تعيين اندازه ميدان مغناطيسي ستاره اي نوتروني براي اولين بار ميدان مغناطيسي يك ستاره نوتروني به شكل مستقيم تعيين شد با استفاده از رصدخانه پرتو X آزانس فضايي اروپا موسوم به XMM-Newton ، اخترشناسان اروپايي موفق شدند براي اولين بار و بدون واسطه ميدان مغناطيسي يك ستاره نوتروني را مورد سنجش قرار دهند و ديد دقيق تري نسبت به اين موجودات راز آلود كيهان به دست آورند. ستاره هاي نوتروني اجرامي بسيار چگالند . اين ستاره ها با جرمي معادل خورشيد در كره اي به قطر 20 تا 30 كيلومتر فشرده مي شوند و جرمي با چگالي بسيار بالا را توليد مي كنند. ستاره هاي نوتروني حاصل انفجارهاي ابرنواختري است. پس از آنكه لايه هاي ستاره در اثر انفجاري مهيب در فضا پراكنده شد بقاياي ستاره اصلي به شكل قلبي چگال باقي مي ماند و ستاره نوتروني را تشكيل مي دهد ستاره اي كه با آهنگي غيرقابل تصور به دور خود مي چرخد. اين گونه اجرام اگرچه خانواده اي آشنا ازاجرام كيهاني به حساب مي ايند اما به شكل فردي و تك تك اطلاع اندكي از آنها در دست داريم.اين اجرام در هنگام تولد دماي بسيار بالايي دارند و تابش قوي از خود ساطع مي كنند اما پس از گذشت زمان با سرعت حرارات خود را از دست مي دهند و به همين دليل تابشهاي قوي خود نظير تابش در محدوده پرتو X را از دست داده و در طول موجهاي راديويي به تابش مي پردازند و به همين دليل است كه براي بررسي آنها بايد از اين طول موجها استفاده كرد. تنها تعداد اندكي از اين اجرام تابشهايي در طول موج X نشان مي دهند. يكي از اين موارد ستاره اي نوتروني موسوم به 1 E1207.4-5209 است كه در خلال طولاني ترين عكسبرداري رصدخانه XMM-Newton كه 72 ساعت به طول انجاميد آشكار شد.با كمك اين تصوير برداري اخترشناسان اروپايي موفق شدند براي اولين بار به طور مستقيم به اندازه گيري ميدان مغناطيسي اين ستاره بپردازند اين در حاليست كه پيش از اين تنها با كمك روشهاي غير مستقيم نظير استفاده از نظريات شكل گيري ستاره هاي پرجرم و يا بررسي آهنگ كاهش دوران ستاره نوتروني (كه با كمك بررسي داده هاي راديويي امكان پذير مي شد) اين ميدان مغناطيسي مورد محاسبه قرار مي گرفت . اما اين بار اخترشناسان توانستند با رصد تابش پرتو X يك ستاره نوتروني اين ميدان را مستقيما ندازه گيري كنند تابش پرتو X پيش از آنكه در فضا منتشر شود از درون ميدان مغناطيسي ستاره نوتروني عبور مي كند و اين ميدان اثر انگشت خود را بر روي اين پرتو باقي مي گذارد. با بررسي پرتوهاي دريافت شده مي توان ميدان را شناسايي كرد . اما نكته هيجان انگيز در خصوص اين ستاره نوتروني جاي ديگري بود ميدان مغناطيسي كه به روش مستقيم مورد اندازه گيري قرار گرفت 30 برابر ضعيف تر از ميداني بود كه روشهاي غير مستقيم اعلام مي كرد ند و اين پرسشي تاز ه را مطرح مي كرد منشا اين اختلاف چيست. در مدلهاي رايج اندازه گيري ميدان مغناطيسي ستاره هاي نوتروني فرض مي شود كه كاهش سرعت ستاره تنها در اثر ميدان مغناطيسي ستاره و واكنش ان با محيط اطراف است د حاليكه به نظر مي رسد، حداقل در مورد 1 E1207.4-5209 عامل ديگري نيز در كاهش سرعت ستاره نقش ايفا مي كند و آن قرصي از بقاياي انفجار ابرنواختري است كه در اطراف ستاره نوتروني باقي مانده است. حال اين سوال مطرح اسن كه آيا اين مورد تنها يك استثنا و گونه جديدي از ستاره هاي نوتروني است و يا نمونه اي عمومي از اين خانواده از اجرام آسماني است. بررسيهاي بعدي بايد پاسخگوي اين سوال باشد.
