X
تبلیغات
علوم

علوم
 
اّموزش علوم دوره راهنمایی

محل درج آگهی و تبلیغات
 
نوشته شده در تاريخ جمعه بیست و سوم اسفند 1387 توسط علی رضا پیرمردی

مقدمه
از زمانهای قدیم درختان زیادی در باغهای ایرانی کاشته می‌شده است. اهمیت این‌گونه درختان در باغ ایرانی ، بیشتر ایجاد سایه و زیبایی است. اینگونه درختان که اکثرا غیر مثمر هستند بیشتر در محور اصلی باغ کاشته می‌شدند. در این متن به برخی از آنها اشاره می‌شود.

 

سروها
سروناز Cupressus sempervirns ، دارای تاج مخروطی شکل و زیباست و میوه آن به صورت کروی است. برگهای فلسی و متراکم دارد و نوک آن به سمت بالا قراردارد. زربین cupressus horizintalis با انشعابات فرعی و افقی و سرو شیراز cupressus Fastigiata که به عنوان گیاه تزئینی در باغهای تاریخی و در محورهای اصلی کاشته می‌شده و به باغ زیبایی خاصی می‌بخشیده‌اند، از واریته‌های سروناز هستند. سرو نقره‌ای Capressus arizonica ، دارای برگهای نقره‌ای است . بومی ایران نمی‌باشد. ولی در باغها کشت آن دیده شده است و ارتفاع آن به 8 متر می‌رسد.
سرو خمره‌ای Bieta orientalis، دارای برگهای فلسی شکل است. رنگ عمومی آن سبز و روشن است که در زمستان کمی تغییر رنگ می‌دهد. به عنوان پرچین هم از آن استفاده می‌شود. میوه آن مخروطی کوچک است. از 2 الی 5 فلس تشکیل شده که در کنار هر فلس دو دانه قرار گرفته است. سروها از گونه‌های رایج در باغ‌های ایرانی هستند و در اکثر باغهای تاریخی بویژه در باغهای شیراز ، باغ فین کاشان و باغ شاهزاده ماهان مشاهده می‌شوند.


چنار
درختی پهن برگ و خزان کننده‌، با پوست خاکستری روشن است. برگها با پهنک دارای 5 تا 7 قطعه دندانه‌‌دار هستند. گرده آن باعث آلرژی در افراد می‌شود مهمترین گونه آن Plantago.orientalis است که در باغهای قدیمی در مناطقی مانند تهران رواج بسیار داشته است و اصولا تهران در قدیم چنارستان بوده است. از گونه‌های دیگر آن می‌توان به P.hispanica و P.aceiflia اشاره کرد.


کاج ایرانی Pinus eldarica

تیره درختی بزرگ با میوه مخروطی شکل است که ارتفاع درخت به 20 تا 30 متر می‌رسد. شاخه‌های آن نسبتا بلند هستند برگهای آن دائمی با یک رگبرگ می‌باشد. دانه گرده آن دارای بادکنک است که موجب تسهیل در عمل گرده افشانی می‌گردد. دستگاه ماده مخروطی شکل و بر روی آن برگه‌های متعددی موجود است که آنها را برچه می‌نامند، درون آن تخمک قرار دارد. چوب آن صمغی است و مصارف صنعتی دارد.

این گونه گیاهی از حلب وارد ایران شده است. از گونه‌های دیگر کاج که در باغها کاشته می‌شوند: کاج جنگلی P.sylvestris ، کاج کاشفی P.longifolia و کاج سیاه P.laricio می‌باشد که اکثرا بومی ایران نمی‌باشند. در بیشتر باغهای تاریخی و در اکثر نقاط کشور به جز جنوب و حاشیه خلیج فارس این گونه گیاهی وجود دارد.


صنوبر Populus spp Salicacea

تیره این درخت دارای ریشه‌های سطحی بوده ولی رشد آنها بسیار عالی است و در کمتر از 15 سال به ارتفاع 25 متر می‌رسد. خزان کننده‌، پهن برگ و تک پایه است. گلها منفرد ، اکثرا کرک‌دار ، و با گل آذین خوشه‌ای بوده و میوه‌ها کرک‌دار است.



 

نارون Ulmus Ulmaceae

تیره درختی است با پوست شکاف‌دار ، برگهای متناوب ، خزان کننده و رگبر‌گهای شانه‌ای ، دمبرگ کوتاه ، پهنک معمولا در قاعده مورب‌ ، حاشیه‌ای اره‌ای مضاعف یا ساده و گوشوارک ریزان دارد. گلها نر- ماده یا تک جنسی هستند، قبل از ظهور برگ ظاهر می‌‌شود. پوشش گل ، استکانی و دارای 4 تا 8 لوب است. پرچمها دارای میله باریک و طویل هستند، میوه فندقه بال‌دار بوده بال‌‌ها در انتها شکاف‌دار هستند. تشکیل میوه 3 تا 4 هفته بعد از گل دهی انجام می‌گیرد. در نواحی شمال ، شمال غرب و شمال شرق ایران بیشتر دیده می‌شود. خصوصا در تهران بسیار زیاد کشت می‌شود.


آزاد Zelkova Carpini folia Ulmaceae

تیره درختی بلند به ارتفاع تا 35 متر و دارای برگهای بیضی شکل به طول حدود 8 و عرض 4 سانتیمتر است. برگها اکثرا نوک کند هستند اما انواع نوک تیز نیز در آنها مشاهده شده است. حاشیه برگها ساده بدون کنگره‌ ، اما گاهی دندانه‌های هلالی کند در آنها مشاهده می‌شود. سطح فوقانی برگ نرم و سطح زیرین آن تقریبا بدون کرک است. پوست درخت خاکستری تیره است. دمبرگها کوتاه است. فصل گل‌‌دهی آنها اوایل بهار است. در شمال ایران زیاد به چشم می‌خورد و بیشتر درختی جنگلی محسوب می‌شود.


داغداغان Celtis spp. Ulmaceae

تیره درخت یا درختچه‌ای با پوست صاف است که پوست آن به آسانی جدا نمی‌شود. برگها متناوب‌ ، خزان کننده، دارای 3 رگبرگ مشخص در قاعده هستند. دمبرگ آنها مشخص است. گلها نر و ماده و از هم جدا یا به صورت هرمافرودیت می‌‌باشد. زمان پیدایش آنها تقریبا همزمان با زمان پیدایش برگهاست. گلها در ماده‌ها منفرد و در نرها مجتمع هستند. میوه آن شفت، کروی یا تخم مرغی بوده، دمگل آن مشخص و هسته آن سخت است. از درختان قدیمی بومی ایران است.


زبان گنجشگ Fraxinus excelsior Oleaceae

تیره شاخه‌های آن به سرعت به صورت عرضی رشد می‌کنند. برگهای آن ریز و کوچک بوده و به برگچه‌هایی تبدیل می‌شوند. در بهار به برگ می‌نشیند. ارتفاع آن گاهی به 18 متر می‌رسد. میوه آن در تابستان ظاهر می‌شود. درختی مقاوم با عمر طولانی است. در باغها در مسیرهای فرعی کاشته می‌شده است و سایه مناسبی دارد.


توس Betula pendula Betu laceae

تیره درختی است خزان کننده و با رشد زیاد. برگهای آن نوک تیز و دندانه‌داراست. در پاییز رنگ برگها متمایل به زرد می‌‌شوند. چوب این درخت بسیار محکم است. بهتر است در نزدیک درختان سبز خصوصا سوزنی برگان کاشته شود تا جلوه بیشتری پیدا کند. عمر این درخت کم است. در هر نوع خاک به عمل می‌آید. محیط آفتابی یا نیم سایه‌دار را می‌پسندد. پوست زیبایی دارد که معمولا به رنگ سفید است.


راش Fagus sylvatica Fagaceae

تیره درختانی پهن برگ و خزان کننده با چوب صنعتی هستند که برگهای بی‌دندانه یا کم داندانه و گلهای نر نزدیک به هم دارند و همانند سنبله‌های توپی ، 1 تا3 میوه در گریبانی چهار برگه خاردار بوجود می‌آید. ارتفاع آنها تا 30 متر و گاهی بیشتر می‌رسد و شاخه‌های فرعی زیاد و برگهای سبز براق آنها در پاییز زرد می‌شوند. دندانه برگها ملایم است. به عنوان پرچین یا حصار هم می‌توان از آن استفاده کرد.

بید معمولی Salix alba Salicaceae

تیره بزرگترین بید است که ارتفاع آن به 15 متر می‌رسد. برگهای آن دراز و باریک و میوه آن کم و بیش بدون کرک است. گونه S.chrysocoma یا بید مجنون که خیلی سریع رشد می‌کند. در باغ ایرانی کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد بطور کلی از بید در جاهایی که سایه وجود داشته استفاده می‌گردیده و هرگز کنار استخر یا در مسیرهای اصلی باغ کاشته نمی‌شده است.


بیدمشک Salix aegyptica Sali caceae

تیره دارای گلهای سفید یا خاکستری بسیار معطر است. از گل آن عرق بیدمشک تهیه می‌شود که استفاده داروئی دارد و استفاده از آن درگذشته بسیار معمول و متداول بوده است. این درخت از جمله گیاهانی است که به جز جنبه زیبایی آن ، دارای استفاده‌های فراوان دیگری نیز می‌باشد.


نوشته شده در تاريخ جمعه بیست و سوم اسفند 1387 توسط علی رضا پیرمردی

کهنسال ترین درختان جهان و بی مسئولیتی ما!

درخت ها برایم همیشه عزیز و مورد احترام بوده اند. امروز به طور ناگهانی به این فکر افتادم که درباره ی دیرسال ترین درخت های جهان با کمک حضرت گوگل! اندکی کسب اطلاعات کنم. مشغول جستحو در اینترنت شدم و طبق عادت سری هم به دانشنامه ی ویکی پدیا زدم.

همانگونه که می بینید، در این دانشنامه لیستی از دیرسال ترین درخت های جهان منتشر شده است که البته نباید تردید کرد که اینها بی گمان پیرترین درخت ها نیستند بلکه میتوان چنین گفت که اینان کهن سال ترین درخت هایی هستند که توسط بشر به ثبت رسیده اند و چه بسا درختانی که از نمونه های ذکر شده در این لیست کهنسال تر باشند اما به دلایل گوناگون، اطلاعاتی در مورد عمرشان در دست نباشد و یا حتا کشف نشده باشند.

همانگونه که میبینید، طبق معمولِ همیشه که هر جا بویی از تاریخ و قدمت بوده است، نامی هم از دیار کهن ما، نازنین ایران آمده است، در این لیست نیز، و در جایگاه پنجمین آن، درخت بِشکوه و دیرسال کشورمان موسوم به سرو ابر کوه یا سرو زرتشت با چهار هزار سال عمر خوش میدرخشد.

در این لیست، جایگاه نخست در اختیار درختی است که در منطقه دارالنا واقع در کشور سوئد قرار دارد و به تازگی دانشمندان دریافته اند که بیش از 9550 سال از عمرش میگذرد و برای آن نام old tjikko برگزیده شده است. نکته جالب داستان اما اینجاست که این درخت کهن سال، تنه ای کهن سال ندارد و تنها بر اساس ریشه ی دیرسال خود در این لیست جای گرفته است و اگر تصویر آن را تماشا بفرمایید تایید خواهید کرد که هرگز درخت کهن سالی نمی نماید.

اما درخت دوم در این لیست، درخت کاجی بوده است در نوادا واقع در ایالات متحده ی آمریکا. این درخت کهن سال و پنج هزار ساله، شوربختانه در سال 1964 میلادی توسط یک کارمند جوان خدمات جنگلبانی در ایالات متحده که از عمر و دیرسالی آن بی اطلاع بود، قطع شد.

سومین درخت در این لیست که به عبارتی پیرترین درخت همچنان زنده ی دنیاست، بازهم از گونه ی کاج ها و باز هم در ایالات متحده و این بار در ایالت کالیفرنیا است. این درخت تکیده اما همچنان زنده که Methuselah نام دارد، هم اکنون بیش از 4839 سال عمر دارد.

چهارمین، پنجمین و ششمین درخت کهنسالی که در این لیست ایستاده اند (که به عبارتی دومین درختان کهنسال و همچنان زنده ی کره زمین اند) ، همگی 4 هزار سال عمر داشته و در کشورهای ایتالیا، ایران و بریتانیا قرار دارند.

درخت ایتالیایی که از خانواده راش هاست و در دامنه ی خاوری کوه مشهور اتنا قرار گرفته است، نام جالب درخت شاه بلوطی یکسد اسبی را یدک می کشد.

درخت بریتانیایی که در شمال منطقه ویلز و در یک روستا واقع شده است از گونه ی سرخسداران بوده و نام عجیب لنجرنیو را برخود دارد. در پای این درخت، گور تعدادی انسان هم دیده میشود که بی تردید این اقدام به تقویت این درخت یاری رسانیده است.

اما درختی که نام آشناترین درخت در این لیست برای ماست، بی گمان درخت مشهور سرو ابرکوه یا سرو زرتشتی است. شوربختانه، همانگونه که ملاحظه میفرمایید، بر خلاف سایر درختان کهنسال جهان که از هر یک چندین عکس و یا دست کم یک عکس در صفحه توضیحاتشان وجود داشت، در صفحه مرتبط با سرو ابرکوه هیچ عکسی وجود ندارد و صفحه ی مربوط به این درخت به شدت از فقر اطلاعات رنج میبرد.

این تاسف، هرچه که به جستجوی خود درباره ی سایر درختان در این لیست ادامه میدهیم، بیشتر و بیشتر بدل به حیرت میشود تا جایی که می بینیم حتا از درخت چهارسد ساله بحرینی موسوم به درخت زندگی نیز عکسی با کیفیت بالا به صفحه مربوطه پیوست شده است اما از سرو چهارهزار ساله ی ابرکوه خیر! اینها واقعیاتی است که کم کاری، بی تفاوتی و بی مسئولیتی ما ایرانیان را به خوبی به نمایش میگذارند.

از بحث های علمی و پژوهشی که بگذریم، آیا هیچ به این اندیشیده ایم که چه بسیارند اکوتوریست هایی که با دیدن چنین تصاویری در اینترنت تصمیم به سفر به گوشه گوشه ی جهان میگیرند و میتوان آنها را با نمایش داشته های طبیعی زیبای کشور به سفر به ایران زمین ترغیب کرد؟

اینها همه در حالی است که از میان درختان کهنسال جهان که شهرت و آوازه ی شان به واسطه ی عمر بلندشان است، تنها درخت سرو ابرکوه واقع در کشور ماست که با 28 متر بلندا، ابهت، زیبایی و شکوه یک درخت کوه پیکر را نیز داراست.

در ریفرنس شماره چهار صفحه کهنسال ترین درخت های جهان که در ارتباط با سرو ابرکوه است نمایی از این درخت قرار داده شده است که از کیفیت رنگ تصویر مشخص است عکس تازه ای نیست.

همچنین در صفحه ویکی پارسی نیز تصویر دیگری از این درخت بِشکوه، زیبا و دیرسال دیده میشود که علاوه بر اینکه از کیفیت بسیار پایین برخوردار است (تنها 68 کیلوبایت) به طرز عجیبی با عکس پیشین به لحاظ فرماسیون درخت و محیط پیرامونی آن متفاوت است که شاید دلیل قرار نگرفتن هیچ یک از این عکس ها در ویکی انگلیسی همین تردید درباره ی اصالت تصاویر باشد.

این در حالی است که در مورد درخت سیزدهم این لیست که یک درخت سدر دو هزار و سد و هفتاد ساله ی ژاپنی است، دو عکس قرار داده شده است که حجم یکی از آنها نزدیک به 8 مگابایت است!

اینها همه که گفتم شاید با این نیت بود که به خود آییم و قدر داشته های خود را بیشتر بدانیم. بیایید اینگونه فرض کنیم آنها که مسئولیت پاسداشت، محافظت و معرفی داشته های فرهنگی مان را برعهده دارند و بابت اینکار کسب درآمد میکنند خواب اند! آیا ما خود نباید در این راه گامی برداریم؟ آیا به صرف اینکه افراد مسئول کم کاری میکنند، از ما سلب مسئولیت میشود؟

پیشتر در یادداشتی در مورد شناخت آتشکده های ایران زمین یادآور شده بودم که این باری است بر دوش یکایک جوانان ایران زمین و هر کس در این راه کوتاهی کند، روزی بابت این اهمال خود انگشت حسرت به دندان خواهد گزید. این بار نیز مجددن یادآور میشوم که بر همه ی ما جوانان ایرانی که برایمان این امکان مهیاست شایسته و بایسته است که از داشته های فرهنگی کشورمان تصویرهای با کیفیت بالا و زیبا تهیه کنیم و به همراه توضیحاتی هرچند اندک، اما درست، به زبان انگلیسی در سایت های بین المللی منتشر نماییم.

تردید نکنید که همین کارهای به ظاهر ساده اثری شگرف در شناسایی داشته های فرهنگی کشورمان در مقیاسی جهانی، همچنین در تغییر ذهنیت منفی شکل گرفته پیرامون ایران خواهد داشت. بیایید به ایران زمین فارغ از تعلقات و عوارض سیاسی اندیشیده و به آن با دیدی فراز اندیش و بلند مدت بنگریم.

 


نوشته شده در تاريخ جمعه بیست و سوم اسفند 1387 توسط علی رضا پیرمردی

درخت را می توان بعنوان یک گیاه بزرگ چوبی چند ساله تعریف کرد.اگرچه تعریف ثابتی درباره اندازه آن وجود ندارد ، می توان گفت یک درخت بالغ معمولا" دارای ارتفاع حداقل 5/4 متر ( 15 فوت) بوده و شاخه های آن به یک ساقه اصلی متصل هستند.درختان اجزای مهمی از مناظر طبیعی و عناصر ضروری در ساخت فضای سبز به شمار می روند.

درختان در مقایسه با سایر گونه های گیاهی عمر طولانی تری دارند. گونه های کمی از درختان بیش از 100 متر رشد کرده ( 300 فوت) و بعضی از آنها چند هزارسال عمر می کنند.

