

 

توجه به ساختار و تصویر ذهنی از آن امتیازی برای شهر در بافت كهن آن است، زیرا فعال بودن مجموعه‌های كهن شهری و ساماندهی هویت اصلی شهر به ویژه در پیوند با بافت قدیم آن در صورتی حائز اهمیت بوده و موفق خواهد بود كه با تكیه بر یك پیوند نامرئی و متقابل شهروندان و دلبستگی‌های آنان به ارزشهای مشترك در تصاویر ذهنی شان از شهر صورت گیرد.

 

 

ساختار شهر و تصاویر ذهنی قوی شكل گرفته از آن می‌توانند موجد خوانایی شهر و تمایز آن شده و بیان كننده هویت ملی و برانگیزاننده احساس غرور در مردم شهر باشند با بررسی ساختار اصلی شهرها و درك قانون مندی‌های توسعه و تكامل آن می‌توان تاثیر عمده‌ای در احیا و بهبود وضع شهر گذاشت، زیرا اجزا و عناصر پدیدآمده در تاریخ تحول و تكامل شهر امكانات بالقوه بسیار برای تجدید حیات داشته و می‌توانند در هویت بخشی به شهر و تقویت شبكه نمادین آن نقش ویژه داشته باشند.

 

 

شهرهای سنتی كویری همچون كرمان مانند سایر شهرهای ایران از ابتدای قرن هجری حاضر در معرض تحولات شدید كالبدی قرار داشته‌‌اند كه با آهنگ تحولات تاریخی و تدریجی این سكونت گاه‌های ارگانیك تفاوت فاحشی دارد. ابتدای قرن چهارم هجری مدرنیزاسیون سطحی و ناقصی كه كانون توجه اش عمدتا بر ایجاد تحولات و مدرنیزه نمودن كالبد ظاهری شهرها قرار گرفت دگرگونی‌های عمیق و ناخواسته‌ای را در شهرهای ایران پدید آورد مدرنیزاسیون كالبدی مذبور كه در قالب امواج پی در پی (نظیر قانون توسعه و تعریض معابر در سال 1312 یا تهیه و تصویب طرح‌های جامع شهری از دهه 1340 به بعد و تهیه طرح‌های شهری دیگری از قبیل طرح‌های آماده سازی در دهه‌های بعدی تحول چارچوبی را در انگاره شهر سنتی كویری ایرانی سبب شده است.

 

 

بررسی مداخلات كالبدی مدرن در شهرهای كویری نشان می‌دهد كه اقدامات مذبور طی چند دهه گذشته سبب شده ساختار كالبدی شهرها به شكل چشم گیری انطباق محیطی خود را از دست بدهند.

 

 

طرح‌های جامع شهری در كنار تشویق رشد كم تراكم شهر از طریق تحمیل مقررات زونینگ و تفكیك عملكردهای اصلی شهری (همچون مراكز كار، نواحی مسكونی و. . . ) به استفاده هرچه بیشتر از وسیله نقلیه موتوری دامن زده و موجب از هم گسیختگی بیشتر این گونه شهرها شده است كه در تقابل با وضعیت طبیعی شهرهای سنتی كویری است.

 

 

برای جلوگیری از افزایش نابسامانی‌ها در شهر ضرورت دارد اقدامات منفرد و پراكنده‌ در ارتباط با یكدیگر قرار گرفته و ساختار واحد و یكپارچه در كلیت شهر به وجود آورده و بین محورها و عناصر تاریخی و كاركردهای مهم كنونی در گسترده شهر پیوندی ظریف اما ناگسستنی ایجاد نموده و به مدد پیش بینی یك ساخت مشخص برای شهر استقرار عناصر شهری اتفاقی را در سازمان فضایی و كالبدی شهر منتفی ساخت. برای افزایش دلبستگی شهروندان به شهر و آگاه نمودن آنها از محیط شهری (كه بر اثر بی توجهی به ساختار كهن شهرها تضعیف گردیده) ضروری است كه از طریق ساماندهی محیط كالبدی اقدام شود.