پاسخ : مرتبط با مغناطیس و الکترومغناطیس - مغناطیس گرانشی فضاپیمای Gravity Probe B or GPB بیستم آوریل 2004 زمین را برای جستجوی نیرویی از طبیعت که در وجودش تردید است، ترک کرده است. این نیرو که هیچ وقت ثابت نشده مغناطیس گرانشی یا Gravitomagnetisem نامیده میشود. مغناطیس گرانشی بوسیله ستارهها یا سیارههایی که به دور خود میچرخند تولید میشود گفته میشود که این نیرو از نظر شکل شبیه یک میدان مغناطیسی است که توسط یک کره (توپ) باردار در حال چرخش تولید میشود، بار را با جرم جایگزین کنید، میشود مغناطیس گرانشی ما در حالی که زندگی میکنیم، مغناطیس گرانشی را احساس نمیکنیم. اما بر طبق نظریه عام انیشتین این حقیقت دارد، وقتی که یک ستاره یا سیاهچاله یا هر چیزی که جرم زیادی دارد به دور خود میپیچد فضا و زمان اطراف را به دور خود میکشد. عملی به نام کشش چارچوب ساختار فضا - زمان مثل یک گرداب پیچیده میشود. انیشتین به ما میگوید تمام نیروهای گرانشی هم ارز با خم شدن (پیچیده شدن) فضا-زمان است که مغناطیس گرانشی است. مغناطیس گرانشی چه کار میکند؟ میتواند مدار اقمار را منحرف کند و باعث شود که ژیروسکوپ قرار داده شده در زمین بلرزد. هر دو پدیده خیلی کوچک هستند و اندازه گیری آن سخت است. محققان تحت رهبری فیزیکدانان سعی میکنند انحراف مسیر اقماری را که مغناطیس گرانشی آن را ایجاد میکند آشکار کنند. برای مطالعه این دو پدیده ، آنها از ماهوارههای لیزری ژئودینامیکی Lagoes استفاده کردند. دو کره با قطر 60 سانتیمتر که آینههایی روی آنها کار گذاشته شده است. دسته بندی لیزرهای دقیق از هر دو نوع مدارهایشان را نشان میدهد. اما یک مشکل وجود دارد: تحدب ناحیه استوایی باعث انحرافی بیلیونها بار بزرگتر از مغناطیس گرانشی زمین میشود. آیا کیوفولینی برای یافتن مغناطیس گرانشی این کشش بزرگ را با دقت کافی کم میکند؟ گفته میشود که دانشمندان زیادی نتایج کیوفولینی را پذیرفتند در حالی که دیگران شک دارند. آزمایشهای انجام شده برای یافتن این نیرو فیزیکدانان هم نگران و هم هیجان زده هستند. نگران برای این که شاید مغناطیس گرانشی آنجا نباشد. نظریه انیشتین میتواند غلط باشد ( احتمالی که اکثراً دوستش ندارند) و این باعث تحولی در فیزیک خواهد بود. و به همین دلیل آنها هیجان زده نیز هستند. هر کسی خواستار این است که در پیشرفت بزرگ بعدی علم مقدم باشد و پیش دستی کند. نزدیک زمین مغناطیس گرانشی ضعیف است بخاطر همین است که ژیروسکوپهای GPB فقط 42 mili-arc second تکان میخورند. این میدان در کجا قوی ظاهر می شود؟ اما در جاهایی از عالم این میدان قوی است. برای مثال در نزدیکی یک سیاهچاله یا یک ستاره نوترونی. یک ستاره نوترونی نوعی جرمی در حدود خورشید دارد اما قطر آن 10 کیلومتر است و چند هزار بار سریعتر از زمین به دور خودش میچرخد. بنابراین مغناطیس گرانشی در آنجا خیلی قوی خواهد بود. اخترشناسان احتمالاً آثار مغناطیس گرانشی را قبلاً مشاهده کردهاند. بعضی سیاهچالهها و ستارههای نوترونی جتهای روشنی از ماده و با سرعتی نزدیک نور به بیرون دارند. این جتها در صورتی که از قطبهای یک شیئ چرخنده نشات بگیرند جفتی و مختلف الجهت هستند. نظریه پردازان تصور می کنند جت ها توسط مغناطیس گرانشی قدرت می گیرند. به علاوه سیاهچالهها بوسیله دیسکی از ماده به نام accretion disk دارند و به قدری داغ است که تابش اشعه ایکس طیف الکترومغناطیسی ساتع میکند. شواهدی وجود دارد که توسط تلسکوپ های اشعه ایکس نظیر Nasa's chandra X ray obsevatiry جمع شده و میگوید این دیسکها میلرزند. ژیروسکوپهای GPB هم انتظار همین را میکشند. کاربرد مغناطیسی گرانشی در چیست؟ اینجا در منظومه شمسی ما ، مغناطیس گرانشی در بهترین حالت میتوان گفت که ضعیف است. سئوالی پیش میآید: بعد از آنکه مغناطیس گرانشی را پیدا کردیم چه کنیم؟ سئوالی شبیه این بارها در قرن 19 پرسیده شده بود. وقتی که ماکسول ، فارادی و دیگران الکترومغناطیس را بررسی می کردند. چه استفادهای دارد؟ امروز ما توسط فواید تحقیقات آنها محاصره شدهایم: چراغ ، کامپیوتر ، ماشین لباسشویی ، اینترنت و غیره. مغناطیس گرانشی برای چه خوب است؟ آیا این فقط رخداد مهمی در راه طولانی جستجوی طبیعی ما برای فهم طبیعت است؟ یا چیزی غیر قابل تصور: زمان خواهد گذشت GPB که توسط دانشگاه استنفورد و ناسا توسعه داده شده، آزمایش را به گونه دیگری و با استفاده از ژیروسکوپ انجام داده است. فضاپیما ، زمین را در مدار قطبی به ارتفاع 400 مایل دور میزند. چهار ژیروسکوپ وجود دارد که هرکدام یک کره یا یک گوی به قطر 1.5 اینچ است که در خلأ معلق هستند و ده هزار بار در دقیقه میچرخند (بسامد حدود 167 هرتز). اگر معادلات انیشتین درست باشد و مغناطیس گرانشی واقعی باشد، ژیروسکوپهای در حال چرخش باید هنگامی که زمین را دور میزنند بلرزند. کم کم محور دورانشان جابجا میشود، تا یک سال دیگر محور دوران ژیروسکوپها در حدود 42 mili-arc second از جایی که آنها شروع کردند دور میشوند. GPB میتواند این زاویه را با دقت 0.5 mili-arc second یا حدود یک درصد اندازه بگیرد. هر چند زاویه اندازه گیری شده mili-arc second خیلی کوچک است، این را در نظر بگیرید که یک arc second برابر با یک درجه است. یک mili-arc second هزار بار از arc second کوچکتر است. مقدار 0.5 mili-arc second انحراف مورد انتظار در GPB هم ارز با این است که بخواهیم ضخامت یک ورق کاغذ را از فاصله صد مایلی اندازه گیری کنیم. حس کردن این مقدار به این کوچکی چالش بزرگی است. دانشمندانی که روی GPB کار میکردند باید تکنولوژیهای جدیدی کاملی را برای آن اختراع میکردند.