اجزای تشکیل دهنده درخت عبارتند از : ریشه ها ، ساقه« ها) ، شاخه ها ، شاخچه ها و برگها. ساقه درخت بیشتر ازبافتهای نگهدارنده و انتقال تشکیل شده است ( آوند چوبی و آبکش). درواقع چوب از سلولهای آوند چوبی و پوست اساسا" از آوند آبکش تشکیل شده است.
هنگامیکه درخت رشد می کند حلقه های رشد را بوجود می آورد که در آب و هوای معتدل با شمردن آنها می توان عمر درخت را تعیین نمود همچنین با استفاده ازاین حلقه ها درعلم دارزمان شناسی «dendrochronology) عمرالوار و زیرکارهایی که در گذشته از درختان ساخته شده اند مشخص می شود. ریشه های درخت که عموما" درون زمین قرار دارند لنگرگاه اندامهای بالای سطح زمین بوده و آب و مواد غذایی را از خاک جذب می کنند.

بیرون زمین ، ساقه درخت موجب ارتفاع شاخه های برگدار شده و در رقابت با سایر گونه های گیاهی به جذب نور خورشید کمک می کنند. در بسیاری از درختان ترتیب شاخه ها موجب حداکثر تماس برگها به نور خورشید می شود.

گروه کوچکی از درختان که در کنار هم رشد می کنند را بیشه یا درختستان و چشم اندازی را که با درختان بسیار زیادی پوشیده شده جنگل می نامند. چندین زیست جـــای مثل جنگل استوایی و تایگا ، بیشتر با درختانــــــی که در آنها وجود دارند مشخص می شوند. درختان بلند اما پراکنده ای که بین آنها مرغزار وجود دارد ساوانا نامیده می شود.

تمامی درختان اندامهایی را که دربالا به آنها اشاره شد ندارند مثلا" بیشتر نخلها فاقد شاخه، کاکتوسهای ساگوارو در آمریکای شمالی فاقد برگهای کارکردی و سرخسهای درختی فاقد پوسته می باشند و غیره.

با این وجود تمام اینها برحسب اندازه و شکل زمختی که دارند جزو درختان محسوب می شوند. در واقع گاهی اوقات اندازه، مهمترین عامل است . گیاهی که شبیه درخت است اما معمولا" کوچکتر و دارای چند ساقه و(یا) شاخه هایی نزدیک سطح زمین می باشد درختچه نامیده می شود. بنابراین امکان تمایز مشخصی بین درخت و درختچه وجود ندارد.

از نظر فنی گیاهان بنسای را برحسب اندازه آنها نمی توان جزو درختان به حساب آورد اما نباید با اشاره به یک گونه که دارای نمونه هایی با اندازه یا شکل جداگانه هستند گمراه شد. یک نهال صنوبرهیچ تناسبی با تعریف درخت ندارد ولی کلیه صنوبرها جزو درختان محسوب می شوند.

در اسطوره شناسی و ادیان ، درختان بصورت نمادهای مهمی بکار می روند. مثلا Yggdrasil در در اسطوره شناسی اسکاندیناوی ، درخت کریسمس که از اسطوره شناسی آلمانی گرفته شده ، درخت آدم و حوا در یهودیت و مسیحیت و درخت بودا در آئین بودا. در بعضی از ادیان مانند هندو اعتقاد بر این است که درختان ، منازل ارواح درختان هستند.

درختان خانواده های گیاهان بسیار متوعی وجود دارند لذا گونه های مختلفی از انواع و اشکال برگ ، پوسته ، گل ، میوه و...را دارا هستند. احتمالاسرخسهای درختی نخستین درختان بوده اند که در جنگلهای پهناور رشد کرده اند. بعدا بازدانه ها ، گینکگوها وسرخسهای نخلی پدیدار شدند.
امروزه بیشترین گونه های درختان ، مخروزاها و گیاهان گلدار می باشند. فهرست زیر نمونه هایی از درختان معروف و چگونگی طبقه بندی آنها را نشان می دهد.

 



فهرست نمونه گونه های درختان

گیاهان گلدار(Magnoliophyta)

دولپه ایها(Magnoliopsida)



خانواده بلادر

·                     بلادر Anacardium occidentale

o                    درخت انبه Mangifera indica

o                    پسته Pistacia vera

o                    درخت انگم Toxicodendron verniciflua

·                     Aquifoliaceae( خانواده راج)

o                    راج آمریکائی Ilex opaca

·                     Araliaceae ( خانواده پیچک)

o                    کالوپاناکس Kalopanax pictus

o                    بتولاسیا«خانواده غان)

o                    توسکای سیاه Alnus glutinosa

o                    غان کاغذی Betula pendula

·                     بومباکاسیا( خانواده بائوباب، گاهی اوقات شامل مالواسیا)

o                    بائوبا Adansonia species

o                    درخت پنبه Bombax ceiba

o                    کاپوک Ceiba pentandra

o                    درخت زباد Durio zibethinus

o                    بالسا Ochroma lagopus

·                     کاکتاسیا (خانواده کاکتوس)

o                    ساگوارو Carnegiea gigantea

·                     کورناسیا( خانواده سگ زبانان)

o                    سگ زبان اقیانوس آرام Cornus nuttallii

·                     باقلا( خانواده نخود)

o                    درخت لالکی Gleditsia triacanthos

o                    اقاقیای سیاه Robinia pseudoacacia

o                    درخت پروانه گونهLaburnum

o                    چوب برزیل Caesalpinia echinata

·                     فاگاسیا«خانواده راش)

o                    شاه بلوط شیرین Castanea sativa

o                    راش آمریکائی Fagus grandifolia

o                    راش اروپائی Fagus sylvatica

o                    راش سیاه Nothofagus solandri

o                    تانواک Lithocarpus densiflorus

o                    بلوط انگلیسی Quercus robur

·                     فوکوایریاسیا( خانواده بوجام)

·                     بوجام Fouquieria columnaris

·                     هاماملیداسیا(خانواده تیره انجیلی)

o                    شیرین ژد Liquidambar styraciflua

o                    آهن چوب ایرانی Parrotia persica

·                     ژاگلانداسیا( خانواده درخت گردو)

o                    گردوی سیاه Juglans nigra

o                    گردوی آمریکائی گونهCarya

·                     لوراسیا( خانواده برگ بو)

o                    دارچین Cinnamomum zeylanicum

o                    دارچین خلیج Laurus nobilis

o                    درخت آوکادو Persea americana

·                     لیتراسیا«خانواده لیزی ماکیا)

o                    توری Lagerstroemia sp.

·                     مگنولیاسیا ( خانواده ماگنولیا)

o                    درخت لاله Liriodendron tulipifera

o                    ماگنولیا گونهMagnolia

·                     مالواسیا(شامل تیلیاسیا)«خانواده پنیرک)

o                    زیرفون آمریکائی«درخت باس) Tilia americana

o                    زیرفون کوچک برگ Tilia cordata

·                     مایاسیا«خانواده ماهون)

o                    نیم Azadirachta indica (A. Juss(

o                    درخت بید Melia azedarach

o                    ماهون Swietenia mahagoni

·                     میریستیساسیا( خانواده درخت جوز هندی)

o                    جوز هندی Mysristica fragrans

·                     میرتاسیا«خانواده مورد)

·                     ژدآبی Eucalyptus globulus

·                     مورد Myrtus communis



نیساسیا:یک درخت کبوتر گلدار

·                     نیساسیا( خانواده لاله گاهی اوقات جزو کورناسیا می باشد)

o                    توپلو Nyssa sylvatica

o                    درخت کبوتر Davidia involucrata

·                     اولیسیا( خانواده درخت زیتون)

o                    زیتون Olea europaea

o                    زبان گنجشک گونهFraxinus

·                     پلاتاناسیا(خانواده چنار)

o                    چنار لندن Platanus x hispanica

·                     ریزوفوراسیا( خانواده کرنا)

o                    کرنای قرمز Rhizophora mangle

·                     رزاسیا( خانواده رز) <

 


نوشته شده در تاريخ جمعه بیست و سوم اسفند 1387 توسط علی رضا پیرمردی

چارلز رابرت داروین (۱۲ فوریه، ۱۸۰۹ - ۱۹ آوریل، ۱۸۸۲)دانشمند و زیست‌شناس انگلیسی و بنیانگذار نظریهٔ تکامل است. او کتابی با عنوان اصل انواع دارد.


از کودکی تا دانشگاه

چارلز داروین در ۱۲ فوریه ۱۸۰۹ در خانواده پزشکی ثروتمند اهل شروبری، شروپشایر، انگلستان دیده به جهان گشود. او پنجمین از شش فرزند خانواده بود. پدرش رابرت داروین و مادرش سوزانا وجوود هر دو از خانواده‌های اصیلزاده انگلیسی و حامیان کلیسای توحیدی بودند.
وقتی داروین هشت سال داشت مادرش درگذشت. یک سال بعد او را برای تحصیل به مدرسه شبانه‌روزی در شهر مجاور فرستادند. در ۱۸۲۵ پس از صرف یک سال کارآموزی در کنار پدرش برای تحصیل پزشکی به دانشگاه ادینبرو رفت. اما خشونت عملیات جراحی باعث شد که از پزشکی بیزار شود و در عوض نزد یک برده سیاهپوست آزاد شده به نام جان ادمونستون به آموختن تاکسیدرمی مشغول شود. داروین شیفته داستان‌هایی بود که ادمونستون از جنگل‌های بارانی امریکای جنوبی برایش تعریف می‌کرد.

یک سال بعد داروین یکی از اعضای فعال انجمن دانشجویی طبیعیدان و شاگردی مستعد در مکتب رابرت ادموند گرانت، یکی از پیشگامان نظریه تکامل بود. وی همچنین در کلاس‌های تاریخ طبیعی رابرت جیمسون در زمینه جغرافیای چینه‌شناختی شرکت می‌کرد و طریقه طبقه‌بندی گیاهان را در موزه بزرگ دانشگاه ادینبورو می‌آموخت.

در سال ۱۸۲۷ پدر ناخشنود از این که پسر جوانش به پزشکی علاقه‌ای نشان نمی‌دهد، نام او را در کالج کریست دانشگاه کیمبریج نوشت تا در کسوت روحانیت در آید. این تصمیم عاقلانه‌ای برای داروین جوان بود چرا که در آن زمان کشیش‌های انگلیکان درآمد خوبی داشتند و بسیاری از طبیعیدانان خود روحانی بودند. با اینحال داروین در کیمبریج ترجیح می‌داد که به جای درس خواندن همراه با پسر عمویش ویلیام داروین فاکس به سوارکاری، تیراندازی و جمع‌آوری سوسک بپردازد و در این کار آنچنان پیشرفت کرد که او را به عنوان سوسک شناس به جناب کشیش جان استیونس هنسلو استاد گیاهشناسی معرفی کردند. داروین در کلاس‌های تاریخ طبیعی هنسلو شرکت جست و چیزی نگذشت که محبوب‌ترین شاگرد وی شد. با نزدیک شدن فصل آزمون، داروین بر درس‌هایش متمرکز شد و سرانجام امتحانات نهایی را با کسب نمره خوب در الهیات و نمره‌های متوسط در ادبیات یونانی، ریاضیات و فیزیک با موفقیت پشت سر گذاشت.
پس از دانش‌آموختگی، داروین و همکلاسی‌هایش تصمیم گرفتند که برای مطالعه تاریخ طبیعی مناطق گرمسیر به جزایر مادئیرا سفرکنند. وی برای کسب آمادگی بیشتر در کلاس‌های جغرافیای جناب کشیش ادام سجویک نامنویسی کرد؛ اما هنگامی که به اتفاق او برای نقشه‌برداری از لایه‌های صخره‌ای ویلز در آن ناحیه به سر می‌برد خبر لغو سفر به او رسید. داروین در راه بازگشت به خانه بود که نامه دیگری دریافت کرد؛ نیروی دریایی به دنبال یک طبیعیدان می‌گشت که ناخدا رابرت فیتزروی را در یک سفر اکتشافی به امریکای جنوبی همراهی کند و هنسلو داروین را پیشنهاد کرده بود. این سفر فرصتی گرانبها بود برای داروین تا علائقش را به عنوان طبیعیدان دنبال کند.

پدر ابتدا این سفر را بیهوده می‌دانست و با آن مخالف بود ولی با اصرار برادر زنش جوزیا وجوود بالاخره با تصمیم پسرش موافقت کرد. این سفر نه دو سال که پنج سال به درازا کشید و مقدر بود که دانش بشر را به مسیری نو رهنمون شود.


سفر با بیگل

سفر با کشتی بیگل پنج سال به طول انجامید. داروین بیشتر این مدت را صرف پویش‌های زمین‌شناختی، بررسی سنگواره‌ها و مطالعه بر روی ارگانیسم‌های زنده کرد. او از موجودات زنده امریکای جنوبی هزاران نمونه گرد آورد که بسیاری از آنها تا آن زمان برای دانشمندان غربی ناشناخته بودند. همه این‌ها به علاوه یادداشت‌های مفصلی که داروین از مشاهدات خود تهیه کرده بود، در نظریه‌پردازی‌های آینده او بسیار به کار آمدند.

 

پیدایش نظریه تکامل

داروین ابتدا به هیچوجه در پی به چالش کشیدن فرضیه ثبات انواع نبود ولی ادامه تحقیقات سؤالات بی‌پاسخ زیادی پیش پایش می‌گذاشت. یک سال پیش از شروع سفر، کتاب جنجال‌برانگیزی از چارلز لایل منتشر شده بود به نام اصول زمین‌شناسی که داروین نسخه‌ای از آن را همراه خود داشت. نویسنده در این کتاب مدعی شده بود که سطح زمین بر اثر فرآیندهای تدریجی تغییر می‌کند و دگرگونی پوسته زمین جریانی یکنواخت در طبیعت در طول تاریخ این کره است. وی توضیح می‌دهد که هر نوع موجود زنده ابتدا در مرکزی رشد می‌‌کند و از آن نقطه پخش شده است و نشان داد که مدتی دوام آورده تا تدریجا از بین رفته و جای خود را به انواع دیگر داده است (اصل مراکز آفرینش). از این رو او نتیجه گرفت که پیدایش انواع جدید جریانی پیوسته و یکنواخت در طول تاریخ زمین است. این نظریات که کاملاًً بر خلاف باورهای رایج زمانه بود، سر و صدای زیادی در محافل علمی برانگیخت. داروین با بررسی لایه‌های سنگی و سنگواره‌ها در نقاط مختلف شواهد زیادی در تأیید نظریات لایل یافت. در جزایر گالاپاگوس او فسیل‌هایی بسیار نزدیک ولی نه کاملاًً همانند با اشکال زنده پیدا کرد. وی مشاهده کرد که لاکپشت‌های ساکن در هر جزیره اندکی با لاکپشت‌های جزیره مجاور متفاوتند و سهره‌های جزیره‌های مختلف تفاوت کمی با یکدیگر دارند. از نظر داروین بهترین توضیح آن بود که انواع تغییر می‌کنند و اعضای هر گونه نیای مشترکی دارند.

پس از اتمام سفر، داروین با کنار هم گذاشتن مشاهدات خود و با استفاده از اصل «مراکز آفرینش» چارلز لایل نحوه توزیع گونه‌های مختلف جانوری را توضیح داد و در اولین ویرایش کتاب خود با عنوان «مسافرت بیگل» منتشر کرد.


دستاوردهای علمی پیش از ارائه نظریه تکامل

در تمام طول سفر، داروین همواره از حمایت‌های استاد سابقش برخوردار بود. هنسلو ترتیب چاپ نوشته‌های داروین را می‌داد و سنگواره‌های جمع‌آوری شده را در اختیار طبیعیدانان معتبر می‌گذاشت؛ بطوریکه وقتی در دوم اکتبر ۱۸۳۶ بیگل به بریتانیا بازگشت، داروین در جمع دانشمندان شهرتی پیدا کرده بود. او پس از دیداری از خانه و ملاقات با پدر به لندن رفت و گروهی از بهترین طبیعیدانان را گرد آورد تا بر روی نمونه‌های گیاهی، جانوری و زمین‌شناختی جمع‌آوری شده مطالعه کنند. هنسلو داروین را به ریچارد اوون زیست‌شناس معروف معرفی کرد. وقتی اوون در کالج پادشاهی جراحان بر روی مجموعه سنگواره‌های داروین کار کرد با کمال شگفتی متوجه شد که آن متعلق به گونه‌هایی از جوندگان غول‌پیکر و تنبل هاست که نسلشان منقرض شده است. این کشف بیش ازپیش بر اعتبار داروین افزود.

در ۱۷ فوریه ۱۸۳۷ لایل سخنرانی خود در مقام رئیس انجمن زمین‌شناسی را به یافته‌های ریچارد اوون درباره مجموعه سنگواره‌های داروین اختصاص داد با این مضمون که گونه‌های منقرض شده با گونه‌های فعلی همان منطقه در ارتباطند. در همان جلسه داروین به عنوان عضو شورای انجمن زمین‌شناسی برگزیده شد.

نگارش کتابی درباره زمین‌شناسی امریکای جنوبی و تألیف کتاب چند جلدی «جانورشناسی کشتی بیگل» از جمله دیگر پروژه‌هایی بود که داروین در آن مشارکت کرد.

فعالیت‌های علمی شدید داروین تا اواسط ۱۸۳۷ ادامه یافت. در این زمان او به توصیه پزشکان از فشار کار کم و برای استراحت در ییلاق اقامت کرد.

زندگینامه تکمیلی :

چارلز داروين طبيعي دان معروف و نويسنده آثار اصل انواع و انتخاب طبيعي در سال 1809 در شروزبري انگلستان بدنيا آمد. پدرش رابرت داروين ،از پزشکان موفق و ثروتمند بود که در سايه او فرزندانش زندگي راحتي را مي گذراندند بي آنکه چيزي کم داشته باشند 0چارلز 8ساله بود که مادرش را ازدست داد. پدر بزرگش ، دکتر اراسموس داروين از پزشکان معروف و طبيعيدانان بزرگ زمان خود بود . در ميان اين خانواده تحصيل کرده و روشنفکر ،تنها چارلز بود که ظاهراً از هوش و استعداد بي بهره بود .در دوران تحصيل ، معلمان و مديران مدرسه او را شاگردي کودن وتنبل مي خواندند ، اما حقيقت قضيه اين است که او نابغه بود. شايد به اين خاطر ديگران او را نادان مي دانستند که تصورات و افکار بلندش براي آنها قابل قبول نبود ، و نيز با برنامه درسي مدرسه ارتباطي نداشت.