 

 

عملی:

 

 

بازشناسایی و تبلور مجدد ادراکات ذهنی مردم در کالبد شهر کرمان با تاریخ چندین هزار ساله می‌تواند در بهبود و تعریف دوباره ساختار شهر و جلوگیری از افزایش نابسامانی‌ها و اقدامات منفرد و پراکنده در لایه تاریخی ساختار و هویت بخشی به بافت ارزشمند تاریخی کرمان که در شرف نابودی است موثر واقع گردد.

1-1 –معرفی سیگنال صحبت
صحبت در اثر دمیدن هوا از ریه ها به سمت حنجره و فضای دهان تولید می‏شود. در طول این مسیر در انتهای حنجره، تارهای صوتی[1] قرار دارند. فضای دهان را از بعد از تارهای صوتی ، لوله صوتی[2]  می‏نا مند كه در یك مرد متوسط حدود cm 17 طول دارد . در تولید برخی اصوات تارهای صوتی كاملاً باز هستند و مانعی بر سر راه عبور هوا ایجاد نمی‏كنند كه این اصوات را اصطلاحاً اصوات بی واك [3]  می‏نامند. در دسته دیگر اصوات ، تارهای صوتی مانع خروج طبیعی هوا از حنجره می‏گردند كه این باعث به ارتعاش درآمدن تارها شده و هوا به طور غیر یكنواخت و تقریباً پالس شكل وارد فضای دهان می‏شود. این دسته از اصوات را اصطلاحاً باواك[4]  می‏گویند.
فركانس ارتعاش تارهای صوتی در اصوات باواك را فركانس Pitch و دوره تناوب ارتعاش تارهای صوتی را پریود Pitch می‏نامند. هنگام انتشار امواج هوا در لوله صوتی، طیف فركانس این امواج توسط لوله صوتی شكل می‏گیرد و بسته به شكل لوله ، پدیده تشدید در فركانس های خاصی رخ می‏دهد كه به این فركانس های تشدید فرمنت[5]  می‏گویند.
از آنجا كه شكل لوله صوتی برای تولید اصوات مختلف، متفاوت است پس فرمنت ها برای اصوات گوناگون با هم فرق می‏كنند. با توجه به اینكه صحبت یك فرآیند متغییر با زمان است پس پارامترهای تعریف شده فوق اعم از فرمنت ها و پریود Pitch در طول زمان تغییر می‏كنند به علاوه مد صحبت به طور نامنظمی از باواك به بی واك و بالعكس تغییر می‏كند. لوله صوتی ، همبستگی های زمان-كوتاه  ، در حدود 1 ms ، درون سیگنال صحبت را در بر می‏گیرد. و بخش مهمی از كار كدكننده های صوتی مدل كردن لوله صوتی به صورت یك فیلتر زمان-كوتاه می‏باشد. همان طور كه شكل لوله صوتی نسبتاً آهسته تغییر می‏كند، تابع انتقال این فیلتر مدل كننده هم نیاز به تجدید[6] ، معمولاً در هر 20ms یکبارخواهد داشت.
در شكل (1-1 الف) یك قطعه صحبت باواك كه با فركانس 8KHz نمونه برداری شده است  دیده می‏شود. اصوات باواك دارای تناوب زمان بلند به خاطر پریود Pitch هستند كه نوعاً   بین 2ms تا 20ms می‏باشد. در اینجا پریود Pitch در حدود 8ms یا 64 نمونه است. چگالی طیف توان این قطعه از صحبت در شكل (1-1 ب) دیده می‏شود[3].
اصوات بی واك نتیجه تحریك نویز مانند لوله صوتی هستند و تناوب زمان- بلند اندكی را در بر دارند ، همانگونه كه در شكل های (1-1 ج) و (1-1 د) دیده می‏شود ولی همبستگی زمان كوتاه به خاطر لوله صوتی در آنها هنوز وجود دارد.
[1]  Vocal Cords
[2] Vocal Tracts
[3] Unvoiced
[4] Voiced
[5] Formant
[6]  Update
-2- مدل سازی  پیشگویی خطی
روش كدینگ پیشگویی خطی (LPC[1])  مبتنی بر مدل تولید صحبت در كد كننده های صوتی می‏باشد كه در اینجا در شكل (1-2) نشان داده شده است. برای استفاده از مدل لازم است كه معلوم شود سیگنال با واك است یا بی‏واك و اگر با واك است پریود Pitch مجاسبه گردد. تفاوت اصلی بین LPC و سایر كدكننده های صوتی  در مدل كردن لوله صوتی است. در تحلیل LPC ، لوله صوتی به صورت یك فیلتر دیجیتال تمام قطب در نظر گرفته می‏شود.[4,1].
شكل (1-2): مدل تولید صحبت در LPC
با شركت دادن بهره G در این فیلتر داریم:
كه در آن p مرتبه فیلتر است. اگر S(n) خروجی فیلتر مدل صحبت  و e(n) تحریك ورودی باشد، معادله فوق را در حوزه زمان به صورت زیر می‏توان نوشت:
به عبارت دیگر هر نمونه صحبت به صورت تركیب خطی از نمونه های قبلی قابل بیان است و این دلیل نام گذاری كدینگ پیشگویی خطی (LPC) می‏باشد.
1-2-1- پنجره كردن سیگنال صحبت
روش LPC هنگامی دقیق است كه به سیگنالهای ایستان[2] اعمال شود، یعنی به سیگنالهایی كه رفتار آنها در زمان تغییر نمی‏كند. هر چند كه این موضوع در مورد صحبت صادق نیست، اما برای اینكه بتوانیم روش LPC را بكار ببریم، سیگنال صحبت را به قسمت های كوچكی