پاسخ : مرتبط با مغناطیس و الکترومغناطیس - اشعه مادون قرمز مادون در لغت به معناي زير دست و قرمز به معناي هر چه به رنگ خون باشد، است. پس ميتوان گفت كه مادون قرمز اشعه بسيار ريز و قرمز رنگ است. اطلاعات اوليه كشف هرسل اولن گام در ايجاد پديدهاي كه ما آن را طيف الكترومغناطيسي ميناميم. نور مرئي و پرتوهاي مادون قرمز دو نمونه اشكال فراواني از انرژي هستند كه توسط تمام اجسام موجود در زمين و اجرام آسماني تابانده ميشوند. مادون قرمز در طيف الكترومغناطيسي داراي محدوده طول موجي بين 0.78 تا 1000 ميكرو متر است. تنها با مطالعه اين تشعشعات است كه ميتوانيم اجرام آسماني را تشخيص و تميز دهيم و تصويري كامل از چگونگي ايجاد جهان و تغييرات آن بدست آوريم. در سال 1800 سر ويليام هرشل يك نمونه نامرئي از تشعشعات را كشف كرد كه اين نمونه دقيقا زير بخش قرمز طيف مرئي قرار داشت. او اين شكل از تشعشعات را مادون قرمز ناميد. سير تحولي و رشد نتايج اشعه مادون قرمز گرمايي كه ما از خورشيد يا از يك محيط گرم احساس ميكنيم، همان تشعشعات مادون قرمز يا به عبارتي انرژي گرمايي است. حتي اجسامي كه فكر ميكنيم خيلي سرد هستند، نيز از خود انرژي گرمايي منتشر ميسازند (يخ و بدن انسان). سنجش و ارزيابي انرژي مادون قرمز ساطع شده از اجرام نجومي به علت اينكه بيشترين جذب را در اتمسفر زمين دارند مشكل است. بنابراين بيشتر ستاره شناسان براي مطالعه انتشار گرما از اين اجرام از تلسكوپهاي فضايي استفاده ميكنند. مادون قرمز در نجوم تلسكوپها و آشكارسازهايي كه توسط ستاره شناسان مورد استفاده قرار ميگيرند نيز از خودشان انرژي گرمايي منتشر ميسازند. بنابراين براي به حداقل رساندن اين تاثيرات نامطلوب و براي اينكه بتوان حتي تشعشعات ضعيف آسماني را هم آشكار ساخت، اخترشناسان معمولا تلسكوپها و تجهيزات خود را به درجه حرارتي نزديك به 450?F ، يعني درجه حرارتي حدود صفر مطلق ، ميرسانند. مثلا در يك ناحيه پرستاره ، نقاطي كه توسط نور مرئي قابل رويت نيستند، با استفاده از تشعشعات مادون قرمز بخوبي نشان داده ميشود. همچنين مادون قرمز ميتواند چند كانون داغ و متراكم را همره با ابرهايي از گاز و غبار نشان دهد. اين كانونها شامل مناطق پرستارهاي هستند كه در واقع ميتوان آنها را محل تولد ستارهاي جديد دانست. با وجود اين ابرها ، رويت ستارههاي جديد با استفاده از نور مرئي به سختي امكانپذير است. اما انتشار گرما باعث آشكار شدن آنها در تصاوير مادون قرمز ميشود. اختر شناسان با استفاده از طول موجهاي بلند مادون قرمز ميتوانند به مطالعه توزيع غبار در مراكزي كه محل شكل گيري ستارهها هستند، بپردازند. با استفاده از طول موجهاي كوتاه ميتوان شكافي در ميان گازها و غبارهاي تيره و تاريك ايجاد كرد تا بتوان نحوه شكل گيري ستارههاي جديد را مورد مطالعه قرار داد. فضاي بين ستارهاي در كهكشان راه شيري ما نيز از تودههاي عظيم گاز و غبار تشكيل شده است. اين فضاهاي بين ستارهاي يا از انفجارهاي شديد نواخترها ناشي شدهاند و يا از متلاشي شدن تدريجي لايههاي خارجي ستارههايي جديد از آن شكل ميگيرند. ابرهاي بين ستارهاي كه حاوي گاز و غبار هستند، در طول موجهاي بلند مادون قرمز خيلي بهتر آشكار ميشوند (100 برابر بيشتر از نور مرئي).