چارلز،علاقه زيادي به حيوانات و حشرات داشت.دقت او در مشاهده و مطالعه موجودات زنده شگفت آور بود . خودش در اين باره مي گويد : من بر تمام افراد عادي بشر از نظر دقت ديد و مشاهده کنجکاوانه برتري دارم و هر چيز را با انديشه مي نگرم. قدرت مشاهده چارلز هميشه مورد توجه پدر بود. پدر داروين , مردي تنومند و قوي هيکل بود که وزنش به 150 کيلو مي رسيد. او در موقع عيادت از بيماران فقير , اغلب دچار اشکال مي شد زيرا پله ها و اتاق هاي خانه اين بيماران اکثرا خراب وفرسوده بود و تحمل وزن دکتر رابرت را نداشت. از اين رو چارلز را به جاي خود به عيادت بيماران مي فرستاد. و چارلز پس از معاينه و مشاهده وضع حال بيماران , يادداشتهايي روي کاغذ مي آورد و آنها را به پدرش مي داد تا براي بيمارانش نسخه بنويسد. چارلز با برادرش اراسموس براي تحصيل طب وارد دانشگاه ادينبورگ شد . همانطور که انتظار مي رفت ,وضع تحصيلي او در دانشگاه رضايت بخش نبود و از دانشجويان بي استعداد به شمار مي آمد. اما چارلز به کارهاي تجربي و علمي علاقه زيادي از خود نشان مي داد.

مخصوصا به موضوعاتي که درباره منشا حيات دور مي زد و از مسايل روز بود , عشق مي ورزيد. پس از دو سال تحصيل در دانشگاه چون موفقيتي کسب نکرد و استعداد تحصيل در رشته پزشکي را نداشت از دانشگاه اخراج شد. پس از شکست در تحصيل ، چارلز که در خانواده بي نياز و روشنفکري بزرگ شده بود , تصميم گرفت حرفه آبرومندي براي خود دست و پا کند . مدتها دنبال اين کار بود و عاقبت به علم الهيات روي آورد. براي تحصيل اين علم به کمبريج رفت و مدت کمي در آنجا به آموختن حمکت الهي و اصول و قواعد ديني پرداخت. اما بيشتر اوقاتش را به شکار حشرات و جمع آوري آنها مي گذراند. داروين در بيست سالگي در رشته الهيات از دانشگاه فارغ التحصيل شد , اما ابدا حاضر نبود که کشيش باشد و افکارش در جايي ديگر سير و سياحت مي کرد. بعد از مد تي نامه اي از جان هنسلو(1) گياه شناس جوان که يکديگر را در دانشگاه کمبيريج ديده بودند , دريافت کرد. داروين به دعوت وي نزد او رفت و در آنجا بود که با کاپيتان فيتزروي(2) ناخداي کشتي بيگل(3)آشنا شد و تصميم گرفت که با اين کشتي به سفر دور و درازي برود. کشتي بيگل , عازم سفر به جزاير آمريکاي جنوبي بود و چارلز علاقه داشت که در اين سفر به تحقيق و مطالعه طبيعت بپردازد. مسافرت او دو سال طول کشيد اما وي به پايان آن نمي انديشيد , حتي مايل بود سالها در اين جزاير بماند و زندگي کند.

در بازگشت از سفر ،نزد پدر رفت و از او تقاضاي پول کرد ولي پدر در جوابش گفت : اين فکر و عقيده تو کاملاً بيهوده است و از اين مسافرتها چيزي بدست نخواهي آورد . سرانجام اعضاي خانواده باهم مشورت کردند و با مسافرت چارلز موافقت شد . هنگامي که کشتي بيگل در زمستان سال 1831 بار ديگر سفر دريايي اش را از بندرگاه دونپورت آغاز کرد چارلز هم به اين سفر رفت .او مدت 5سال از خانواده خود دور بود ، و روح ماجراجو و کنجکاوانه اش دائما در پي يافتن تازه هاي طبيعت بود چارلز در مشاهداتش نازک بيني و دقت شگرفي داشت .

گزارش تحقيقي خود را بسيار جالب موشکافي مي کرد و آن را بسط مي داد . در جمع آوري گياهان و سنگواره جانوران مهارت کافي داشت و هرگز از اين کار خسته نمي شد . در هر بندري که کشتي لنگر مي انداخت گزارش کار ، و چيزهايي که جمع آوري کرده بود براي خانواده اش مي فرستاد سفر دريايي داروين پر از ماجرا و خطر بود . در جزاير ،جانوران درنده ، انسان‌هاي وحشي ،دزدان دريايي زندگي مي کردند ، و او ناگزير بود براي حفظ جان خود از آنان دوري کند طوفانهاي هراسناک و سرماي مهلک او را آزار مي داد .

اما در عوض ،مناظر و چشم اندازهاي زيبا و ديدني و زنان خوب روي شهرهاي آمريکاي جنوبي او را تحت تاثير قرار مي داد. دراين سفر کاپيتان فيتزروي و سه تن از بوميان وحشي را که در سفر قبل به گروگان برده بود به قبيله شان باز گرداند . داروين متوجه شد که اين سه بومي که طبيعت آنها با آب و هواي نامساعد عادت داشت پس از تماس با محيط متمدن روحيه شان تا حدي تغيير کرده بود. کشتي بيگل ،پس از نقشه برداري از سواحل گمنا م و مطالعه درباره انواع گياهان عجيب و زندگي جانوران ، سر انجام در جزاير گالاپاگويس ، واقع در 800 کيلو متري غرب آمريکا ي جنو بي لنگر انداخت طبيعت ،شبيه آزمايشگاه حيرت انگيزي بود که داروين در آن سخت فرو رفته بود ، و در راهي گام بر مي داشت که شيفته آن بود .

چارلز ، با مطالعات خستگي نا پذ ير خود عاقبت به کيفيت اصل انواع پي برد . چگونگي و تحقيق و مطالعه درباره زندگي مو جودات زنده با انواع گو نا گو ن ، کليد حقيقت را بدست داروين داد و درک کرد که تغييرات لازم معمولاً در انواع حيات نمودار مي شود داروين در خاطراتش مي نويسد :در جزيره پرندگان زندگي مي کنند که نژاد آنها يکي است اما انواعشان با هم فرق دارد .روش زندگي خزندگان و پرندگان و ساير حيوانات از جزيره اي به جزيره ديگر متفاوت است ،اما يک يک اصل تشابه در ميان همه آنها به چشم مي خورد .اگر تمامي آفرينش و خلقت در يک زمان بوجود آمده است ،اين سوال پيش مي آيد که چرا در انواع مو جودات زنده اختلافاتي ديده مي شود ؟ حاکم يکي از جزاير به داروين گفته بود که در يکي از جزاير اطراف لاک پشتهايي زند گي مي کنند که نژاد و اصل آنها با هم تفاوت دارد . داروين فهميد که تشابه و اختلاف در ساير موجودات زند ه هنگامي مفهوم دارد که اينها از اجداد خود خصوصيتهايي به ارث برده باشند و بعد در دوره تکامل تغييراتي در آنها طي شده است .

به اين ترتيب ،ريشه تئوري تکامل تدريجي در مغز داروين شروع به نشو و نمو کرد به عقيده او در انواع موجودات زنده تغييراتي ديده مي شود . اين يک حقيقت محض بود ، اما چه عواملي موجب اين تغييرات شده و چگونه اين اتفاق افتاده ؟ اين پرسش تا سال 1838 که کتاب رساله اي درباره جمعيت نوشته اقتصاددان معروف انگليسي مالتوس ، را مطالعه کرد در ذهن او باقي بود . مالتوس ، عقيده داشت که انسان طبق تصاعد هندسي زاد و ولد مي کند ، و فرآورده هاي غذايي طبق تصاعد حسابي افزايش مي يابد . و از اين رساله تحقيقي نتيجه گرفت که انسان بايد جلو ازديا د نسل را بگيرد و گرنه جمعيت کره زمين آنقدر زياد خواهد شد که غذاي کافي به همه نخواهد رسيد و افراد بشر ناگزير مي شوند همد يگر را پاره پاره کنند . اين نظريه ، توجه داروين را به خود معطوف کرد و دريافت که چگونه و چرا موجودات زنده از نسلي به نسل ديگر تغيير مي کنند. داروين معتقد بود که حيوانات اهلي از مخلوقهايي هستند که مي توان در نژاد و نسل آنها صفات و خصو صيتهاي دلخواه بوجود آورد .

انسان صفات مورد دلخواه را در حيوانات اهلي به اين ترتيب بدست آورد که بعضي از آنها را که صفات دلخواهش را نداشتند وادار به کاهش زاد و ولد کرد و بعد حيواناتي را که داراي صفات انتخابي بودند پرورش داد و نسل آنها را زيادتر کرد . داروين ، مشاهده کرد که در انواع حيوانات وحشي نيز اختلافهايي پيدا شده است . در اينجا باز اين پرسش مطرح مي شود که چگونه انتخاب بدون کمک و دخالت دست انسان صورت گرفته است ؟ نظريه مالتوس بار ديگر داروين را به خود آورد . انسان ناگزير است براي ادامه حيات غذا تهيه کند و براي رسيدن به اين خواست خود به نحوي با محيط و طبيعت بجنگد و برآن غلبه کند . حيوانات وحشي داراي اين خصوصيات هستند . اگر غذا بقدر کافي در دسترس نباشد تنها حيواناتي قادر به ادامه حيات خواهند بود که حريف سرسخت طبيعت باشند .اصل انواع ، يگانه کليد کشف تغييرات يکنواخت در انواع بود .داروين درباره تنازع بقا مي گويد : اختلافهاي مناسب تثبيت مي شوند و اختلافهاي ناياب از بين مي روند ، و در نتيجه انواع جديدي بوجود مي آيند.

داروين مدت بيست سال براي اثبات تئوريهايش که در مسافرت با بيگل روي آنها مطالعه کرده بود مدارک لازم را گردآوري کرد . در سال 1855 زيست شناس انگليسي آلفرد راسل والاس رساله اي با عنوان قوانين و اصول انواع جديد منتشر ساخت . بيشتر مطالب اين مقاله شباهت زيادي به تئو ريهاي داروين داشت که هنوز آنها را بچاپ نرسانده بود . در سال 1858 والاس رساله اي از تحقيقات خود را بنام تمايل تغييرات انواع از منشاء اصلي براي داروين فرستاد . داروين پس از مطالعه مقاله والاس متوجه شد که اين چکيده اي از نظريه هاي او در باب تکامل است که به شيوه ديگر همان نقطه نظرها را دنبال مي کند . سپس تصميم به چاپ پژوهشهايش گرفت و در سال 1858 بود که کتاب والاس به همراه تئو ريهاي داروين در انجمن لينه لندن خوانده شد. کتاب معروف اصل انواع اثر داروين سال بعد بچاپ رسيد . داروين ، در اين کتاب تئوري خود را به تفضيل شرح داده بود و درباره کليات زمين شناسي و مو قعيتهاي جغرافيايي گياهان و جانوران بحث کرده است اکثريت مردم دنيا از تئوري داروين خرده گرفتند و با او به جدال بر خواستند زيرا اولين بار بود که چنين چيزهايي مي شنيدند .

داروين توجهي به سر و صداها و اعتراضهاي بي پايه نداشت و نقطه نظرات خود را با علاقه هر چه بيشتر پيگيري مي کرد. در سال 1860 در اجتماعي از پيشرفتهاي علوم انگلستان شعارهايي بر ضد داروين خوانده شد . اسقف اعظم آکسفورد بروي سکوي خطابه رفت و بي رحمانه به داروين و همکارش توماس هاکسلي حمله برد و آن را به باد مسخره گرفت . اسقف پرسش خود را اين طور مطرح کرد که آيا پدر بزرگ يا مادر بزرگ آقاي هاکسلي از ميمون هستند ؟ هنگامي که هاکسلي در پاسخ گفت: که او ترجيح مي دهد جدش ميمون باشد تا اسقف ناگهان جلسه به هم خورد و هيا هويي به پا شد . در سال 1925 يک معلم مدرسه به نام جان سکوپس به علت تدريس نظريه تکاملي داروين در ايالت تنسي ، مورد تعقيب قانوني قرار گرفت . او در اين محاکمه مقصر شناخته شد اما راي دادگاه بعدا لغو شد . چهل سال پس از مرگ داروين که تمدن صورت جديدتري بخود گرفته بود هنوز نظريه اش موضوع بحث و اختلاف بود. داروين فيلسوفي برد بار و آرام بود. کتابش پس از چاپ با جنجال زيادي روبرو شد .

او پس از بازگشت از مسافرت با بيگل ، بيمار شد و مدتها در بستر بيماري بود و هميشه سر درد و تهوع داشت تا 70 سالگي زندگي کرد اما ديگر به مسافرت نرفت. در سال 1836 با دختر عمويش اماوجوود ازدواج کرد و با خانواده خود در دهکده کوچکي در ناحيه کنت زندگي راحتي داشت و داروين مانند ارسطو سخت تحت تاثير عظمت و شکوه طبيعت قرار گرفته بود و به آن چون دوستداري که خالق و طراح مبتکر موجودات گوناگون است احترام مي گذاشت. چار لز دار وين در سال 1882 از دنيا رفت . اگر او امروز زنده بود و به سفر در يايي مي رفت هر گز نمي توانست به آن نتايجي که در سفر به جزاير گالاپاگوس دست يافته بود برسد زيرا ديگر از آن لاک پشت هاي عظيم الجثه و ميمو نهاي غريب الشکل خبري نيست . همه آن گياها ن نايا ب و پرندگان زيبا محو و نابود شده اند . امروز ، اين جزاير مراکز پايگاه هاي هوايي است و غرش هواپيماهاي جت ، صداهاي حيواناتي ر ا که داروين نخستين بار شنيد براي هميشه در خود خفه کرده است . داروين ، متفکر بزرگي بود که تئوري تکامل را بنياد نهاد و تحول چشمگيري در جهان بوجود آورد . او عقيده داشت که تئوريهاي علمي نيز دستخوش تغييرات تکاملي مي شوند.


نوشته شده در تاريخ شنبه دهم اسفند 1387 توسط علی رضا پیرمردی

نقش پروتئین ها در رژیم غذایی


پروتئین ها مواد مغذی اصلی هر سلول زنده هستند. در ساختمان آنها نه تنها کربن
،
هیدروژن و اکسیژن وجود دارد، بلکه ازت و گاهی گوگرد نیز موجود می باشد.

پروتئینها مسئول انجام اعمال گوناگونی هستند. نقش آنها از تشکیل ماده انقباضی عضلات گرفته تا ساختن بعضی از هورمون ها، آنزیم ها و آنتی کورها، تبدیل انرژی شیمیایی به کار و انتقال اکسیژن و هیدروژن متنوع می باشد.


یادآوری ویژگیهای فیزیکو– شیمیایی پروتئین ها

الف) از هیدرولیز پروتئین ها اسیدهای آمینه بدست می آید.

تعداد اسیدهای آمینه بیست عدد می باشد که بعضی از آنها «اساسی» هستند که عبارتند از :

لیزین, تریپتوفان فینل آلائین, متیونین, ترئونین, لوسین و والین و چون بدن انسان قادر نیست آنها را بسازد، حتماً باید توسط غذا تأمین گردند.


ب) با ترکیب اسیدهای آمینه با هم، پلی پپتیدها بوجود می آیند. از ترکیب پلی پپتیدها با هم، تعداد قابل توجهی مولکول پروتئین حاصل شود.


متابولیسم اسیدهای آمینه

اسیدهای آمینه شکل نهایی متابولیسم پروتئین ها هستند، قابل انتشار بوده و شامل مواد ساده ای است که مصارف مختلفی دارند:

الف) ذخیره موقتی در بافت ها

ب) سنتز پروتئین ها: با اسیدهای آمینه بافتهای مختلف، پروتئین ها سنتز می شوند.

ج) دز آمیناسیون – ترانس آمیناسیون: با سوختن اسید آمینه، بعد از آنکه اسید آمینه عامل آمینی (NH2) را از دست داد، یک اسید چرب باقی می ماند که حدوداً 90 درصد انرژی موجود در اسید آمینه را در بر می گیرد و در زمان کمبود انرژی یا مصرف بیش از حد پروتئین، اسید آمینه پس از دست دادن ازت خود می سوزد.همچنین اسیدهای آمینه در بدن با جا به جا کردن ازت (ترانس آمیناسیون) به یکدیگر تبدیل می شوند.



مقدار مورد نیاز پروتئین برای یک ورزشکار

پس از اینکه فرد ورزشکار از میزان انرژی مورد نیازش اطلاع کافی به دست آورد، بایستی 15 تا 17 درصد میزان انرژی را به دست آورده ، تقسیم بر عدد 4 کند ، عدد به دست آمده گرم پروتئین مورد نیاز ورزشکار است که باید از طریق غذا در طول روز تامین شود. برای ورزشکارانی که نیاز به افزایش حجم عضلات دارند، از 17 درصد و برای دیگر ورزشکاران از 15درصد انرژی، برای محاسبه پروتئین مورد نیاز باید استفاده کرد.

17 – 15 درصد میزان انرژی مورد نیاز ورزشکار (تقسیم بر) 4 = گرم پروتئین مورد نیاز ورزشکار

منابع غذایی پروتئین ها

پروتئین ها بخشی از ترکیبات مواد غذایی هستند که با مقدارهای مختلف در آنها موجودند. پروتئین های دارای منشاء حیوانی کیفیت خوبی دارند. با وجود این بعضی از مواد غذایی گیاهی «حبوبات، غلات، نان...) دارای مقادیر کمی پروتئین هستند که ارزش حیاتی آنها پایین تر از پروتئین های حیوانی است، اما به مقدار آنها جالب توجه هستند. در مورد منابع غنی از پروتئین بطور کامل توضیح می دهیم:


1-گوشت قرمزگوشت های گاو، گوسفند، اسب، صرف نظر از آنکه چه قسمتی از بدن حیوان باشد، دارای ویژگیهای تغذیه ای شبیه به هم هستند. مزّیت تغذیه ای گوشت به غنای پروتئینی آن بستگی دارد (15 تا 20% گوشت، پروتئین است). گوشت غنی از فسفر، آهن و ویتامین های گروه B (مخصوصاً B1 ) است. میزان چربی های آن بر حسب نوع حیوان و قسمت بدن به طور قابل توجهی متغیراست. به طور متوسط 170 کیلوکالری برای هر 100 گرم، انرژی تولید می کند. ارزش غذایی « گوشت قرمز برابر گوشت سفید» است. گوشت کاملاً پخته شده همان ارزش گوشت خام یا گوشتی را دارد که مختصراً پخته شده باشد. اما پختن کامل برای از بین بردن انگل ها (مخصوصاً تنیا ) لازم است.