 بنام   “فریم” تقسیم می‏كنیم كه این فریم ها شبه ایستان هستند. شكل (1-3) مثالی از قسمت بندی سیگنال صحبت را نشان می‏دهد. این قسمت بندی با ضرب كردن سیگنال صحبت  S(n) ، در سیگنال  پنجره W(n) انجام می‏شود.

شكل (1-3) : قسمت بندی سیگنال صحبت
معروف ترین انتخاب برای پنجره ، پنجره همینگ (Hamming) به صورت زیر است:
در اینجا N ، طول پنجره دلخواه به نمونه و عموماً در محدوده  160-320 انتخاب می‏گردد          كه 240 یك مقدار نوعی می‏باشد . در شكل (1-4) چند پنجره معروف نشان داده شده است.
معمولاً پنجره های متوالی برروی هم همپوشانی دارند و فاصله بین آنها را پریود فریم می‏گویند. مقادیر نوعی برای پریود فریم 10-30ms می‏باشد. این انتخاب به نرخ بیت و كیفیت صحبت دلخواه ما بستگی خواهد داشت. هر چه پریود فریم كوچكتر باشد، كیفیت بهتری خواهیم داشت.

 

 

شكل (1-4): نمایش چند پنجره معروف

 

 

1-2-2- پیش تاكید سیگنال صحبت
شكل (1-5) یك توزیع طیفی نمونه سیگنال صحبت را برای اصوات باواك نشان می‏دهد. با توجه به افت طیف در فركانس های بالا وضعیف بودن فركانس های بالا در طیف صحبت ، تحلیل  LPC در فركانس های بالا عملكرد ضعیفی خواهد داشت. برای تقویت مؤلفه های فركانس بالا صحبت ، آن را از یك فیلتر بالا گذر با تابع انتقال  كه فیلتر پیش تاكید نامیده می‏شود، عبور می‏دهیم. مقدار نوعی ضریب a معمولاً  در نظر گرفته می‏شود.
اگر S(n) سیگنال ورودی باشد، سیگنال پیش تأكید شده  خواهد شد:
شكل (1-5) :  پوشش طیفی نمونه اصوات باواك
1-2-3- تخمین پارامترهای LPC
در اینجا لازم است كه پارامترهای مدل LPC یعنی ضرایب ai فیلتر و بهره G تعیین گردند. اگر
تخمین S(n) از روی نمونه های قبلی باشد، ضرایب ai را چنان تعیین می‏كنیم كه خطای
روی همه نمونه های موجود مینیمم گردد. این مینیمم سازی ما را به معادلات خطی زیر می‏رساند:
و یا در فرم ماتریسی
R.a = –r
در معادلات فوق  تعریف زیر را داریم:
كهr(i) ،  iامین اتوكورلیشن سیگنال می‏باشد و فرض شده كه S(n)  به طول N پنجره شده است. این فرمولاسیون به روش اتوكورلیشن معروف است و ماتریس R در آن یك ماتریس Toeplitz می‏باشد.  چنین ماتریسی غیرمنفرد و همیشه معكوس پذیر است و در نتیجه  همواره می‏‏توانیم جوابی به صورت a = -R-1r داشته باشیم.