پاسخ : مرتبط با مغناطیس و الکترومغناطیس - اخترشناسان براي ديدن ستارههاي جديد كه توسط اين ابرها احاطه شدهاند، معمولا از طول موجهاي كوتاه مادون قرمز براي نفوذ در ابرهاي تاريك استفاده ميكنند. اخترشناسان با استفاده از اطلاعات بدست آمده از ماهوارهاي نجومي مجهز به مادون قرمز صفحات ديسك مانندي از غبار را كشف كردند كه اطراف ستارهها را احاطه كردهاند. اين صفحات احتمالا حاوي مواد خامي هستند كه تشكيل دهنده منظومههاي شمسي هستند. وجود آنها خود گوياي اين است كه سيارهها در حال گردش حول ستارهها هستند. مادون قرمز در پزشكي اگر نگاه دقيق و علمي به يك طيف الكترومغناطيسي بيندازيم، ميبينيم كه از يك طرف طيف تا سوي ديگر آن ، انواع تشعشعات و پرتوها بر اساس طول موج و فركانسهاي مختلف قرار دارند، از آن جمله ميتوان به تشعشعات گاما ، اشعه ايكس ، ماوراي بنفش ، نور مرئي ، مادون قرمز و امواج راديويي اشاره كرد. هر كدام از اين پرتوها و تشعشعات همگام با پيشرفت بشر ، به نوبه خود چالشهايي را در زمينههاي علمي پديد آوردهاند كه در اينجا علاوه بر كاربرد مادون قرمز در شاخه ستاره شناسي ، اشارهاي به كارآيي چشمگيري اين پرتو در رشته پزشكي خواهيم داشت. كاربرد درماني مادون قرمز بكار بردن گرما يكي از متداولترين روشهاي درمان فيزيكي است. از موارد استعمال درماني مادون قرمز موارد زير را ميتوان ذكر كرد. تسكين درد با وجود حرارت ملايم ، كاهش درد به احتمال زياد بواسطه اثر تسكيني بر روي پايانههاي عصبي ، حسي ، سطحي است. همچنين به علت بالا رفتن جريان خون و متعاقب آن متفرق ساختن متابوليتها و مواد دردزاي تجمع در بافتها ، درد كاهش مييابد. استراحت ماهيچه تابش اين اشعه راه مناسبي براي درمان اسپاسم و دستيابي به استراحت عضلاني ميباشد. افزايش خون رساني در درمان زخمهاي سطحي و عفونتهاي پوستي ، براي اينكه فرآيند ترميم به خوبي انجام گيرد، بايد به مقدار كافي خون به ناحيه مورد نظر برسد و در صورت وجود عفونت نيز افزايش گردش خون سبب افزايش تعداد گلبولهاي سفيد و كمك به نابودي باكتريها ميكند. از اين پرتو ميتوان براي درمان مفصل آرتوريتي و ضايعات التهابي نيز استفاده كرد. كاربرد تشخيصي مادون قرمز
پاسخ : مرتبط با مغناطیس و الکترومغناطیس - از مهمترين كابردهاي تشخيصي آن ميتوان توموگرافي را نام برد. اصطلاح ترموگرافي به عمل ثبت و تفسير تغييراتي كه در درجه حرارت سطح پوست بدن رخ ميدهد، اطلاق ميشود. تصوير حاصل از اين روش كه توموگرام ناميده ميشود، بخش الگوي حرارتي سطح بدن را نشان ميدهد. در توموگرافي ، آشكار ساز ، تشعشع حرارتي دريافت شده توسط دوربين را به يك سيگنال الكترونيكي تبديل ميكند و سپس آن را علاوه بر تقويت بيشتر ، پردازش ميكند تا اينكه يك صفحه كاتوديك مثل مونيتور تلويزيون آشكار شود. تصاوير بدست آمده به صورت سايههاي خاكستري رنگ ميباشند، بدين معني كه سطوح سردتر به صورت سايههاي خاكستري روشن ديده ميشوند و در نوع رنگي آن نيز نواحي گرم ، رنگ قرمز و نواحي سرد ، رنگ روشن خواهند داشت. درجه حرارت پوست بدن در نتيجه فرآيندهاي فيزيكي ، فيزيولوژيك طبيعي يا بيماري تغيير ميكند. از اين خاصيت تغيير گرمايي در عضوي خاص يا در سطح بدن براي آشكارسازي يك بيماري استفاده ميشود كه مهمترين آنها به قرار زير است. - بيماري پستان : وسيع ترين جنبه كاربردي توموگرافي در آشكار سازي سرطانهاي پستاني است. زيرا روشي كاملا مطمئن و بدون آزار است. از پرتوهاي يونيزان استفاده نميشود. روشي كاملا سريع ، راحت و ارزان است. به دليل بي ضرر بودن از قابليت تكراري بسيار زيادي برخوردار است. كاربرد ترموگرافي در مامائي چون جفت از فعاليت بيولوژيكي زيادي برخوردار است. درجه حرارت حاصله در اين محل بطور قابل ملاحظهاي از بافتهاي اطراف بيشتر است. پس ميتوان از توموگرافي براي تعيين محل جفت استفاده كرد. ضررهاي مادون قرمز از طرف ديگر خطرهايي نيز در استفاده از مادون قرمز وجود دارد كه ميتوان به سوختگي الكتريكي (در اثر اتصال بدن به مدارات الكتريكي دستگاه) سر درد ، توليد ضعيف در بيمار و آسيب به چشمها در اثر تابش مستقيم پرتو اشاره كرد.