ویژگیهای خاص بعضی از گوشت های قرمز

- گوشت گوسفند اغلب چرب است، حتی وقتی کم چربی ترین بخش های آنها مصرف گردد.
- گوشت گوساله غنی از
نوکلئوپروتئین ها است و مصرف خیلی زیاد آن می تواند عمل عضلات را مختل کند.

- اسب دارای گوشت کم چربی است (2% چربی). برخلاف آنچه مدتهای مدید فکر می شد، نباید بصورت خام مصرف شود.

- گوشت ها ترجیحاً بهتر است بصورت کباب یا بریان شده مصرف گردند و از گوشتهای سرخ شده، روغن پرشده، آبگوشت و سس های چرب که دارای هضم مشکل هستند، خودداری شود.

- گوشتهای چرخ شده نباید مصرف گردند، مگر با رعایت احتیاط کافی و بصورت گوشت چرخ شده و یخ زده . اگر
گوشت را در منزل، خودتان چرخ کرده و تا دو ساعت بعد، آن را مصرف کنید خیلی بهتر است و یا اینکه چرخ کردن گوشت توسط فروشنده در مقابل خودتان انجام شود و تا دو ساعت بعد مصرف گردد یا در دمای 19- درجه فریز شود.

 گوشتها را نباید بصورت خام مصرف کرد.

برای خریداری گوشت حتماً به تازگی و زمان تولید آن دقت کنید و برای نگهداری طولانی در دمای 18- درجه نگهداری شود.

نگهداری طولانی مدت و کیفیت بهداشتی پایین، ارزش غذایی پروتئین موجود در گوشت را کاهش می دهد.


2-فرآورده های امعاء و احشاء، ماکیان و گوشت شکار

الف)امعاء و احشاء: زبان و دل دارای ارزش تغذیه ای نزدیک به گوشت هستند.

- جگر از جالب ترین احشاء است. به همین جهت است که مصرف یک بار در هفته آن را برای ورزشکاران توصیه می کنیم (اما نباید بیش از یک بار در هفته مصرف گردد چون دارای نوکلئو پروتئین ها و کلسترول است). جگر یک منبع قابل توجه پروتئین( 20 تا 22 درصد)، آهن، عناصر کمیاب، فسفر، ویتامین های گروه B (B1, B2, B6, pp, B12) و ویتامینAاست. جگر بره دارای ارزش تغذیه ای معادل جگر گاو(غنی ترین جگر) است.

- امعاء و احشاء دیگر: پاچه، کله، سیرابی، و مغز از نظر بافت عضلانی فقیر، اما غنی از نظر نوکلئو پروتئین ها هستند و قابل مقایسه با ارزش تغذیه ای جگر نمی باشند. پس آنها را باید خیلی کم مصرف کرد. چون دارای چربی زیاد هستند، خصوصا در زمان پیش از مسابقات نباید مصرف شوند.


ب) ژامبون ها و سوسیس های خشکی که خیلی چرب نیستند، می توانند جایگاهی در تغذیه ورزشکاران داشته باشند، ولی سطح پروتئین آنها پایین است.


ج) ماکیان: گوشت ماکیان دارای ارزش تغذیه ای نزدیک به گوشت قرمز است، البته میزان چربی در گروهی از آنها مثل جوجه کبوتر و بوقلمون کم (6 تا 12 درصد) و در مرغ، غاز و اردک بالا (18 تا 32 درصد) می باشد. میزان اسیدهای چرب غیر اشباع آنها یکی از نکات مثبت است.


د) گوشت شکار کم چربی است: مانده آنها نباید مصرف گردد، به صورت بریان یک منبع عالی پروتئین است.


3- ماهی ها

ارزش تغذیه ای ماهی مشابه گوشت است. ماهی غنی از پروتئین (15 تا 20 درصد)، فسفر، گوگرد، آهن (آهن کمتری نسبت به گوشت دارد)، مس و ید است، همچنین غنی از ویتامین های گروه B می باشد. ماهی های چرب حاوی مقادیر قابل توجهی ویتامین های A وD هستند.


ارزش انرژی زایی ماهیها برحسب میزان چربی آنها از 80 تا 200 کیلوکالری برای هر 100 گرم متغیر است، اما در هر حال این چربی ها با ارزش هستند، چون دارای اسیدهای چرب با یک پیوند دوگانه و یا چند پیوند دوگانه هستند و در بین اسیدهای چرب دارای چند پیوند دوگانه، اسیدهای چرب امگا– 3 وجود دارد. در پخت ماهی نیز باید همان نکات احتیاطی که در مورد گوشت توصیه شده رعایت کنید: ماهی را کباب کنید یا در فر یا با بخار آب طبخ نمایید.


از کاربرد سس ها، سرخ کردن و در آب نمک خواباندن ماهی که موجب مشکل شدن هضم آن می گردد خودداری کنید.


4-
تخم مرغ

ارزش تغذیه ای آن خیلی نزدیک به مواد غذایی است که قبلاً مورد مطالعه قرار دادیم. تخم مرغ حاوی 14 درصد پروتئین است، که از نظر کیفیت بهترین بوده و بیشترین تعادل اسیدهای آمینه در بین تمام مواد غذایی را داراست. چربی های آن (12 درصد) در زرده تجمع یافته اند و سفیده عملاً فاقد چربی است.


آنچه مربوط به املاح می گردد:

سدیم عمدتاً در سفیده وجود دارد، آهن، پتاسیم و کلسیم به مقدار خیلی کم در سفیده وجود داشته و می توان گفت که فقط در زرده وجود دارند. زرده همچنین از نظر ویتامین ها غنی تر است:
دو سوم ویتامین های B1 ، B2 و کل ویتامین های A و D در زرده وجود دارد. تخم مرغ تازه یا «خیلی تازه» که دارای تاریخ بسته بندی است دارای بیشترین ضمانت می باشد. به استثناء موارد عدم تحمل،
تخم مرغ تازه و خوب تهیه شده، پخته شده بصورت نرم یا سفت، دارای هضم آسان است. و این مسأله تخم مرغ را غذای مناسبی برای زمان تمرین و پیش از مسابقات می کند. یادآوری می کنیم که پروتئین های سفیده تخم مرغ اگر پخته نباشد، توسط بدن قابل استفاده نیست. تخم مرغ بکار رفته در مخلوط های غذایی مثل سوپ ها، دسرها، شیرینی های سبک (بدون خامه) همیشه خوب هضم می گردد.


5-فرآورده های لبنی

لبنیات منابع پروتئین، با ارزش حیاتی بالا هستند و بخصوص از نظر کلسیم تا حد قابل توجهی غنی می باشند. کلسیم موجود در لبنیات بهترین شرایط جذب را دارد و با فسفر متعادل بوده و با مقدار کمی ویتامینD همراه است.

اگر فرد ورزشکار تمایل بیشتری به مصرف لبنیات داشته باشد، می توان بخشی از سهم گوشت را با لبنیات جایگزین کرد، ولی نمی توانیم به جای لبنیات گوشت را توصیه کنیم، چون ورزشکار دچار کمبود کلسیم می شود.

 

الف - شیر

در ایران شیر گاو بیشتر مصرف می گردد. شیر یک ماده غذایی تقریباً کامل است که تنها از نظر ویتامین Cو آهن فقیر است. مقدار پروتئین های آن 5/3 درصد، کربوهیدارت 5 درصد و مقدار استاندارد چری 5/3 درصد در نظر گرفته شده است. شیر غنی از کلسیم و فسفر و حاوی پتاسیم، سدیم، کلر، ویتامین های گروه B، ویتامین Aو در تابستان کمی ویتامینDاست. دارای آب خیلی زیاد است و ارزش انرژی زایی متوسط می باشد: 70 کیلوکالری برای 100 گرم شیر. بزرگترین مسئله در مصرف شیر بهداشت آن است.


* شیرهای تغییر داده شده: شیرهای تغلیظ شده و شیر خشک

- شیر تغلیظ شده بدون شکر – طریقه مصرف: یک حجم شیر را با یک حجم آب مخلوط نمایید. شیر بدست آمده، ارزش شیر معمولی را داشته و همان کاربرد را دارد.

- شیر تغلیظ شده شیرین – یک ماده غذایی با انرژی زیاد است. طریقه مصرف: یک حجم شیر را با دو حجم آب مخلوط کنید. از آن می توان برای تهیه مواد غذایی شیرین نیز استفاده کرد.

- شیر خشک: کمتر از 6 درصد آب دارد. انواع مختلفی از شیرهای خشک وجود دارد که عبارتند از: شیرخشک کامل، شیر خشک بدون چربی، شیر خشک دارای شکر یا بدون شکر. برای مصرف آنها100 گرم شیر خشک را در 9/0 لیتر آب حل می کنیم. شیری که بدین ترتیب تهیه می گردد دارای ارزش تغذیه ای شیر اولیه است و مصرف کردن این نوع شیرها برای غنی کردن پروتئین مصرفی ورزشکار کارایی زیادی دارد.


برخلاف اعتقادی که هنوز به طور گسترده وجود دارد، ماست بدون کلسیم نمی باشد، بلکه ماست یک منبع کلسیم است که همان ارزش شیر را دارد و می توان گفت ماست نوعی شیر اختصاصی است.


 دسرهای دارای شیر و بستنی

این دسته شامل خامه، دسرها، شیرینی های تهیه شده با آرد، شیرینی خامه ای ، کافه گلاسه و همچنین بستنی ها، بستنی تخم مرغی و بستنی میوه ای می باشد.

دسرها بر حسب ترکیباتشان، کم و بیش منبع پروتئین و کلسیم هستند، اما تمام آنها دارای مقدار مهمی قند ساده نیز می باشند.

قابلیت هضم بستنی ها، بستگی به ترکیب و درجه حرارت آنها دارد. مقدار زیاد خامه اغلب دارای هضم مشکل است. در صورتی که سرد مصرف شود، هضم مشکل تری دارد. از خوردن این مواد غذایی در دوران مسابقات و مخصوصاً روزهای مسابقات باید خودداری کرد.


ب‌- پنیرهاپنیرها عملاً فاقد کربوهیدرات هستند. قسمت اعظم ویتامینهای گروه B پنیر، به استثناء ویتامینهای B2 و B12 وارد لاکتوسرم شده، از بین می رود. میزان ویتامینAپنیر زیاد است (غیر از پنیرهایی که از نظر چربی فقیر هستند) ارزش انرژی زایی پنیرها (از 100 تا 400 کیلوکالری بر حسب آنکه پنیر تازه باشد یا دارای بافت سفت ) متغییر است.


نوشته شده در تاريخ شنبه دهم اسفند 1387 توسط علی رضا پیرمردی

قندها یا ساکاریدها ، ساده‌ترین کربوهیدراتها هستند. قندها به قندهای ساده یا مونوساکاریدها ، دی‌ساکاریدها و پلی‌ساکاریدها طبقه ‌بندی می‌شوند. اکثر قندها در طبیعت وجود دارند. بعضی از آنها ساختار بدن سلولهای زنده را تشکیل می‌دهند و برخی طبیعت را می‌سازند. با مواد قندی موجود در طبیعت آشنا می‌شویم.

 

 

مونوساکاریدها

فرمول ساده یا تجربی برای همه قندها است.

 

گلوکز

جزء تک قندی‌هاست. گلوکز ، قند خون یا قند انگور (گلایکیس در فرهنگ یونانی به معنی شیرین) که به دکستوز موسوم است، یک پنتاهیدروکسی هگزانال است و در خانواده آلدوزهگزوزها جای دارد. گلوکز به صورت طبیعی در بسیاری از میوه‌ها و گیاهان و با غلظتی در گستره 0.08% تا 0.1% در خون انسان وجود دارد.

 

فروکتوز

ایزومر کتوهگزوزی گلوکز ، فروکتوز می‌باشد. فروکتوز ، شیرین‌ترین قند طبیعی است. فروکتوز نیز در بسیاری از میوه‌ها و در عسل وجود دارد. فروکتوز در فرهنگ لاتین به معنی میوه است.

 

ریبوز

قند طبیعی مهم دیگر ، ریبوز است. این قند ، واحد ساختاری ریبونوکلئیک اسیدها می‌باشد.

 

دی‌ساکاریدها

دی‌ساکارید از ترکیب دو مونوساکارید از طریق تشکیل یک پل ‌اتری (معمولا استال) بدست می‌آید.

 

ساکارز

ساکارز یک دی‌ساکارید حاصل از گلوکز و فروکتوز است. ساکارز ، قندمعمولی ، یکی از مواد شیمیایی طبیعی است که بدون تغییر مصرف می‌شود؛ (آب و NaCl مثالهای دیگری هستند.) مصرف سالانه ساکارز در آمریکا در حدود 45 کیلوگرم برای هر نفر است. ساکارز از نیشکر و چغندرقند استخراج می‌شود و فراوانی طبیعی آن بین 14 تا 20 در‌صد است. ساکارز در بسیاری از گیاهان دیگر با غلظت کمتر نیز یافت می‌شود. تولید جهانی ساکارز در حدود 70 تریلیون کیلوگرم در سال است و کشورهایی هستند (مانند کوبا) که اقتصاد آنها بستگی به قیمت ساکارز دارد.

ساختمان ساکارز از رفتار شیمیایی در
هیدرولیز اسیدی و تبدیل آن به گلوکز و فروکتوز مشخص می‌شود. ساکارز یک قند غیر کاهنده است. تشکیل اوسازون نمی‌دهد و موتاروتاسیون در آن صورت نمی‌گیرد. این پدیده‌ها ، مشخص می‌کند که دو واحد مونوساکارید توسط یک پلی‌استال از طریق کربنهای آنومری بهم متصل شده‌اند. لذا دو عامل همی‌استالی حلقوی یکدیگر را محافظت می‌کنند.


پراش اشعه ایکس این فرضیه را تایید می‌کند. ساکارز دی‌ساکاریدی است که در آن فرم D - α - گلوکز به D - β - فروکتوز فورانوز متصل شده است.

 

مالتوز

مالتوز یا قند جوانه جو که تجزیه آنزیمی (آمیلاز) نشاسته با راندمان 80% حاصل می‌شود، دی‌مر گلوکز است که در آن ، اکسیژن همی‌استالی یک مولکول گلوکز (در فرم α - آنومری) با C- 4 مولکول دیگر پیوند دارد. در این آرایش ، واحد گلوکزی ، با خواص شیمیایی خاص خود بصورت محافظت نشده باقی می‌ماند. مثلا مالتوز یک قند کاهنده است، اوسازون تشکیل می‌دهد و موتاروتاسیون در آن انجام می‌گیرد.


مالتوز با محلول اسید یا آنزیم مالتاز هیدرولیز شده و به دو مولکول گلوکز تبدیل می‌شود. شیرینی آن به اندازه یک سوم ساکارز است.

 

سلوبیوز

یکی دیگر از دی‌ساکاریدهای متداول سلوبیوز است که از هیدرولیز سلولز بدست می‌آید. خواص شیمیایی و ساختمان آن ، همانند مالتوز می‌باشد، بجز در مورد شیمی فضایی آن در پیوند استالی که β بجای α است. محلول اسیدی ، سلوبیوز را به دو مولکول گلوکز با بهره مشابه هیدرولیز مالتوز تبدیل می‌نماید. ولی هیدرولیز با آنزیم ، به آنزیم دیگری به نام β - گلوکزیداز نیاز دارد که بطور مشخص فقط به β - استالی حمله می‌نماید. برعکس ، مالتاز مخصوص مخصوص واحدهای α - استالی در مالتوز است.

لاکتوز

بعد از ساکارز ، فراوانترین دی‌ساکارید طبیعی ، لاکتوز یا قند شیر است. این قند ، در شیر انسان و حیوان (در حدود 5 درصد شیر) یافت می‌شود. پس از تبخیر تمام مواد فرار ، بیش از یک سوم مواد جامد باقیمانده را تشکیل می‌دهد. ساختمان آن از واحدهای گالاکتوز و گلوکز بوجود آمده است که از پیوند β - D - گالاکتوز پیرانوزیل و D - گلوکوپیرانوزید حاصل شده است. تبلور آن از آب فقط آنومر α را می‌دهد.

 

پلی‌ساکاریدها

پلی‌ساکاریدها ، پلیمر مونوساکاریدها هستند. از نظر تنوع در ساختمان ممکن آنها ، بخصوص در اندازه و انشعاب ، قابل مقایسه با پلیمرهای آلکنی هستند. ولی طبیعت در ساختن چنین پلیمرهایی بسیار محافظه کار است. سه تا از فراوانترین پلی‌ساکاریدها سلولز ، نشاسته و گلیکوژن می‌باشند که از مونومر گلوکز مشتق شده‌اند.

 

سلولز

سلولز ، پلی- β - گلوکوپیرانوزید است که از طریق C - 4 پیوند دارد و از حدود 3000 واحد مونومر تشکیل شده و دارای وزن مولکولی در حدود 500000 است و بیشتر بصورت خطی است. رشته‌های سلولزی تمایل دارند که با پیوندهای هیدروژنی چندگانه بهم متصل شوند. تشکیل تعداد بسیار زیاد پیوند هیدروژنی باعث ساختمان کاملا سخت سلولز می‌شود و بصورت دیواره سلولی مواد زنده کاربرد موثر دارد. همچنین سلولز در درختان و سایر گیاهان به وفور یافت می‌شود.


الیاف پنبه مانند کاغذ صافی ، سلولز تقریبا خالص است. چوب و نی در حدود پنجاه درصد پلی‌ساکارید دارند. بسیاری از مشتقات سلولز استفاده تجارتی دارند. تبدیل گروههای هیدروکسی توسط اسید نیتریک به اسید نیترات ، نیترو سلولز تولید می‌کند. اگر مقدار نیترات بالا باشد، ماده منفجره است و در باروت بدون دود بکار می‌رود. با مقدار نیترات کمتر ، پلیمری می‌دهد که به عنوان اولین پلاستیک تجارتی یعنی سلولوئید اهمیت داشت.