روش دیگری نیز بنام روش كواریانس وجود دارد. در این روش سیگنال صحبت S(n) پنجره نمی‏شود و به جای اتوكورلیش های r(i) ، كواریانس های r(i,j) برای عنصر (i,j) ماتریس R محاسبه می‏گردد:
در اینجا تضمین نمی‏شود كه ماتریس R معكوس پذیر باشد و ممكن است كه سیستم معادلات فوق جواب نداشته باشد. در این حالت فیلتر LPC ناپایدار می‏شود. از این رو در اینجا بیش از این به روش كواریانس نمی‏پردازیم.
راه سوم روش Burg است كه امتیاز عدم استفاده از پنجره را در روش كواریانس با امتیاز روش اتوكورلیشن یعنی تضمین پایداری فیلتر ، تركیب می‏كند. این روش از  ساختار مشبك[3]    فیلتر تمام قطب  استفاده می‏كند[1] .
جواب دستگاه معادلات فوق را می‏توان با یكی از روش های كلاسیك آنالیز عددی مثل حذف گوسی بدست آورد. اما چون R یك ماتریس Toeplitz است می‏توان از روشی مؤثر بنام روش تكرار Durbin سود جست که بصورت زیر ضرائب فیلتر را تولید می کند :
که در آن  ، ضریب   j ام فیلتردر تكرار  i ام و E(i) خطای پیشگویی مرتبه i است  و بدین ترتیب ضرایب فیلتر بصورت زیر  بدست خواهند آمد:
روش تكرار Durbin پارامترهای  را كه ضرایب انعكاس نامیده می‏شوند و E(p) را بدست می‏دهد كه مربع بهره پیشگویی G و مورد نیاز فیلتر سنتز می‏باشد:
و چون داریم :
می‏توانیم به جای E(p) ،r(0) را كد كرده و ارسال داریم و از آنجا به بهره G برسیم و این ترجیح داده می‏شود زیرا حساسیت r(0) به نویز كوانتیزاسیون كمتر از G است.
ضرایب انعكاس Ki یا PARCOR (برای  PARtial CORrelation) نقش مهمی در تحلیل LPC دارند و دارای خواص زیر هستند:

 

 

 

• ضرایب انعكاس Ki معادل با ضرایب فیلتر ai هستند . به عبارت دیگر می‏توان K را به a و برعكس تبدیل کرد :

در علوم مختلف مهندسی، موضوع اندازه­گیری و تعیین مشخصات از اهمیت كلیدی برخوردار است به طوری كه ویژگی­های فیزیكی و شیمیایی مواد، به مواد اولیه­ی مورد استفاده و همچنین ریزساختار یا ساختار میكروسكوپی به دست آمده از فرایند ساخت بستگی دارد.

 

 

به عنوان مثال برای شناسایی مواد ، بدیهی است كه نوع و مقدار ناخالصی­ها، شكل و توزیع اندازه ذرات، ساختار بلورین و مانند آن در ماهیت و مرغوبیت محصول اثر دارند.