پاسخ : مرتبط با مغناطیس و الکترومغناطیس - اشعه ايكس را چه كسي كشف كرد؟ آيا مي دانيد داستان اشعه ايكس (x) بيشتر از يكصد سال پيش آغاز شد؟ درنيمه سده ي نزدهم مردي به نام هاينريش گايسلر كشف كرد كه اگر لوله اي كه فاقد هواست تحت ولتاژ بالا تخليه ي الكتريكي شود نورهاي زيبايي درون لوله توليد خواهد شد. مدتي پس از آن ويليلم كروس اثبات كرد كه علت درخشندگي ذرات الكتريكي است. پس از آن هاينريش هرتز نشان داد كه اين اشعه مي تواند از لايه هاي نازك طلا و يا پلاتين عبور كند. شاگرد وي به نام لنارد پنجره هايي از مواد ساخت بطوري كه اشعه توانست از راه پنجره باز لوله خارج شود. اكنون به كشف اشعه ايكس مي پردازيم : در سال 1895 ويلهم رونتگن با يكي از اين لوله ها كه بدون پنجره بود آزمايشي انجام مي داد وي متوجه شد كه بلورهاي نزديك لوله درخشيدند. جون او مي دانست اشعه اي كه قبلا كشف شد (اشعه كاتدي ) از شيشه عبور نمي كند تا چنين اثري داشته باشد. گمان برد بايد نوع ديگري از اشعه وجود داشته باشد. چون اين اشعه نامرئي كه از نور و اشعه ديگر بسيار متفاوت بود قابل تشريح نبود. آن را اشعه ايكس ( به معني اشعه مجهول ) ناميد. بعد ها دانشمندان آن را اشعه رونتگن نام نهادند و اكنون نيز اين نام را بسياري از دانشمندان به كار مي برند. اشعه ايكس در لوله ي اشعه ايكس و بدين روش توليد مي شود : 1- هواي درون لوله بايد به مقداري زيادي تخليه شود. 2- دو قطب الكتريكي در دو سر لوله تعبيه مي كنند 3- يكي از قطب ها به شدت جريان مثبت و آن ديگري به جريان منفي وصل مي شود 4- الكترون ها ميان دو قطب حركت مي كنند 5- بيشترين مقدار انرژي الكترو نها به گرما تبديل مي شود ولي بخشي هم به اشعه ايكس تبديل مي شود اشعه ايكس مي تواند از جامدات عبور كند چون طول موج آن بسيار كوتاه است هر چه طول موج اشعه كوتاهتر باشد قدرت نفوذ آن در اشيا بيشتر است
پاسخ : مرتبط با مغناطیس و الکترومغناطیس - نظريه تابش گرمايي هرگاه سيستمي از جسم هاي تابش كننده و جذب كننده بسته باشد در اينصورت گاز فوتوني « گازي كه جسم ها به ياري آن انرژي تبادل مي كنند » بايد با اتم هاي تامين كننده فوتون ها در تعادل باشد. تعداد فوتون ها با انرژي hv به اين بستگي دارد كه چند اتم در سطح E1 و چند تا در سطح E2 قرار دارند؟. در مورد تعادل اين عددها بدون تغيير باقي مي مانند. به هر حال از آنجا كه روندهاي تحريك و تابش در همان زمان روي مي دهند. تعادل ماهيت ديناميك دارد. اتم ها يا سيستم اتمي به طريقي ( با برخورد با ذره ها يا بر اثر جذب يك فوتون از خارج ) به سطح بالاتري ارتقا مي يابند. سيستم تا مدت تا حدي نامعين ( معمولا كسري از يك ثانيه ) در حالت تحريك شده پافشاري مي كندو سپس به سطح پايين تري بر مي گردد. اين روند را تابش خودبخودي مي خوانند. اتم همانند توپ كوچكي رفتار مي كند كه بر روي قله نوك تيزي با برجستگي ها و فرورفتگي هاي پيچيده قرار دارد. كمترين نسيم كافي است تا تعادل را بر هم زند. توپ رو به پايين دره معمولا پايين ترين نقطه غلت مي خورد و در اين صورت تنها تاثير نيرومندي مي تواند دوباره آن را در بياورد ما مي گوييم كه اتم در پايين ترين سطح افتاده است و در حالت پايداري است. ولي در اينجا بايد توجه كنيم كه بين قله و پست ترين بخش هاي دره حالت هاي بينابيني نيز وجود دارد. ممكن است توپ در فرورفتگي ناچيزي در حال سكون باشد كه مي توان آن را به ياري به اصطلاح دمي از هوا و با حداقل فشار كمي از مخمصه نجات داد.