برای مدت زیادی نیترو سلولز بطور وسیعی در صنعت فیلم و عکاسی بکار می‌رفت. متاسفانه بسیار آتشگیر است و بتدریج تجزیه می‌شود و در حال حاضر ، بندرت از آن استفاده می‌گردد. سلولز را که تقریبا در همه حلالها نامحلول است، می‌توان از طریق دیگر کردن گروههای هیدروکسی و تشکیل ترکیب اضافی با کربن دی‌سولفید (آنالوگ گوگردی ) انحلال پذیر کرد.
گروه عاملی جدید گزانتات نام دارد. افزایش مجدد اسید ، دوباره پلیمر نامحلول می‌دهد. با کنترل این فرآیند ، می‌توان الیاف (ریون) یا ورق کاغذ (سلوفان) را تهیه کرد.

 

نشاسته

برخلاف سلولز ، نشاسته ، پلی‌گلوکزی با پیوند استالی α است و ساختمانهای متفاوتی دارد. به عنوان ماده غذایی در گیاهان ذخیره می‌شود و مانند سلولز بسادگی توسط محلول اسیدی به گلوکز تفکیک می‌شود. منابع اصلی نشاسته ، ذرت ، سیب زمینی ، گندم و برنج هستند. آب داغ باعث متورم شدن دانه‌های نشاسته شده و آن را به دو جزء اصلی آمیلوز (20%) و آمیلوپکتین (80%) تفکیک می‌کند.


هر دوی آنها در آب داغ محلولند، ولی اولی در آب سرد کمتر محلول می‌باشد. هر مولکول آمیلوز که از چند صد مولکول گلوکز تشکیل شده است (جرم مولکولی از 150000 تا 600000)، ساختمان متفاوتی نسبت به سلولز داشته و هر دو پلیمر بدون شاخه (انشعاب) هستند. تفاوتی که در شیمی فضایی کربنهای آنومری وجود دارد، باعث می‌شود که آمیلوز ، آرایش پلیمری مارپیچ را ترجیح دهد.

 

گلیکوژن

پلی‌ساکارید دیگری با ساختمان مشابه با آمیلوپکتین ، ولی با شاخه‌های بیشتر (یکی به ازای هر واحد گلوکزی) و با ابعاد بزرگتر (با وزن مولکولی به بزرگی یکصد میلیون) گلیکوژن است. این ترکیب از نظر بیولوژیکی مهم است ، زیرا یکی از پلی‌ساکاریدهای اصلی برای ذخیره انرژی در انسان و حیوانات است.

 

تاثير مصرف مواد قندي بر كاهش خستگي در حين ورزشهاي استقامتي ناشي از اثر آن بر دستگاه عصبي مركزي است. مطالعات نشان داده است مصرف كربوهيدراتها يا مواد قندي در طي ورزشهاي طولاني مدت, استقامت ورزشكاران را افزايش و اختلال در مصرف آن موجب افت مقادير قند خون و خستگي مي شود. در پژوهشي جديد كه بر روي شماري از مردان انجام شد تاثير مصرف مواد قندي در طي 3 ساعت دوچرخه سواري بر فعاليت دستگاه عصبي مركزي مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج پژوهش كه در تازه ترين شماره نشريه علم و طب در ورزش و تمرينات به چاپ رسيده حاكي است كاهش قند خون در ورزشهاي استقامتي, كاهش فعاليت دستگاه عصبي را به همراه دارد. بر اساس اين پژوهش كاهش نيروي عضلاني و خستگي آن بدنبال تمرينات طولاني مدت ناشي از كاهش فعاليت دستگاه عصبي مركزي است كه اين نقيصه را ميتوان با مصرف مقادير مناسب مواد قندي در طول ورزش و حفظ فعاليت طبيعي دستگاه عصبي مركزي جبران و از شدت خستگي كاست.

 

کارکرد مواد قندی و نشاسته در بدن

تولید گرما نقش اصلی و عمده این مواد تولید انرژی در بدن است. تنظیم قند خون بدن سالم بعد از جذب قندها به وسیله اعمالی که انجام می‌دهد، مقدار آن را تا حدودی ثابت نگه می‌دارد. ذخیره در بدن مقدار اضافی مواد قندی و نشاسته‌ای در کبد و ماهیچه‌ها به میزان معینی ذخیره و بقیه به صورت چربی در بافت چربی ذخیره می‌گردد تا در صورت لزوم، بدن بتواند به عنوان منبع انرژی از آن استفاده نماید.

 


نوشته شده در تاريخ چهارشنبه هفتم اسفند 1387 توسط علی رضا پیرمردی

  فصل 10 – انسان و حركت
استخوان و كار آن :

انسان مانند بسياري از جانوران بزرگ داراي پر چوبي به نام اسكلت داخلي است كه شامل استخوان ها،‌غضروف ها و اجزاي ديگراست. استخوان ها به بدن شكل مي دهند و باعث مي شوند كه بتوانيم راست بايستيم. كار ديگر آن ها حفاظت از اندام هاي ويژه اي مانند مغز و قلب است. از طرف ديگر وجود استخوان ها باعث مي شوند تا اندام هاي حركتي بطور مناسب و با سرعت لازم حركت كنند. برخي استخوان ها مثل دنده ها،‌ جمجمه ، جناغ و لگن در توليد گلبول هاي خوب مؤثرند.

 

  ساختمان استخوان :

استخوان اندامي زنده است. سلول هاي استخواني تقريباً مانند كشمش هاي يك كيك كشمشي در ماده اي زمينه اي قرار دارند. اين ماده از كلسيم، فسفر و رشته هاي پروتئيني دراز ساخته شده است كه با چشم ديده نمي شود. كلسيم و فسفر باعث استحكام استخوان مي شوند و آن را در برابر فشار مقاوم مي سازند. رشته هاي پروتئيني باعث مقاومت استخوان در برابر ضربه مي شوند.


اگردر غذاي انسان به اندازه كافي كلسيم و فسفر وجود نداشته باشد، استخوان ها ضعيف مي شوند. به همي دليل كمبود كلسيم و فسفر در كودكان، باعث خميدگي استخوان هاي پا مي شوند. هر چه سن انسان بالا مي رود ، توليد رشته هاي پروتئيني استخوان كاهش بيشتري مي يابد. در برخي افراد كاهش بيش از اندازه رشته هاي پروتئيني باعث مي شود استخوان ها آسيب پذيرترشوند.  

 

  غضروف :

بخش مهمي از اسكلت انسان را غضروف تشكيل مي دهد. غضروف نرم تر و قابل انعطاف تر از استخوان است. نوك بيني و لاله ي گوش شما از غضروف ساخته شده است. لايه اي از غضروف روي استخوان هاي متحرك را در محل اتصالشان بر يكديگر پوشانده است. سطح لغزنده ي غضروف مانع اصطكاك استخوان ها مي شود.


بيشتر استخوان ها در ابتدا از جنس غضروف اند اما به تدريج با جذب كليسيم و فسفر غذا،‌تبديل به استخوان مي شوند. استخواني شدن،‌از دوران جنيني شروع مي شود و تا حدود 20 سالگي ادامه پيدا مي كند. از آن به بعد، امكان افزايش قطر و ترميم (در صورت شكستيگي و آسيب ديدگي) وجود دارد اما رشد طولي متوقف مي شود.  

 

  مفصل :

محل اتصال استخوان ها را به هم را مفصل مي گويند. مفصل ها را بر اساس ساختمان و نوع حركت به سه گروه ثابت نيمه متحرك و متحرك تقسيم مي كنند. استخوان ها در محل مفصل هاي ثابت به كمك رشته هاي سخت و در مفصل هاي نيمه متحرك به كمك غضروف در كنار يكديگر قرارگرفته اند اما ساختمان مفصل هاي متحرك پيچيده تر است.


 

 

  ماهيچه و كار آن :

حدود 3/1 تا 2/1 وزن بدن شما مربوط به ماهيچه هاست.بعضي از اندام هاي بدن از ماهيچه درست شده اند. گروهي از ماهيچه ها نيز باعث حركت استخوان ها و اندام هاي بدن مي شوند. تمامي حركات بدن مانند پلك زدن چشم، پا زدن به توپ، حركت غذا در لوله گوارش، ‌تنگ يا گشاد بودن رگ ها، تپش هاي قلب، بايد بوسيله ي ماهيچه ها انجام مي گيرد.
ماهيچه ها از سلول هاي ويژه اي به نام تار ماهيچه اي ساخته شده كه در كنار يكديگر رديف شده اند. درون سلول هاي ماهيچه اي ،‌رشته هاي باريكي از جنس پروتئين وجود دارد كه مي توانند منقبض يا كوتاه تر شوند. وقتي همه ي سلول هاي يك ماهيچه با هم منقبض شوند،‌ماهيچه نيز منقبض مي شود و در حقيقت حركت مي كند.


 

 

  ماهيچه هاي اسكلتي:

ماهيچه هاي اسكلتي شكل هاي مختلفي وجود دارند. اين ماهيچه ها شامل دسته هايي از سلول هاي ماهيچها ي هستند كه به كمك بافت پيوندي در كنار يكديگر قرار گرفته اند. بافت پيوندي بين تارهاي ماهيچه اي تا دو سر ماهيچه ادامه مي يابد و طناب محكم سفيد رنگي به نام زردپي (تاندون) بوجود مي آورد كه معمولاً به استخوان مفصل مي شود. بزرگ ترين زردپي بدن زردپي آشيل است. كه از پشت ساق پا تا كف پا امتداد مي يابد. نام اين زردپي به عنوان نشانه اي از قدرت و استحكام معروف شده است.


وقتي ماهيچه منقبض مي شود، طول آن كم و ضخامتش زياد مي شود، در اين حالت زردپي و استخواني را كه به آن اتصال دارد مي كشد اما اين ماهيچه با انبساط خود نمي تواند استخوان را به جاي قبلي بازگرداند. اين عمل را بايد يك يا چند ماهيچه در سمت ديگر استخوان به كمك انقباض خود، انجام دهد. به همين دليل بيشتر ماهيچه هاي اسكلت عمل متقابل دارند و جفت جفت كار مي كنند.


 

 

  سؤالات از متن فصل 10
1 – لازمه زنده ماندن جانور حركت است.
2 – انسان براي به حركت درآوردن «ماهيچه و استخوان» نياز دارد.
3 – ماهيچه ها در چه صورت بهتر عمل مي كنند؟

در صورتي كه به جاي مناسبي تكيه داشته باشند. اين تكيه گاه همان استخوان ها هستند.  

 

  4 – وظايف استخوان ها را نام ببريد.

1 – به بدن شكل مي دهند.
2 – از اندام ها (مانند مغز و قلب) محافظت مي كنند
3 – باعث مي شوند تا اندام هاي حركتي بطور مناسب و با سرعت لازم حركت كنند
4 – برخي از آن ها در توليد گلبول هاي خون مؤثرند.  

 

  5 – سلول استخواني در ماده اي زمينه اي قراردارد. جنس اين ماده چيست؟

اين ماده از كلسيم ، فسفر و رشته هاي پروتئيني ساخته شده است.  

 

  6 – چرا هر چه سن بالاتر مي رود، آسيب پذيري استخوان ها بيشتر مي شود؟

هر چه سن انسان بالاتر مي رود، توليد رشته هاي پروتئيني، استخوان كاهش بيشتري مي يابد در برخي افراد، كاهش بيش از اندازه ي رشته هاي پروتئيني باعث مي شود، استخوان ها آسيب پذيرتر مي شوند.  

 

  7 – كار غضروف چيست؟

... از غضروف روي استخوان هاي متحرك را در محل اتصالشان به يكديگر پوشانده است. سطح لغزنده ي غضروف مانع اصطكاك استخوان ها مي شود.  

 

  8 – استخواني شدن از .... شروع مي شود و تا ...... ادامه پيدا مي كند.

دوران جنيني – حدود 20 سالگي  

 

  9 – چه نوع تفاوت ساختماني ميان انواع مفصل ها وجود دارد؟

استخوان ها در محل مفصل هاي ثابت به كمك رشته هاي سخت و در مفصل هاي نيمه متحرك به كمك غضروف در كنار يكديگر قرار گرفته اند اما ساختمان مفصل هاي متحرك پيچيده تر است.  

 

  10 – استخوان به كمك رشته هاي محكمي از...........به نام..........در محل خود مستقر شده اند؟

بافت پيوندي – رباط  

 

  11- مهره هاي كمر، جمجمه و شانه هر يك داراي چه نوع مفصل هستند؟

مهره هاي كمر -> نيمه متحرك
جمجمه -> ثابت
شانه -> متحرك

112 – ماهيچه ها چگونه منقبض يا كوتاه مي شوند؟
درون سلول هاي ماهيچه اي ، رشته باريكي از جنس پروتئين وجود دارد كه مي توانند منقبض يا كوتاه تر شوند. وقتي همه سلول هاي يك ماهيچه با هم منقبض شوند، ماهيچه نيز منقبض مي شود.

13 – زرد پي چيست؟
زردپي يا ناندون طناب سفيد محكم از جنس بافت پيوندي بين تارهاي ماهيچه اي است كه تا دو سر ماهيچه ادامه مي يابد.

14 – وقتي ماهيچه ...............مي شود طول آن كم و ضخامتش.............مي شود.
منقبض – زياد  

 


نوشته شده در تاريخ چهارشنبه هفتم اسفند 1387 توسط علی رضا پیرمردی

 

  فصل 9 – بارالكتريكي
رسانا، نارسانا

آيا تاكنون به سيم هايي كه مخصوص سيم كشي برق است ،‌توجه كرده ايد؟ اين سيم ها را از دو قسمت درست كرده اند. يك قسمت رشته هاي باريكي هستند كه در داخل قرارگرفته اند و قسمت ديگر، روكش آن است.
قسمت مركزي از يك نوع فلز (معمولاًمس) تشكيل شده است و قسمت خارجي آن پلاستيكي است. به موادي كه جريان برق را از خود عبور مي دهند رسانا و به مواديكه عبور نمي دهند نارسانا گفته مي شود.تمامي فلزات از جمله مس كه سيم برق از آن ساخته مي شود رسانا هستند. روكش پلاستيكي سيم در بيشتر فلزات نارسانا هستند.
در اتم بعضي عنصرها، الكتروني كه به دورترين فاصله از هسته واقع است. براحتي از اتم به اتم ديگر جهش مي كند. به اينگونه الكترونها «الكترون آزاد» گفته مي شود. در مواد رسانا تعداد بي شماري الكترون آزاد وجود دارد. الكترون هاي آزاد با جابه جا شدن در داخل رسانا، باعث جابجايي بارالكتريكي ازداخل رسانا مي شود.
در جسم نارسانا، به تعداد كافي الكترون آزاد براي جابه جايي وجود ندارد، در نتيجه وقتي به يك جسم نارسانا الكترون اضافه يا كاسته شود جسم داراي بارالكتريكي مي گردد و بارالكتريكي در همان محل، ساكن باقي مي ماند و جابه جا نمي شود.
اكنون كه با چگونگي عبور بارالكتريكي در داخل جسم رسانا آشنا شديد.

 

  اختلاف پتانسيل:

در مدار الكتريكي در صورتي كه مدار به درستي بسته شده باشد جريان الكتريكي بوجود مي آيد و لامپ روشن مي شود. براي بوجود آمدن جريان الكتريكي وجود قوه يا باتري است.هر قوه با باتري داراي دو پايانه است كه يكي را پايانه ي مثبت و ديگري را پايانه ي منفي مي نامند. علاوه بر آن درون قوه و باتري اجزاي ديگري نيز وجود دارند.
باتري اتومبيل نيز مانند قوه از سه قسمت اساسي تشكيل شده است، هر خانه باتري داراي دو صفحه است كه يكي پايانه مثبت و ديگري منفي است. قسمت سوم، مايع درون باتري است كه به آن «الكتروليت» مي گوئيم . الكتروليت باتري، محلول رقيق سولفوريك اسيد است. به قوه باتري مولد جريان الكتريكي گفته مي شود.
هر مولد جريان الكتريكي داراي يك مشخصه به نام ولتاژ يا اختلاف پتانسيل الكتريكي است. اختلاف پتانسيل الكتريكي را با يكايي به نام ولت اندازه مي گيرند. اختلاف پتانسيل بين پايانه هاي قوه معمولي برابر با 5/1 ولت است. باتري ماشين هاي معمولي 12 ولت و باتري كاميون ها 24 ولت يا بيشتر است. اختلاف پتانسيل الكتريكي ،‌عامل ايجاد جريان الكتريكي در مدار است. يعني براي ايجاد جريان در يك مدار، بايد توسط يك مولد، بين دو سر مدار، اختلاف پتانسيل برقرار كنيم. اختلاف پتانسيل الكتريكي بين دو نقطه را با وسيله اي به نام «ولت سنج» اندازه مي گيريم. براي اين كار، دو سر ولت سنج را مانند شكل صفحه قبل، به دو سر قسمتي كه مي خواهيم اختلاف پتانسيل بين آنها را اندازه بگيريم، وصل مي كنيم.

 

 

  شدت جريان :

تجربه نشان ميدهد كه اگر ولتاژ مولد جريان الكتريكي در يك مدار افزايش يابد. مقدار جريان الكتريكي در مدار به همان نسبت افزايش مي يابد، مثلاً‌ اگر در يك مدار به جاي يك قوه ي 5/1 ولتي از دو قوه ي 5/1 ولتي كه بطور سري به هم وصل شده اند (يعني قطب مثبت اولي به قطب منفي دومي و صل شده است) استفاده كنيم، در مجموع اختلاف پتانسيل قوه ها برابر 3 ولت مي شود.
در اين حالت مقدار جريان الكتريكي مواد نيز دو برابر مي شود. مقدار جريان الكتريكي كه در يك مدار جاري است را شدت جريان الكتريكي يا آمپراژ مي نامند. شدت جريان هر مواد با وسيله اي به نام آمپرسنج يكاي آمپراندازه گيري مي شود. آمپرسنج هميشه در مدار به شكل سري (متوالي) با بقيه ي اجزاي مدار، قرار مي گيرد.  