 

 

در ضمن برای مطالعه ریزساختارها، نیاز بیشتری به ابزارهای شناسایی و آنالیز وجود دارد. در ریزساختار یا ساختار میكروسكوپی مواد، باید نوع فازها، شكل، اندازه، مقدار و توزیع آن­ها را بررسی كرد. در ادامه با توجه به اهمیت دستگاه­ها و روش­های اندازه­گیری و تعیین مشخصات به طبقه­بندی این روش­ها پرداخته می­شود.

 

 

-1 روش­های میكروسكوپی

 

 

با استفاده از روش­های میكروسكوپی تصاویری با بزرگنمایی بسیار بالا از ماده بدست می­آید. قدرت تفكیك تصاویر میكروسكوپی با توجه به كمترین قدرت تمركز اشعه محدود می­شود. به عنوان مثال با استفاده از میكروسكوپ­های نوری با قدرت تفكیكی در حدود 1 میكرومتر و با استفاده از میكروسكوپ­های الكترونی، و یونی با قدرت تفكیك بالا در حدود یك آنگسترم قابل دسترسی است. این روش­ها شامل TEM،AFM ،SEM ،STM می­باشد[6،5].

 

 

1-2 روش­های براساس پراش

 

 

پراش یكی از خصوصیات تابش الكترومغناطیسی می­باشد كه باعث می­شود تابش الكترومغناطیس در حین عبور از یك روزنه و یا لبه منحرف شود. با كاهش ابعاد روزنه به سمت طول موج اشعه الكترومغناطیسی اثرات پراش اشعه بیشتر خواهد شد. با استفاده از پراش اشعه ایكس، الكترونها و یا نوترونها و اثر برخورد آن­ها با ماده می­توان ابعاد كریستالی مواد را اندازه­گیری كرد. الكترونها  و نوترونها  نیز خواص موجی دارند كه طول موج آن به انرژی آن­ها بستگی دارد. علاوه بر این هر كدام از این روش­ها خصوصیات متفاوتی دارند. مثلا عمق نفوذ این سه روش در ماده به ترتیب زیر می­باشد. نوترون از اشعه ایكس بیشتر و اشعه ایكس از الكترون بیشتر می­باشد.

 

 

1-3 روش­های طیف سنجی

 

 

استفاده از جذب، نشر و یا پراش امواج الكترومغناطیس توسط اتم­ها و یا مولكول­ها را طیف سنجی گویند. برخورد یك تابش با ماده می­تواند منجر به تغییر جهت تابش و یا تغییر در سطوح انرژی اتم­ها و یا مولكول­ها شود، انتقال از تراز بالای انرژی به تراز پایینتر، نشر و انتقال از تراز پایین انرژی به تراز بالاتر، جذب نامیده می­شود. تغییر جهت تابش در اثر برخورد با ماده نیز منجر به پراش تابش می­شود.

 

 

طیف سنجی جرمی

 

 

روش­های طیف سنجی جرمی از تفاوت نسبت جرم به بار اتم­ها و یا مولكول­ها استفاده می­کنند. عملكرد عمومی یك طیف سنجی جرمی بصورت زیر است:

 

 

1 – تولید یون­های گازی

 

 

 

2 – جداسازی یون­ها براساس نسبت جرم به بار

 

 

3 – اندازه­گیری مقدار یون­ها با نسبت جرم به بار ثابت

 

 

1-4 روش­های جداسازی

 

 

در نمونه­هایی كه حاوی چند جز نا شناخته باشد، ابتدا باید از هم جدا شده و سپس اجزا توسط روش­های آنالیز مشخص می­شود. جداسازی براساس تفاوت در خصوصیات فیزیكی و شیمیایی صورت می­گیرد. به عنوان مثال حالت ماده، چگالی و اندازه از خصوصیات فیزیكی مورد استفاده و حلالیت نقطه جوش و فشار بخار از خواص شیمیایی مورد استفاده در جداسازی می­باشد.