اين حالت ناپايدار تزلزل پذير است. بدين ترتيب در كنار حالت پايدار و تحريك شده نوع سومي از سطح انرژي - نوع تزلزل پذيري - وجود دارد. خلاصه كنيم در اينصورت انتقال در هر دو جهت روي خواهد داد. ابتدا يك اتم و سپس اتم ديگري به سطح انرژي بالاتري حركت خواهد كرد. در لحظه بعدي آن ها به سطح پايين تر سقوط خواهد كرد و نور خارج مي كنند ولي در همان زمان ويژه اتم هاي ديگري انرژي دريافت خواهد كرد و به سطح هاي بالاتر ارتقا خواهند يافت. قانون بقاي انرژي ملزم مي كند كه تعداد انتقال به بالا با تعداد انتقال به پايين برابري مي كند. تعداد انتقال به بالا به چه چيزي بستگي دارد؟ دو عامل : نخست تعداد اتم ها در طبقه پايين تر و دوم تعداد ضربه ها يا برخورد كه آن ها را به طبقه بالاتر ارتقا مي دهد از تعداد رو به پايين چه ؟ البته آن با تعداد اتم هاي واقع در طبقه بالاتر تعيين مي شود و به نظر خواهد رسيد كه مستقل از هر عامل ديگري است. اين دقيقا همان چيزي است كه فيزيكدانان در ابتدا تصور مي كردند و با اين حال تكه ها با هم جور در نمي آمدند. تعداد انتقال هاي بالا كه به دو عامل بستگي دارد با مقايسه تعداد انتقال هاي رو به پايين كه تنها به يك عامل بستگي دارد با افزايش دما بسيار تندتر افزايش مي يافت . معلوم شد كه اين مدل چنين آشكاري هيچ و پوچ است. دير يا زود همه اتم ها به بالاترين سطح رانده مي شدند. سيستم در حالت ناپايداري بدون هيچ تابشي مي بود. دقيقا همين نتيجه گيري غير ممكن بود كه انيشتين در سال 1926 از ميان استدلال هاي پيشينيان خود دست چين كرد. ظاهرا تاثير « نفوذ » ديگري وجود داشت كه بر انتقال اتم ها از طبقه بالاتر به طبقه پايين تر اثر مي گذاشت. هر كس تنها مي توانست نتيجه بگيرد كه علاوه بر انتقال خودبخودي انتقال اجباري به سطح پايين تر وجود داشت. به اصطلاح تابش ( اميسيون ) تحريك شده چيست؟ به طور خلاصه اين است سيستمي در سطح پايين تر است آن با تفاوتE2-E1=hv از سطح پايين تر جدا شده است. اينك هرگاه فوتوني با انرژي hv بر روي سطح بيفتد در اينصورت سيستم را وادار مي كند تا به سطح پايين تري حركت كند. اين فوتون افتاده در طول روند جذب نمي شود ولي به حركت خود ادامه مي دهد در حالي كه با فوتون تازه اي دقيقا از همان نوع كه توسط فوتون نخست ايجاد شده است همراهي مي شود. در اين استدلال دنبال هيچ منطقي نباشيد. آن استدلال اشراقي حدس بود و قرار بود آزمايش درست يا نادرست بودن آن را اثبات كند با استفاده از فرض خروج ( تابش ) تحريك شده ما قادريم فرومولي كمي اتخاذ كنيم كه نمودار تابش را به صورت تابعي از طول موج جسم گرم شده نمايان مي سازد. تئوري ثابت كرد كه توافق نماياني با آزمايش دارد و بدين ترتيب فرضيه را محق جلوه داد.