 

  مقاومت الكتريكي:

وقتي انسان از يك محل شلوغ و پررفت و آمد عبور مي كند، با كسانيك ه در جهت هاي مختلف در رفت و آمد هستند، برخورد مي كند. اين برخوردها مانع حركت انسان مي شود و انرژي را تلف مي كند. از اين رو تعدادي از انرژي انسان به گرما تبديل مي شود. وقتي جريان الكتريكي از يك رسانا،‌مانند رشته ي درون لامپ مي گذرد. مقداري از انرژي الكتريكي به انرژي گرمايي تبديل شده و باعث گرم شدن لامپ مي شود. وقتي دو سر يك رسانا را به يك مولد وصل مي كنيم. اختلاف پتانسيل الكتريكي مولد باعث مي شود كه الكترون هاي آزاد، در مدار حركت مي كنند. در واقع مولد به الكترون هاي آزاد موجود در رسانا انرژي مي دهد، با تبديل انرژي پتانسيل به انرژي جنبشي (حركتي) الكترون ها در رسانا به حركت درمي آيند . الكترون ها ضمن حركت در رسانا با ذره هاي سازنده آن، برخورد كرده و آن را به حركت درمي آورند و به اين ترتيب انرژي آنها به انرژي گرمايي تبديل مي شود و در نتيجه رسانا گرم مي شود. اين عمل مرتباً تكرار مي شود. يعني مولد به الكترون ها انرژي مي دهد و انرژي الكترون ها در برخورد با ذره هاي مرتعش رسانا به گرما تبديل مي شود.
به همين دليل،‌بعد از مدتي كه از مولد استفاده مي شود. انرژي آن تمام خواهد شد. در واقع، الكترون ها در هنگام حركت در رسانا، هميشه با نوعي مقاومت رو به رو هستند كه به اين مقاومت الكتريكي گفته مي شود. مقاومت الكتريكي رسانا را با وسيله اي به نام «اهم متر» اندازه مي گيرند. يگاي اندازه گيري مقاومت الكتريكي ... را هم دانشمند آلماني اهم ناميده مي شود.
انجام آزمايشها نشان مي دهد هر چه تعداد مقاومت الكتريكي يك مدار بيشتر باشد. شدت جريان ا لكتريكي در آن مدار كم تر است. از اين رو مي توان نتيجه گرفت كه در يك مدار الكتريكي بين شدت جريان مدار، ولتاژ مقاومت الكتريكي آن رابطه ي زير برقرار است:

شدت جريان (برحسب آمپر) =

ولتاژ (بر حسب ولت)

مقاومت الكتريكي(برحسب اهم)

 

 

  آهن ربا :

از زمان هاي قديم به كمك آهن ربا جهت يابي مي كردند و مسير خود را در دريا و اقيانوس تشخيص ميدادند. وقتي در يخچال را مي بنديم، آهن رباهايي كه در درون نوار پلاستيكي دور در گذاشته اند. در يخچال را به بدنه ي آن مي چسباند، در طبيعت نيز سنگ هايي يافت مي شود كه به آن سنگ ها مغناطيسي آهن مي گويند، قطعه هاي كوچك آهن را به خود جذب مي كند.  

 

  قطب هاي آهن ربا:

يك آهن ربا كه به هر شكلي كه ساخته شده باشد، داراي دو قطب است. براي آن كه به خاصيت قطب هاي آهن ربايي پي ببريد، كافي است يك آهن ربا را درون ظرفي كه پر از ميخ هاي كوچك است فرو ببريد و سپس بيرون بياوريد.
به ناحيه هايي كه از آهن ربا كه ميخ بيشتري جذب مي كند و خاصيت آهن ربايي در آن نواحي بيشتر است :‌قطب هاي آهن ربا مي گويند. هر آهن ربا داراي دو قطب است. اگر آهن ربا را به دور از چيزهاي آهني، آزادانه بياويزيم، هميشه در راستاي شمال جنوب قرار مي گيرند، از اين رو قطب هاي آهن ربا را به قطب N يا شمال ياب و قطب S يا جنوب نامگذاري مي كنند.
در آهن رباهاي فعلي شكل يكي از شاخه هاي آهن ربا با قطب N و شاخه ي ديگر قطب S است. در آهن رباها حلقه اي معمولاً دو سمت بالا و پائين آهن ربا قطب ها را تشكيل مي دهند.

 

 

  اثر قطب هاي آهن ربا بر يكديگر :

ديديم كه بارهاي الكتريكي بر يكديگر نيرو وارد مي كنند. بارهاي همنام يكديگر را مي رانند و بارهاي غيرهمنام يكديگر را مي ربايند. آيا قطب هاي آهن ربا بر يكديگر نيرو وارد مي كنند؟ اگر بر يكديگر نيرو وارد مي كنند، نحوه ي اثر آن ها بريكديگر چگونه است؟ از آزمايش هايي نطير فعاليت بالا نتيجه مي شود كه «قطب هاي همنام يكديگر را مي رانند و قطب هاي غيرهمنام يكديگر را مي ربايند».  

 

  ساختن آهن ربا :

آهن ربا معمولاً به سه روش مالش، القا و الكتريكي ساخته مي شود.  

 

  القاي مغناطيسي :

اگر آهن رباي قويتري داشته باشيد مي توانيد با كمك زنجير اول،‌رنجيرهاي بلندتري بسازيد و اگر صفحه اي كاغذ يا يك مقوا يا يك شيشه را مطابق شكل بين آهن ربا و اولين سنجاق قرار دهيد،‌باز هم مي توانيد زنجير مغناطيسي بسازيد. يعني بدون تماس آهن ربا با سنجاق، آهن ربا با خاصيت مغناطيسي را در سنجاق ايجاد مي كند. اين پديده ، يعني ايجاد خاصيت مغناطيسي در يك آهن توسط يك آهن ربا حتي بدون تماس با آن، را القاي مغناطيسي مي نامند.

اكنون مي توانيم بفهميم كه يك آهن ربا چگونه ميخ آهني را جذب مي كند. آهن ربا ابتدا سنجاق يا يك ماده ي مغناطيسي را طوري به آهن ربا تبديل مي كند كه قطب هاي ناهمنام آهن ربا و سنجاق در مجاورت يكديگر واقع شوند. در اين حالت نيروي جاذبه ي مغناطيسي بين قطب هاي ناهمنام، باعث جذب سنجاق توسط آهن ربا مي شود.
 

 

  آهن رباي الكتريكي:

تاكنون با دو روش براي تبديل آهن به آهن ربا آشنا شديد. آيا روش ديگري وجود دارد كه به كمك آن بتوان يك قطعه آهن را به آهن ربا تبديل كرد؟  

 

  فكر كنيد . فصل 9 – ص 94

ديديم كه برق و نيز صاعقه ، تخليه ي الكتريكي بين دو ابر يا ابر و زمين است، با توجه به آن چه تاكنون آموخته ايد پاسخ دهيد كه «تخليه الكتريكي چه روي مي دهد؟»  

 

  مشاهده كنيد : ص 98 :
يك لامپ را روشن و پس از مدت كوتاهي خاموش كنيد. سپس آن را لمس كنيد، چه تغييري كرده است؟

لامپ پس از روشن و خاموش شدن گرم مي شود و اين نشان ميدهد كه در لامپ بدليل مقاومت الكتريكي قسمتي از انرژي الكتريكي به انرژي گرمايي تبديل شده است.  

 

  اندازه گيري كنيد:
به كمك يك لامپ 3 ولتي در قوه ي 5/1 ولتي يك ولت سنج دو آمپرسنج و يك كليد مداري مطابق شكل ص 99 بسازيد. وقتي كليد را مي بنديد، لامپ روشن مي شود. آمپرسنج ها (A1 و A2) جريان الكتريكي در مدار و ولت سنج (V) ،‌اختلاف پتانسيل دو سر لامپ را نشان مي دهند. پاسخ پرسشهاي زير را بنويسيد.
1 – آمپرسنج هاي A1 و A2 انازه هايي را نشان ميدهند. آيا اين اندازه ها يكسان هستند يا خير؟ از مقايسه ي آنها چه نتيجه اي مي گيريد؟

آمپر سنج A1‌و A2 اندازه هايي يكسان را تشكيل مي دهند. از مقايسه ي مقادير A1‌و A2 نتيجه گرفته مي شود كه در مدار الكتريكي ساده،‌جريان الكتريكي در همه نقاط مقدار ثابتي را دارد.  

 

  محاسبه كنيد مقاومت الكتريكي لامپ چه اندازه است؟

اختلاف پتانسيل = 1/5×2=3
جريان الكتريكي = 0/5 آمپر

مقاومت الكتريكي =

اختلاف پتانسيل

=

3

=

6 اهم

جريان الكتريكي

0/5

 

 

  سؤال :
1 – جسم رسانا و جسم نارسانا را تعريف كنيد؟

به هر جسمي كه بارالكتريكي را از خود عبور مي دهد رسانا گفته مي شود مانند مس. هر جسمي كه بارالكتريكي را از خود عبور ندهد نارسانا گفته مي شود. مانند پلاستيك

2 – انرژي پتانسيل الكتريكي چيست؟
انرژي بارهاي الكتريكي در يك جسم باردار را انرژي پتانسيل الكتريكي مي گويند.

3 – آيا انرژي الكتريكي به ساير انرژيها تبديل مي شود؟
بله،‌انرژي ذخيره شده در باتري يا قوه در مدار الكتريكي به گرما، نور و ساير انرژيها تبديل مي شود.

4 – هر باتري داراي چند پايانه است؟
هر باتري داراي دو پايانه است. يكي مثبت و ديگري منفي

5 – اختلاف پتانسيل الكتريكي در مولد را تعريف كنيد:
پايانه هاي يك مولد از نظر انرژي پتانسيل الكتريكي با يك ديگر تفاوت دارند كه به ميزان اين تفاوت اختلاف پتانسيل الكتريكي گفته مي شود.

6 – ولت سنج چيست؟
ولت سنج وسيله اي است كه با آن اختلاف پتانسيل بين دو نقطه را اندازه مي گيرند.

7 – شدت جريان الكتريكي مدار چگونه اندازه گيري مي شود؟
شدت جريان الكتريكي مدار به وسيله آمپرسنج كه هميشه در مدار بصورت سري بسته مي شود اندازه گيري مي شود.

8 – قانون اهم را تعريف كنيد؟
نسبت اختلاف پتانسيل دو سر رساناهاي فلزي به شدت جرياني كه از آن ها مي گذرد، برابر مقاومت الكتريكي رسانا است. اين بيان را قانون اهم مي گويند.

9 – سنگ مغناطيسي آهن چيست؟
در طبيعت سنگ هايي يافت مي شود كه قطعه هاي كوچك آهن را به خود جذب مي كند و به آن سنگ مغناطيسي آهن مي گويند.

10 – القاي مغناطيسي را تعريف كنيد؟
ايجاد خاصيت مغناطيسي در يك آهن توسط يك آهن ربا حتي بدون تماس با آن را القاي مغناطيسي مي نامند.

 


نوشته شده در تاريخ چهارشنبه هفتم اسفند 1387 توسط علی رضا پیرمردی

 

  فصل 8 – بار الكتريكي

انسان از زمانهاي بسيار دور با پديده هايي مشابه آن چه بيان شده آشنا بوده است. بررسي اين پديده ها و تلاش براي درك علت آنها باعث پيشرفت دانش و فناوري بسيار گسرتده اي در اين زمينه شده است. به اين مبحث از دانش الكتريسته گفته مي شود . براي بررسي الكتريسته ، ابتدا بايد با كميتي به نام بار الكتريكي آشنا شويم. وقتي ميله اي پلاستيكي را با پارچه اي پشمي مالش دهيم. به علت مالش ميله با پارچه ، در ميله تغييري ايجاد مي شود و ميله خاصيت جديدي پيدا مي كند ازاين رو تكه هاي كوچك كاغذ را جذب مي كند. در اين صورت مي گوئيم ميله داراي بار الكتريكي شده است. وقتي دو جسم با يكديگر مالش داده شوند، معمولاً هر دو داراي بارالكتريكي مي شوند. مشاهده آثار باردار شدن جسم ها، اين واقعيت را نشان مي دهد كه وقتي دو جسم داراي بار الكتريكي مي شوند ،‌بر يكديگر نيرو وارد مي كنند، برسي و تحليل آزمايش هايي نظير فعاليتي كه شما انجام داديد در واقعيت را نشان مي دهد.
الف) نيروي الكتريكي موجود بين جسم هايي كه داراي بار الكتريكي هستند، گاهي ربايشي و گاهي رانشي است.
ب) دو نوع بار الكتريكي وجود دارد.

 

  دو نوع نيرو، دو نوع بارالكتريكي:

ديديم كه نيروي الكتريكي، موجود بين پارچه و بادكنك ربايشي است اما دو بادكنكي كه با يك پارچه مالش داده شده اند، يكديگر را مي رانند، يعني نيروي الكتريكي بين آنها ، رانشي استف هر دو بادكنك با يك پارچه مالش داده شده اند. در نتيجه، بار الكتريكي آن ها يكسان است. وجود نيروي ربايشي بين پارچه و بادكنك و نيز نيروي رانشي بين دو بادكنك ،‌نشان مي دهد كه وقتي پارچه و بادكنك به يكديگر مالش داده مي شوند،‌بارهاي الكتريكي ايجاد شده در آن ها، يكسان نيست.
زيرا اگر بار الكتريكي پارچه و بادكنك يكسان باشد، بايد پارچه ، بادكنك را براند. از يكسان نبودن بارالكتريكي پارچه و بادكنك مي توان نتيجه گرفت كه دو نوع بارالكتريكي وجود دارد. دانشمندان براي تشخيص بارهاي الكتريكي از يك ديگر آن ها را نامگذاري كرده اند. بارالكتريكي كه در بادكنك ايجاد مي شود (و بارهاي مشابه آن) را بار الكتريكي منفي و بار الكتريكي كه در پارچه ايجاد مي شود ( و بارهاي مشابه آن) را بارالكتريكي مثبت مي نامند.
بررسي چند آزمايش نظير آن چه شما انجام داده ايد به ما كمك مي كند تا به دو قاعده ي اساسي الكتريسته درباره ي نيروهايي كه دو جسم باردار به يكديگر وارد مي كنند، پي ببريم:
1 – دو جسم كه بارالكتريكي همنام دارند (هر دو منفي يا هر دو مثبت) بر يكديگر نيروي رانشي وارد مي كنند.
2 – دو جسم كه بار الكتريكي غيرهمنام (يكي منفي و ديگري مثبت) دارند، بر يكديگر نيروي ربايشي وارد مي كنند.
معمولاً در برق نماها تيغه هاي پائين را به شكل دولا مي سازند تا براحتي حركت كند. همان طور كه در بخش ماده و تغييرات آن خوانديد، مواد از اتم ساخته شده اند. هر اتم از تعدادي پروتون (P) و نوترون (n) كه هسته ي آن را مي سازند و تعدادي الكترون كه بدور هسته در حال چرخش هستند، ساخته شده است . بارالكتريكي يك پروتون مثبت و از نظر اندازه – برابر با بار الكتريكي الكترون (منفي) است. در يك اتم در حالت عادي تعداد پروتون ها هميشه با تعداد الكترون ها مساوي است.
در نتيجه چون اتم در حالت عادي داراي دو نوع بارالكتريكي مثبت و منفي به مقدار مساوي است اتم از نظر بارالكتريكي خنثي است. اما اگر از يك اتم، الكتروني جدا شود چون تعداد پروتون هاي آن بيشتر از تعداد الكترون هايش مي شود. ديگر از نظر بار الكتريكي خنثي نيست و داراي بارالكتريكي مثبت مي شود.

همچنين، اگر تعدادي الكترون به يك اتم افزوده شود، اتم داراي بار الكتريكي منفي مي شود . بايد توجه داشت كه باردار شدن اتم ها فقط از طريق انتقال الكترون انجام مي شود و پروتون ها در اين كار نقش ندارند، زيرا پروتون ها ذرات سنگين هستند كه با نيروي بسيار زيادي در هسته ي اتم نگهداشته شده اند و نمي توان آن ها را به راحتي الكترون از اتم جدا كرد.  

 

  القاي بارالكتريكي :

با باردار كردن اجسام به روش مالش دادن آشنا شده ايد.معمولاً از روش مالش براي باردار كردن اجسام غيرفلزي استفاده مي شود.  

 

  آذرخش (صاعقه) برقگير

ابرها به علت مالش به هوا يا كوههاي بلند، داراي بارالكتريكي مي شوند. اگر قطعه ابر بارداري به زمين نزديك شود. بين ابر و بلندتري نقطه ي زمي در يك منطقه مثلاً قله ي يك كوه بلند، جرقه ي الكتريكي در واقع جهش الكترون ها از يك جسم به جسم ديگر است. اين عمل با نور و گرما همراه است. گاهي طول جرقه بين ابر و زمين (با دو قطعه ابر) به چند كيلومتر مي رسد. اين عمل را تخليه الكتريكي مي نامند.

به تخليه الكتريكي بين ابر و زمين آذرخش يا صاعقه گفته مي شود.اگر آذرخش به محل مسكوني يا مزرعه برخورد كند،‌ خسارت ها ي جبران ناپذيري ايجاد مي كند. براي حفاظت ساختمان هاي بلند از خطر اصابت آذرخش،‌از وسيله ي بسيار ساده اي به نام برقگير استفاده مي كنند. برقگير يك ميله ي فلزي مكنت (معمولاً مس) است كه در بالاتين نقطه ي ساختمان هاي بلند نصف مي شود. اين قطعه ي مسي كامل مس به زمين مرطوب در زير ساختمان وصل مي شود. در صورت نزديك شدن ابر باردار به ساختمان، بارالكتريكي ابر توسط برقگير، در زمين تخليه مي شود و ساختمان از آسيب مصون مي ماند.

 

 

  آزمايش كنيد
1- دو بادكنك و يك تكه پارچه ي پشمي تهيه كنيد. به داخل بادكنك ها بدميد دهانه ي آن ها را محكم ببنديد.
2 – يكي از بادكنك ها را با پارچه ي پشمي مالش دهيد. سپس يكپارچه و بارديگر، بادكنك را به تكه هاي كاغذ نزديك كنيد. چه روي مي دهد؟

وقتي بادكنك ها را با پارچه پشمي مالش مي دهيم . هم پارچه پشمي و هم بادكنك ها داراي بارالكتريكي مي گردند و اگر آن ها را به تكه هاي كاغذ نزديك كنيم. آن ها را جذب مي كننند و اين نشان مي دهد كه در اثر مالش پارچه پشمي و بادكنك هر دو داراي بارالكتريكي شده اند.  