 

 

سوزن­ها

 

 

بسته به مد مورد استفاده­ی AFM و خاصیت مورد اندازه­گیری از سوزن­های مختلفی استفاده می­شود. زمانی كه فرایند اندازه­گیری مستلزم وارد كردن نیروهایی فوق العاده زیاد از جانب سوزن به سطح باشد از سوزن­های الماسی استفاده می­شود. همچنین سوزن­های با روكش­های الماس گونه برای این منظور مورد استفاده قرار می­گیرند. به عنوان مثال در ایجاد نانو خراش­ها با نیروهایی به بزرگی N سرو كار داریم  (این در حالیست كه در مد تماسی نیروی وارد بر سطح N می­باشد) و باید از این نوع سوزن­ها استفاده كنیم. پارامترهای هندسی سوزن كه نوع كارایی سوزن و میزان دقت نتایج بدست آمده را تعیین می­کنند عبارتند از شكل، بلندی، نازكی (زاویه راس هرم فرضی منطبق بر نواحی نوك)، تیز ی (شعاع دایره فرضی منطبق بر نوك).

 

 

شكل 1-2  انواع شکل­های سوزن شامل نوك تخت، نوك كروی، نوك T شكل  و نوك تیز

 

 

سوزن­های T شكل برای نقشه­برداری و آشكارسازی فرورفتگی­های موجود در بخش­های دیواره مانند سطح نمونه به كار می­روند. این در حالی است كه سوزن­های نوك تیز این قابلیت را ندارند.

 

 

1-6 نحوة بر هم كنش سوزن با سطح

 

 

شكل 1-3 به طور نمادین بزرگی و تغییرات نیروی بین سوزن و سطح را در فواصل مختلف سوزن از سطح نشان می­دهد. جهت فلش­ها نشان دهنده نزدیك شدن (رفت) یا دور شدن (برگشت) سوزن نسبت به سطح می­باشد.

 

 

شكل 1-3سمت چپ: نمایش نمادین بزرگی تغییرات نیروی بین سوزن و سطح در فواصل مختلف سوزن از سطح  سمت راست: انحراف تیرك حین رفت و برگشت در نواحی مختلف فاصله از سطح (نیروی جاذبه یا دافعه).

 

 

نکته:

 

 

باید حین فرآیند جاروب سطحی فاصلة سوزن از سطح در محدودة مناسبی باقی بماند. چرا كه از یك طرف فاصلة زیاد (در این نواحی نیروی جاذبه است) موجب كم شدن میزان انحراف لرزانك و كاهش نسبت سیگنال به نویز در تعیین مولفة Z مكان سطح می­شود. از طرف دیگر فاصلة بسیار نزدیك موجب وارد شدن نیروی زیاد به سطح می­شود كه علاوه ­بر آسیب زدن به ساختار سطح و سوزن موجب كاهش درجة تفكیك خواهد شد.

 

 

1-7مدهای تماسی

 

 

مطابق تعریف به ناحیه­ای ” ناحیة تماس ” می­گویند كه نیروی بین سوزن و سطح دافعه باشد. در مقایسه با مدهای دیگر نیروی وارد شده به سطح در مدهای تماسی بزرگتر است. از طرفی به دلیل تماس پیوستة سوزن با سطح حین فرآیند روبش نیروهای اصطكاك قابل توجهی (علاوه­ بر نیروی عمودی) به سطح و سوزن وارد می­شود كه موجب آسیب دیدگی سطوح حساس و كند شدن سوزن می­گردد.

 

 

شکل 1-4 مقایسه نمادین بین حالت تماسی و حالت غیرتماسی

برای كسب اطلاعات جامع‌تر در مورد این مفاهیم به [2] و [3] و [6] و [1] و [15] مراجعه شود.

 

 

1-2- مجموعه‌های ناهموار

 

 

1-2-1- یادآوری

 

 

– به گردایه‌ای از اشیاء دوبدو متمایز مجموعه گوئیم.

 

 

– اگر A,B دو مجموعه باشند به  ضرب دكارتی A در B گوییم.

 

 

– هر زیر مجموعه‌ی   یك رابطه از  A به B نامیده می‌شود. اگر A=B باشد، به هر زیر مجموعه   یك رابطه روی A گفته می‌شود. اگر R رابطه‌ای روی  A باشد و  می‌نویسیم aRb.

 

 

– اگر R رابطه‌ای روی A باشد، وارون R به ‌صورت  و متمم R به ‌صورت  نمایش داده می‌شود.

 

 

– رابطه‌ی R روی مجموعه‌ی A بازتابی است یعنی:   

 

 

– رابطه‌ی R روی مجموعه‌ی A تقارنی است یعنی: 

 

 

– رابطه‌ی R روی مجموعه‌ی A ترایایی است یعنی:

 

 

– رابطه‌ی R روی مجموعه‌ی A هم‌ارزی است یعنی، بازتابی، تقارنی و ترایایی است.

 

 

– اگر R رابطه‌ی هم‌ارزی روی مجموعه A باشد، به   كلاس هم‌ارزی a یا كلاس هم‌ارزی R تولید شده توسط a گوییم.

 

 

– فرض كنید U یك مجموعه‌ی مرجع ناتهی باشد. مجموعه‌ی توانی U را با P(U) نمایش می‌دهیم.

 

 

– برای هر ، متمم مجموعه‌ی X را با XC نشان می‌دهیم، كه به‌صورت UX تعریف می‌شود.

 

 

1-2-2- تعریف [1]

 

 

زوج  كه در آن  و  یك رابطه‌ی هم‌ارزی روی U است، یك فضای تقریب نامیده می‌شود.

 

 

1-2-3- تعریف [1]

 

 

فرض کنید  یک فضای تقریب دلخواه باشد، برای تعریف تقریب ناهموار، نگاشت  را تعریف می‌كنیم، با ضابطه‌‌ی:

 

 

 می باشد كه به‌ طوریكه  و  را تقریب ناهموار پایینی از X در  می‌نامیم و  را تقریب ناهموار بالایی از X در   می‌نامیم.

 

 

1-2-4- تعریف [1]

 

 

برای هر فضای تقریب ،  مجموعه‌ی ناهموار نامیده می‌شود اگر و تنها اگر برای بعضی از ، .

 

 

1-2-5- مثال

 

 

فرض كنید  یك فضای تقریب باشد، به‌طوریكه:

 

 

 و رابطه‌ی هم‌ارزی  با كلاس‌های هم‌ارزی زیر داده

 

 

شده باشد:

 

 

 

 

اگر  یک مجموعه باشد آنگاه  و و بنابراین  یك مجموعه‌ی ناهموار است.

 

 

1-2-6- مثال

 

 

فرض كنید یك فضای تقریب باشد به طوری كه  و رابطه‌ی هم‌ارزی  به صورت زیر باشد.

 

 

اگر I={0.1.2.3.4.6.10.11} باشد آنگاه و .

 

 

1-2-7- تعریف [1]

 

 

زیر مجموعه X از U تعریف‌پذیر نامیده می‌شود اگر  .

 

 

1-2-8- مثال

 

 

اگر  همان فضای تقریب مثال 1-2-6 باشد و  باشد آنگاه  و بنابراین  تعریف‌پذیر است.

 

 

1-2-9- توجه

 

 

اگر  با كلاس هم‌ارزی P و ، آنگاه

 

 

 1-  بدین معنی است كه x قطعاً در كلاس P قرار دارد.

 

 

2-  بدین معنی است كه x احتمالاً در كلاس P قرار دارد.

 

 

(3)  بدین معنی است كه x قطعاً در كلاس P قرار ندارد.

 

 

1-2-10- تعریف

 

 

زمانی كه ، گوییم A(C) یك زیر مجموعه‌ی ناهموار از A(B) است.

 

 

فرض كنید A© و A(B) دو مجموعه‌ی ناهموار باشند ، اگر و تنها اگر  و .

 

 

1-2-11- تعریف

 

 

متمم مجموعه‌ی ناهموار A© را با  نشان می‌دهیم و به صورت زیر تعریف می‌شود:

 

 

همچنین  را به صورت زیر تعریف می‌كنیم:

 

 

1-2-12- مثال

 

 

اگر  كلاس‌های هم‌ارزی به شرح زیر می‌باشد.