 

  3 – بادكنك را توسط يك نخ آويزان كنيد و آن را با پارچه مالش دهيد. اكنون پارچه را بدون تماس بادكنك ،‌به آن نزديك كنيد، چه روي مي دهد؟

در اثر مالش پارچه پشمي و بادكنك هر دو داراي الكتريكي مي گردند و اگر پارچه پشمي را به بادكنك آويزان نزديك كنيم، آن را جذب مي كند. اين نشان مي دهد كه اثر بارالكتريكي ايجاد شده در پارچه پشمي و بادكنك به صورت نيروي ربايش است.  

 

  سؤال از متن درس فصل 8 :
1 – چرا وقتي با پارچه خشك و پرز داري صفحه تلويزيون را تميز مي كنيد، پرزها پارچه به صفحه تلويزيون مي چسبد؟

در اثر مالش پارچه، صفحه تلويزيون داراي بارالكتريكي مي گردد و ذرات پرز پارچه را جذب مي كند.  

 

  2 – براي مطالعه دانش الكتريسته با چه كميتي بايد آشنا شويم ؟

ابتدا بايد با كميت بارالكتريكي آشنا شويم.  

 

  3 – وقتي دو جسم را با يكديگر مالش مي دهيم، چه اتفاقي مي افتد؟

معمولاً ‌هر دو جسم داراي بارالكتريكي مي شوند.  

 

  4 – چرا نيروي الكتريكي بين بارهاي الكتريكي به صورت ربايشي و يا رانشي است؟

زيرا دو نوع بارالكتريكي وجود دارد.  

 

  5 – وقتي بادكنك را بوسيله ي پارچه پشمي مالش دهيم، بارالكتريكي بادكنك و پارچه پشمي را چه مي نامند؟

بارالكتريكي ايجاد شده در بادكنك را بارالكتريكي منفي و بارالكتريكي ايجاد شده در پارچه پشمي را بار الكتريكي مثبت مي نامند.  

 

  6 – اثر بارهاي الكتريكي مثبت و منفي بر يكديگر چگونه است؟

بارهاي الكتريكي هم نام (منفي با منفي) و يا (مثبت با مثبت) يكديگر را دفع مي كنند ولي بارهاي الكتريكي غيرهم نام (مثبت و منفي) يك ديگر را جذب مي كنند.  

 

  7 – برق از چه قسمت هايي ساخته شده است؟

برق نما از يك قرص فلزي يا كلاهك، ميله فنري ورقه هاي فلزي ساخته شده است.  

 

  8 – از برق نما چه استفاده اي مي شود؟

به كمك برق نما مي توان نشان داد كه يك جسم بارالكتريكي دارد يا خير، علاوه بر آن مي توان نوع بارالكتريكي يك جسم را مشخص كرد.  

 

  9 – اتم چيست؟

هر ماده ي از اجزاي ريزي تشكيل شده است كه اتم نام دارد.

10 – هر اتم از چند قسمت تشكيل شده است؟
هر اتم از دو قسمت تشكيل شده است يك قسمت هسته ي اتم و ديگري الكترون نام دارد.

11 – اجزاي تشكيل دهنده ي هسته را نام ببريد.
هسته از دو ذره تشكيل شده است. يك ذره پروتون با نماد (p) كه داراي بارالكتريكي مثبت است و ذره ي ديگر نوترون با نماد (n) كه بار الكتريكي ندارد.

12 – الكترون آزاد چيست؟
در اتم عنصرها،‌الكتروني را كه در دورترين فاصله از هسته واقع است، به راحتي از اتم جدا مي شود از يك اتم به اتم ديگر جهش مي كند. به اينگونه الكترون ها الكترون آزاد مي گويند.

13 – اگر پروتون از هسته اتم جدا شود چه مي شود؟
اگر پروتون از هسته جدا شود، مشخصات و خاصيت هاي اتم تغيير مي كند و به عنصر ديگري تبديل مي شود.

 


نوشته شده در تاريخ چهارشنبه هفتم اسفند 1387 توسط علی رضا پیرمردی

 

  فصل 7
فشار

واژه فشار نير هم چون واژه كار در زندگي روزمره به طور فراواني استفاده مي شود. اما در علم فيزيك، فشار به معنايي بسيار خاص و با تعويضي متفاوت از مفهوم روزانه آن مطرح مي شود.
از نظر فيزيكي، فشار در واقع مقدار نيرويي است كه بطور عمود بر واحد سطح وارد مي شود. اگر در نيروي وارد آمده بر جسم و يا سطح، مقدارنيرو ثابت باشد و يا ثابت بماند، هر چه مساحت سطحي كه نيرو به آن وارد مي شود كوچك تر و كم تر باشد، ميزان فشار وارد بر سطح بيشتر است. واحد فشار در فيزيك، نيوتون بر مترمربع است كه ... پاسكال ، فيزيكدان مشهور فرانسوي به نام او ناميده شده است و آن را با علامت pa نشان مي دهند. يك نيوتون بر سانتي متر مربع برابر است با 10000 پاسكال.

 

  فشار مايعات :

همان طور كه معمولاً فشار هر جسم جامد بر سطح زيرين آن در اثر نيروي گرانش است. فشار مايعات نيز در اثر نيروي وزن آن ها بوجود مي آيد.
بسياري از شهرها داراي شبكه ي آب لوله كشي هستند. در شبكه ي آب رساني شهرها، معمولاً مخزن آب را در ارتفاعي بالاتر از بقيه ي نقاط مي سازند. در نتيجه آب در اثر نيروي گرانش در شبكه ي آب شهرها جاري مي شود. به اين مثال توجه كنيد:
اگر يك ظرف مكعبي شكل پر از آب به ابعاد 1×1×1 متر را در نظر بگيريد اين ظرف محتوي حدود هزار كيلوگرم آب است.
وزن اين مقدار آب در حدود 10000 نيوتون مي شود.
بنابراين فشار دارد بر كف مخزن برابر است با :

= فشار

نيرو

=

نيوتون 10000

=10000

نيوتون

سطح

مترمربع 1

مترمربع


حال اگر ارتفاع آب در مخزن به جاي 1 متر، 2 متر باشد، فشار آب بر كف آن دو برابر، يعني 2000 پاسكال مي شود.
بنابراين مي توان نتيجه گرفت كه فشار مايعات به ارتفاع آنها بستگي دارد. يعني هر چه ارتفاع ستون مايع بيشتر باشد. نيروي وزن مايع بر سطح زيرين خود بيشتر مي شود و در نتيجه فشار مايع بيشتر خواهد بود.
يك نكته ي بسيار جالب در مورد فشار مايعات اين است كه مايعات، فشار را به خوبي و بطور يكسان در همه ي جهات منتقل مي كنند. از اين خاصيت، در موارد بسياري استفاده مي شود. از جمله دو دستگاه ترمز اتومبيل ها از خاصيت انتقال فشار مايعات بهره گرفته مي شود.

 

 

  فشار گازها :

هواي اطراف زمين به وسيله نيروي گرانش زمين به طرف پائين كشيده مي شود . نيروي گرانش سبب مي شود كه هوا بر همه اجسام روي زمين، فشار وارد مي كند. مانند آبي كه بر كف ظرف خود فشار وارد مي كند.
وجود فشار هوا در بعضي از كارها به ما كمك مي كند. مثلاً وقتي كه با يك ني، نوشيدني مي خوريد، فشار هوا ،‌مايع را از ليوان به درون دهان شما منتقل مي كند. فشار هوا بر روي تمام اجسامي كه روي سطح زمين قراردارند از همه جهت ها وارد مي شود.  

 

  يك نكته جالب :

بر روي سطح زمين، وقتي بطري آب را كج مي كنيم در اثر نيروي گرانش، آب به دهان، سرازير مي شود اما در شرايط بي وزني حتي اگر بطري آب را كاملاً هم سر و ته بگيريم،‌آب فرو نمي ريزد، در چنين شرايطي مي توان آب را به وسيله ي ني نوشيد. فشار هوا موجود در ايستگاه فضايي، اين كار را امكان پذير مي سازد.
وقتي در يك محيط بسته مقداري گاز وارد مي كنيم مولكول هاي گاز كه پيوسته در حال حركت و جنبش هستند دائماً به ديواره هاي ظرف برخورد مي كنند. برخورد هر مولكول با ديواره ظرف، نيرويي بر ديواره وارد مي كند به عبارت ديگر، مي توان گفت كه عامل ايجاد فشار يك گاز بر روي ديواره هاي ظرف آن . ضربه هاي متوالي مولكول هاي گاز به ديواره است. هر چه مقدار گازي كه به يك ظرف در بسته وارد مي كنيم بيشتر باشد. فشار گاز درون آن ظرف بيشتر مي شود، زيرا با افزايش تعداد مولكول ها، تعداد برخورد آن ها با ديواره ظرف افزايش مي يابد.
همان طور كه ملاحظه مي كنيد، عامل وجود فشار هوا بر اجسام روي سطح زمين،‌نيروي گرانش است كه از طرف زمين بر هواي اطراف آن وارد مي شود و آن را به طرف خود مي كشد اما در مورد گازي كه در يك ظرف در بسته قرار دارد: مثل هواي موجود در لاستيك ، اتومبيل يا گاز موجود در كپسول يا هواي موجود در فضاپيما مي توان گفت كه عامل فشار در واقع جنبش و حركت مولكول هاي گاز آن است.  

 

  فكر كنيد

درباره عبارت زير فكر كنيد آيا مي توانيد اين پديده ها را به مفهومي كه در ذهن خود از فشار داريد مربوط نمائيد.
لبه تيز چاقو گوشت را به راحتي مي برد اما لبه ي پهن آن نمي برد وقتي لبه ي چاقو تيز است، فشار وارد بر گوشت بيشتر و وقتي لبه ي آن پهن است نيرو در سطح وسيع تري پخش مي شود و فشار وارد برگوشت كم تر است.
ميخ از سر تيزش در چوب فرو مي رود اما از سر پهن فرو نمي رود.
نوك تيز ميخ فشار بيشتري را بر چوپ وارد مي كند.
مرتاض هاي هندي روي يك تخت چوبي پوشيده از ميخ مي خوابند اما نمي توانند روي آن بايستند.
وقتي مرتاض هاي هندي روي تخت مي خوابد سطح زياد و فشار كم است. اما وقتي مي ايستد، سطح كم و فشار زياد است و ميخ ها در پاهايش فرو مي رود.  

 

  مساحت سطح
فكر كنيد
مي دانيد كه اگر لاستيك ماشين يا توپ را بيش از حد باد كنيم، مي تركد، علت آن چيست؟

زيرا مقدار گاز بيشتري را وارد لاستيك يا توپ مي كنيم و فشار داخل آن ها بيشتر مي شود و وقتي اين فشار بيش از حد شود، مي تركد.  

 

  به نظر شما اگر دماي گازي كه در يك ظرف دربسته وجود دارد افزايش يابد فشار آن بيشتر مي شود يا كم تر؟ چرا؟

فشار گاز با دماي گاز نسبت مستقيم دارد. اگر گازي را گرم كنيم. دماي آن افزايش مي يابد و فشار گاز زياد مي شود.  

 

  سؤال از متن فصل 7 :
1 – فشار را تعريف كنيد؟

فشار مقدار نيرويي است كه بطور عمود بر سطح وارد مي شود  

 

  2 – واحد فشار در فيزيك چيست؟

در فيزيك واحد فشار نيوتون بر مترمربع است كه به آن پاسكال (pa) مي گويند.  

 

  3 – فشار در مايعات دو اثر چيست؟

فشاردر مايعات در اثر نيروي وزن آنها بوجود مي آيد.  

 

  4 – منظور از خاصيت انتقال فشار در مايعات چيست؟

منظور اين است كه مايعات فشار را به خوبي و بطور يكسان در همه جهات منتقل مي كنند.  

 

  5 – علت فشار هوا چيست؟

هواي اطراف زمين به وسيله ي نيروي گرانش زمين به طرف پائين كشيده مي شود. نيروي گرانش سبب مي شود كه هوا بر همه اجسام روي زمين فشار وارد مي كند.  

 

  6 – فشار هوا بر روي اجسام از چه جهت هايي وارد مي شود؟

فشار هوا بر روي تمامي اجسامي كه روي سطح زمين قراردارند از همه جهت ها وارد مي شوند.  

 

  7 – عامل فشار گازي كه در يك ظرف در بسته قرار دارد چيست؟

عامل فشار گاز در يك ظرف بسته در واقع جنبش و حركت مولكول هاي گاز مي باشد.  

 


نوشته شده در تاريخ چهارشنبه هفتم اسفند 1387 توسط علی رضا پیرمردی

 

  فصل 2 – اتم ها و تركيب هاي شيميايي
پيوند ميان اتم ها و فرمول شيميايي

امروزه براي نمايش نوع عنصرها و تعداد اتم هاي سازنده تركيب شيميايي از كنار هم قرار دادن نماد شيميايي آن عنصرها استفاده مي شود. با اين كار عبارتي بدست مي آيد كه فرمول شيميايي ناميده اند.
براي نمونه اكسيژن و نيتروژن را به ترتيب با فرمول هاي شيميايي O2 ، N2 و نيز كربن دي اكسيد آب را به ترتيب با فرمول هاي شيميايي H2O, CO2 نشان مي دهند.


همانگونه كه مشاهده مي كنيد فرمول شيميايي آب H2O است. در اين فرمول H نماد شيميايي هيدروژن و o نماد اكسيژن است. در ضمن عدد 2 پيوند كووالانسي نوعي نيروي جاذبه بسيار قوي است كه اتم ها را در يك مولكول محكم كنار هم نگه مي دارد.
هرمولكول ذره ي سازنده ي ماده اي است كه به آن تركيب مولكولي گفته مي شود. آب يك تركيب مولكولي است. يك قطره آب از تجمع ميلياردها مولكولي آب تشكيل شده است.

 

 

  يون ها، ذره هايي با بارالكتريكي:

اتم به رغم داشتن الكترون و پروتون، ذره اي خنثي است. زيرا تعداد الكترون ها و تعداد پروتون ها در هر اتم با يكديگر برابر است.
مواد بسياري وجود دارد كه يون ها ذره هاي سازنده آن هستند. به اين مواد تركيب هاي يوني مي گويند. همانطور كه در قطب هم نام دو آهن ربا، يكديگر را دفع و دو قطب ناهم نام آن ها، يكديگر را جذب مي كنند. بارهاي الكتريكي نيز چنين رفتاري دارند. دو بار الكتريكي هم نام يكديگر را ميرانند و دو بار الكتريكي ناهم نام يكديگر را مي ربايند.  

 

  رانش يا دافعه ي دو بار هم نام ربايش يا جاذبه ي دو بار هم نام

اين جاذبه در ميان يون هاي با بار نام هم نام نوعي پيوند شيميايي ايجاد مي كند كه پيوند يوني معروف است. در تركيب هاي يوني يون ها توسط پيوندهاي يوني كنار هم قرار گرفته اند. سديم و كلر با هم واكنش مي دهند و در يك واكنش بسيار گرماده يك تركيب يوني به نام سديم، كلريد ايجاد مي كنند، سديم كلريد همان نمك خوراكي است.

دانشمندان سديم كلريد را به صورت Nacl نشان مي دهند. Nacl فرمول شيميايي نمك خوراكي است. در اين فرمول شيميايي Na نماد شيميايي سديم و Cl نماد شيميايي كلر است.
در تركيب هاي يوني مولكول هاي جدا از هم ديده نمي شود بلكه ميلياردها يون مثبت و منفي بصورت نشان داده شده در شكل صفحه قبل كنار هم قرار گرفته اند.  

 

  يك ويژگي مهم تركيب هاي يوني :

هنگامي كه يك تركيب يوني در آب حل مي شود پيوندهايي كه يون ها را در اين نوع تركيب ها كنار هم نگه مي دارند به آساني شكسته مي شوند. در واقع مولكول هاي آب سبب مي شوند كه اين يون ها از يكديگر جدا و در محلول پراكنده مي شوند، پراكنده شدن اين ذره ها در آب رسانايي الكتريكي محلول حاصل را بصورت چشمگيري تغيير مي دهد.  

 

  اسيدها و بازها، نمونه ديگري از تركيب هاي شيميايي:

اسيدها و بازها دسته مهمي از تركيب هاي شيميايي هستند . سركه، آب ليمو، جوهر نمك، آسپرين و حتي ويتامين ث از جمله اسيدها هستند. گرد باز كننده لوله هاي فاضلاب ، مايع سفيد كننده، جوش شيرين و مايعي كه بر اثر فشار از پوست پرتغال بيرون مي آيد از جمله بازهايي هستند كه روزانه با آنها سر و كار داريد.
اسيدها دسته اي از مواد با خواص مشابه اند. همه ي اسيدها مزه ترش دارند و با فلزها و بازها واكنش مي دهند. در حالي كه بازها همه تلخ مزه اند و آغشته شدن پوست دست به آن ها حالتي صابون مانند بوجود مي آورد. محلول بازها و اسيدها در آب جريان برق را از خود عبور مي دهد و به اين علت، اسيدها و بازها را مي توان جزو الكتروليت ها بشمار آورد.
اسيدها و بازها را مي توان به كمك آزمون هاي شيميايي شناسايي كرد. رنگ هاي خوراكي بسياري يافت مي شود كه در اسيدها يك رنگ و در بازها رنگ ديگري دارند. به اين مواد رنگي شناساگر مي گويند.  

 

  محاسبه كنيد :
فرمول شيميايي برخي از تركيب هاي شيميايي در زير داده شد است:
الف – هر فرمول CH4 دو عنصر كربن و هيدروژن، در تركيب ; C6H12O6 سه عنصر اكسيژن، در تركيب HCL دو عنصر هيدروژن و كلر و در تركيب NO2 دو عنصر نيتروژن و اكسيژن بكار رفته است.
ب – فرمول وجود چند اتم از هر نوع عنصر را در ساختار مولكول هاي آن تركيب نشان مي دهد؟

NO2; HCL; C6H12O6 ; CH4
در تركيب CH4 يك اتم كربن و 4 اتم هيدروژن‌، در تركيب C6H12O66 اتم كربن، 12 اتم نيتروژن،‌و 2 اتم اكسيژن بكار رفته است.  

 

  فكر كنيد
با دقت به شكل بخشي از شبكه ي بلوري نمك خوراكي (شكل صفحه قبل) نگاه كنيد. آيا مي توانيد نيروهاي جاذبه اي را كه باعث ايجاد اين شبكه ي بلوري شده است مشخص كنيد؟

در شبكه ي بلوري نمك، يون سديم داراي بار الكتريكي مثبت و يون كلريد داراي بار الكتريكي منفي است . نيروي جاذبه ي بين اين دو يون مثبت و منفي باعث ايجاد يك شبكه بلوري در نمك خوراكي مي شوند. (پيوند يوني)  

 

  سؤال از متن فصل 2 :
1 – دانشمندان براي نمايش مولكول ها و تركيب هاي شيميايي از چه شيوه اي استفاده مي كنند؟

آن ها شيوه ويژه اي را بكار مي برند، به اين صورت كه نماد شيميايي عنصرهاي سازنده آن ها را كنار هم قرار مي دهند. به اين شيوه ي نمايش فرمول هاي شيميايي مي گويند.  

 

  2 – پيوند كووالانسي چيست؟

نوعي نيروي جاذبه است كه اتم ها را در يك مولكول محكم كنار هم نگه مي دارد.  

 

  3 – تركيب مولكولي را تعريف كنيد؟

از كنار هم قرارگرفتن شمار زيادي از يك نوع مولكول ماده اي بدست مي آيد كه تركيب مولكولي گفته مي شود.  

 

  4 – چرا اتم به رغم داشتن الكترون و پروتون ذره اي خنثي است؟

زيرا تعداد الكترون ها و تعداد پروتون ها در هر اتم با يكديگر برابر است.  

 

  5 – تركيب هاي يوني چيست؟

مواد بسياري وجود دارد كه يون ذره هاي سازنده ي آن هستند. به اين مواد تركيب هاي يوني مي گويند.  

 

  6 – در شبكه ي بلوري سديم كلريد يون هاي سديم و كلريد چگونه قرار گرفته اند؟

يون هاي سديم و كلريد در شبكه بلوري سديم كلريد بوسيله پيوندهاي قوي يوني بطور بسيار منظمي در كنار هم قرارگرفته اند.  

 

  7 – محلول الكتروليت و غيرالكتروليت را تعريف كنيد؟

ماده اي كه محلول آن جريان برق را از خود عبور مي دهد الكتروليت و ماده اي كه محلول آن در آب جريان برق را از خود عبور نمي دهد، غيرالكتروليت نام دارد.  

 

  8 – مواد رنگي شناساگر چيست؟

رنگ هاي خوراكي بسياري يافت مي شوند كه در اسيدها يك رنگ و در بازها رنگ ديگري دارند. به اين مواد رنگي شناساگر مي گويند.  

 


نوشته شده در تاريخ چهارشنبه هفتم اسفند 1387 توسط علی رضا پیرمردی

كار، انرژي و توان

 

وقتی به جسم ساکن نیرو وارد شود, ممکن است جسم در جهتی که نیرو بر آن وارد می شود به حرکت درآید. در این صورت می گوییم نیرو روی جسم کار انجام داده است.

کاروقتی انجام می شود که نیروی نقطه اثر خود را جابه جا کند.

 

توجه: هر چه نیرو یا جابه جایی بزرگتر باشد, کار انجام شده بیش تر است.

 

 

در این گونه مثال ها نیرو و جابه جایی در یک جهت هستند, بنابر این مقدار کار از رابطه ی زیر به دست   می آید.

جابه جایی � نیرو = کار

W=F.d

گاهی ممکن است نیروی وارد شده و جابه جایی در یک راستا نباشند. در این صورت مولفه ای از نیرو کار انجام می دهد که در راستای جابه جایی باشد.

در شكل مقابل فرد به وسيله طنابي كه با سطح افق زاويه Θ (تتا) مي سازد جسم را روي سطح افقي مي كشد.

در این شکل نیروی F نیروی فرد و Θ زاویه بین نیروی F نسبت به راستای جابه جایی است.

 

دراين صورت نيروي F به دو نيروي FsinΘا (F سينوس تتا) و FcosΘ (اF كسينوس تتا) تجزيه مي شود.

مولفهFcos Θ ا  مولفه نیرو در راستای جابه جایی است. در این حالت مقدار کار برابر است با:

W= F cosΘ . d

 

با توجه به مطالب بالا, کار را می توان از رابطه کلی زیر به دست آورد:

W= F . d . cosΘ

 

در اين رابطه زاويه بين راستاي نيور و جابه جايي (Θ) بر حسب درجه، نيرو (F) بر حسب نيوتن (N)، جابه جايي (d) بر حسب متر (m) بر حسب نيوتن متر يا ژول (j) است.

در جدول زیر مقدار سینوس و کسینوس چند زاویه که کاربرد بیش تری دارند آورده شده است.

 

180

90

60

45

30

0

زاويه (بر حسب درجه)ا

0

1

0

Sin

-1

0

1

Cos

 

 

توجه: فقط در هنگام به حرکت در آوردن اجسام ساکن کار انجام نمي شود. بلکه اگر نیرویی بر یک جسم متحرک نیز وارد شود ممکن است سرعت یا جهت حرکت جسم, در جهت وارد شدن نیرو, تغییر کند. در چنین حالتی هم کار انجام می شود.

در موارد زیر کار انجام نمی شود:

1) بر یک جسم نیرو وارد شود ولی جسم حرکت نکند

 

2) اگر جسمی در حال حرکت باشد ولی به آن نیرویی وارد نشود.

 

مثال: فضا پیماها در فضاهای دور دست بدون آنکه هیچ نیرویی جلو حرکت آن ها را بگیرد. بدون هیچ اصطکاکی در فضای بی کران در حال حرکت هستند. در چنین حالتی, چون هیچ نیرویی سبب کند شدن حرکت جسم نمی شود. جسم هم چنان با سرعتی ثابت در جهتی معین به حرکت خود ادامه می دهد در این حالت اگر چه جسم در حال حرکت است اما کاری انجام نمی شود.

 

3) گاهی نیرویی بر یک جسم وارد می شود اما جسم در جهت وارد شدن نیرو حرکت نمی کند در این صورت اگر نیرو بر راستای جا به جایی عمود باشد (Cos90=0) نیروی وارد شده کار انجام نمی دهد.

 

به طور مثال: فردی جعبه ای را در دست دارد و آن را در جهت افقی حرکت می دهد. در این حالت فرد دو نیرو وارد می کند.

 

1- F۱ : نیرویی برابر نیروی وزن جسم اما در جهت بالا به منظور نگه داشتن جسم و جلوگیری از افتادن آن بر روی زمین به جسم وارد می شود این نیرو کاری انجام نمی دهد, چون در جهت وارد شدن آن, جسم جابه جا نمی شود.

2- F۲ :  نیرویی به صورت افقی به منظور به حرکت در آوردن جسم به طرف جلو این نیرو چون در راستای جابه جایی است پس کار انجام می دهد.

 

مثال 1: شخصی روی دسته یک جاروبرقی نیروی 25 نیوتن در امتدادی که با افق زاویه 60 درجه می سازد, وارد می کند و آن را در سطح افقی 10 متر جا به جا می کند. کار نیروی F چقدر است؟

 

 

مثال 2 : جسمی به جرم ۵ kg را به اندازه ۵۰Cm از سطح زمین بالا می بریم.

کار نیروی وزن چقدر است ؟

 

d= ۵۰ cm= ۰/۵ m

W= mg= ۵۱۰=۵۰ N وزن جسم

W= F . d . cosΘ         W= ۵۰۰/۵(-۱) = -۲۵ j

 

نکته: هرگاه نیرو و جابه جایی هم راستا و در خلاف جهت باشند ( ) کار انجام شده منفی است.

W = -F . d

 

کار و انرژی:

انرژی و کار کاملا به هم مربوطند, به طوریکه می توان گفت: هرگاه کاری انجام شود ممکن است حالت های زیر برای انرژی پیش آید:

1)هنگام انجام کار, انرژی از صورت یا نوعی به صورت یا نوع دیگر تبدیل می شود.

 

2) هنگام انجام کار, انرژی از یک جسم به جسم دیگر انتقال یابد.

 

انرژی:

توانایی انجام کار است.

 

نکته: انرژی و کار ارتباط بسیار نزدیکی به یکدیگر دارند. به طوریکه می توان گفت هرگاه کاری انجام می شود. حتما انجام کار با تبدیل انرژی همراه است و یا انرژی از جسمی به جسم دیگر انتقال یافته است. هم چنین, هرگاه جسمی دارای انرژی باشد می توان در صورت ایجاد شرایط مناسب به کمک آن انرژی جسمی را به حرکت درآورد.

 

توان

سرعت انجام کار یا سرعت مصرف انرژی است.

به عبارت دیگر, توان نشان دهنده ی میزان کار انجام شده یا انرژی مصرف شده در واحد زمان است.

 

مقدار توان به دو عامل بستگی دارد:

1- مقدار کار انجام شده (یا مقدار انرژی مصرف شده)

در یک زمان مشخص, هر چه مقدار کار انجام شده بیش تر باشد, مقدار توان بیش تر است. یعنی توان با مقدار کار انجام شده رابطه ی مستقیم دارد.

 

2-مدت زمان انجام کار:

توان با مدت زمان انجام کار رابطه عکس دارد. یعنی هر چه مدت زمان مصرف شده برای انجام کاری کم تر باشد. توان بیش تر است.

سرعت انجام کار به وسیله دونده ای که مسابقه را زودتر طی کند, بیش تر است. به عبارت دیگر توان این دونده از دونده ی دیگر بیش تر است.

برای محاسبه توان از رابطه ی زیر استفاده می کنیم:

 

در این معادله مقدار کار انجام شده (w) بر حسب ژول (Jj) و مقدار زمان انجام کار (t) برحسب ثانیه (S) و توان (P) برحسب وات (W) است.

 

نکته 1: یک وات توان ماشینی است که در مدت یک ثانیه, یک ژول کار انجام می دهد.

نکته 2: هر کیلو وات برابر هزار وات است 1000w=ا1kw

نكته 3: هر قوه ي اسب بخار برابر 746 وات است. 1hp=746W

معادله هاي دیگری نیز برای محاسبه توان وجود دارد؛ که از معادله اصلی به دست می آید.

می دانیم که سرعت مقدار مسافت طی شده در واحد زمان است

   

 

نکته: وقتی می گوییم توان یک لامپ برقی 100 وات است یعنی در هر ثانیه 100 ژول انرژی الکتریکی توسط لامپ مصرف شده و مطابق قانون پا بستگی انرژی 100 ژول انرژی تابشی (نور) و گرمایی به وسیله آن تولید می شود.

 

مثال: ماشيني در مدت 3 دقیقه باری به وزن 1800 نیوتن را تا ارتفاع 20 متری انتقال می دهد. توان ماشین چند کیلووات است؟

F = ۱۸۰۰ N

d = ۲۰ m

t = ۳ min = ۱۸۰ s

P = ?

برای تبدیل وات به کیلو وات عدد مورد نظر را بر 1000 تقسیم می کنیم.پس

 

ماشین

هر اسبابی که به طریقی سبب آسان شدن کار گردد ماشین نامیده می شود.

ماشین ها به صورت های گوناگون در انجام کارها به ما کمک می کنند.

 

1) ماشین ها گاهی باعث تغییر محل وارد شدن نیرو به جسم و گاهی نیز باعث تغییر جهت نیرو           می شوند.

قرقره ی بالای پرچم, دوچرخه, قیچی همه از راه تغییر جهت نیرو به ما کمک می کنند.

 

2) ماشین ها گاهی با افزایش مقدار نیرو به ما کمک می کنند. (مانند دیلم, انبردست, در قوطی بازکن)

 

 

3)گاهی ماشین ها با افزایش مسافت اثر نیرو بر جسم و افزایش سرعت انجام کار ماشین ها به ما کمک می کنند. (جارو فراشی, انبر, موچین, یخ گیرو...)

 

 

یک ماشین می تواند در یک زمان هم افزایش نیرو و هم تغییر جهت نیرو داشته باشد مانند جک اتومبیل و یا در یک زمان هم جهت نیرو را عوض کند و هم مسافت اثر نیرو را زیاد کند مانند دوچرخه ولی هرگز نمی تواند در یک زمان هم مقدار نیرو و هم مسافت اثر نیرو را افزایش دهد, زیرا در این صورت کارگرفته شده از ماشین بیش تر از کارداده شده به آن خواهد بود که البته چنین چیزی غیرممکن است.

 

کارداده شده و کارگرفته شده از ماشین

برای آنکه یک ماشین کار انجام دهد, باید نخست بر روی آن کار انجام دهیم, نیرویی که به این منظور به ماشین وارد می شود, نيروي محرک و کار این نیرو را کار نیروی محرک (کار داده شده) می نامند.

برای اندازه گیری این کار, کافی است نیرویی که به ماشین وارد می شود در طولی که طی می کند ضرب شود.

جابه جایی نیروی محرکنیروی محرک=کار نیروی محرک (کار داده شده)

WE = E . dE

 

نیرویی را که ماشین باید بر آن غلبه کند, نیروی مقاوم و کار این نیرو, کار نیروی مقاوم (کار مفید) نامیده می شود برای محاسبه کار مفید, نیروی مقاومی که بر آن غلبه شده است در جابه جایی آن ضرب می کنیم.

جابه جایی نیروی مقاومنیروی مقاوم=کار نیروی مقاوم(کار مفید)

WR = R . dR

 

معمولا کار غیرمفید ماشین را نمی توان به طور مستقیم اندازه گرفت و برای تعیین آن کار مفیدی را که از ماشین گرفته ایم از کاری که به ماشین داده ایم, کم می کنیم.

کارمفید-کار داده شده=کار غیر مفید

 

برای مطالعه ماشین آن ها را به دو دسته تقسیم می کنند.

1- ماشین های کامل (ایده آل):

این نوع ماشین, ماشین خیالی است که همه کار داده شده را به صورت مطلوب ما صرف غلبه بر نیروی مقاوم می کند. در چنین ماشینی اتلاف انرژی وجود ندارد و کار نیروی محرک با کار نیروی مقاوم برابر است.

 

2-ماشین های واقعی

ماشین هایی هستند که در عمل با آن ها سر و کار داریم .

در همه ماشین ها, بخشی از کار نیروی محرک صرف غلبه بر نیروهای مقاوم ناخواسته (اغلب اصطکاک) می شودو در نتیجه کار نیروی مقاوم همواره کمتر از نیروی محرک است.

توجه: در ماشین های واقعی نیز همیشه کاری که به ماشین داده می شود با کل کاری که از ماشین گرفته می شود برابر است. اما تمام کار گرفته شده از ماشین به صورت مطلوب نیست.

کارگرفته شده = کار داده شده

کارغیر مفید+کار مفید= کار داده شده

 

مطابق قانون پابستگی انرژی, انرژی هنگام تبدیل شدن از یک صورت به صورت دیگر و یا انتقال از یک جسم به جسم دیگر خلق و نابود نمی شود.

بنابراین مقدار انرژی داده شده به یک ماشین نیز همواره با مقدار انرژیی که از ماشین گرفته می شود برابر است.

 

مزیت مکانیکی

مزیت مکانیکی نشان می دهد که ماشین, نیروی وارده را چند برابر می کند.

برای بررسی طرز کار ماشین ها از دو نوع مزیت مکانیکی استفاده می شود.

 

1) مزیت مکانیکی ایده آل:

نسب را مزیت مکانیکی ایده آل (کامل) می گویند.

كامل

 

2) مزیت واقعی (عملی):

نسب را مزیت مکانیکی واقعی می گویند.

واقعی

 

عددی که معرف سرعت حرکت نقطه اثر نیروی محرک به سرعت حرکت نقطه اثر نیروی مقاوم است را ضریب سرعت ها (نسبت سرعت ها) می نامند. ضریب سرعت برابر است با:

 

نکته: مزیت مکانیکی کمیتی نسبی بوده و بدون واحد بیان می شود.

 

انرژی گرفته شده از ماشین= انرژِِی داده شده به ماشین

 

 

انرژی تلف شده + انرژی (یا کار) مفید گرفته شده از ماشین=کل انرژی داده شده به ماشین

 

در هر وسیله می توان نسبت کار مفید به کل انرژی داده شده به دستگاه را به عنوان یک عامل مهم در کیفیت آن وسیله در نظر گرفت.

این نسبت بازده نام دارد:

 

نکته: در یک ماشین واقعی چون کار خروجی از کار یا انرژی ورودی کمتر است, بازده ماشین همیشه کوچکتر از یک است.

 

بازده را می توان از راه های دیگر نیز به دست آورد:

 

مثال: توان یک ماشین ساده 200 وات و بازده آن 8/0 است, چند ثانیه طول می کشد تا باری به وزن 400 نیوتن را با این ماشین 10 متر بالا ببریم؟

 

                           

 

 

مزیت مکانیکی نشان می دهد ماشین چگونه به ما کمک می کند.

اگر مزیت مکانیکی بزرگتر از یک باشد, ماشین مقدار نیرو را افزایش می دهد.

اگر مزیت مکانیکی کوچکتر از یک باشد, ماشین مسافت اثر نیرو را زیاد می کند.

اگر مزیت مکانیکی برابر یک باشد, ماشین فقط از راه تغییر جهت نیرو به ما کمک می کند.

 

مثال: در یک ماشین, با وارد کردن نیروی 30 نیوتنی می توان یک وزنه 600 نیوتنی را بلند کرد. مزیت مکانیکی واقعی چقدر است و ماشین از چه راهی به ما کمک می کند.

 

انواع ماشين ها

1- ماشین های ساده:

گروهی از ماشین ها که پایه و اساس ساخت ماشین های دیگر را تشکیل می دهند, ماشین ساده نامیده می شوند. ماشین های ساده در شش نوع اهرم, قرقره, چرخ محور, سطح شیب دار گوه و پیچ دسته بندی می شوند.

 

2- ماشین های مرکب یا پیچیده

گاهی دو یا چند ماشین ساده با هم ترکیب می شوند و ماشین جدیدی را به وجود می آورند به چنین ماشین هایی, ماشین های مرکب یا پیچیده می گویند.

این ماشین ها تغییر شکل یافته ی ماشین ساده یا ترکیبی از چند ماشین ساده با یک دیگر هستند.

 

انواع ماشین های ساده:

1. اهرم :

اهرم میله ای است که می تواند حول یک تکیه گاه دوران کند.

در هر اهرم یک تکیه گاه, یک بازوی محرک و یک بازوی مقاوم وجود دارد.

 

 بازوی محرک (LE): در یک اهرم فاصله ی نقطه اثر نیروی محرک تا تکیه گاه را بازوی محرک می گویند.

بازوی مقاوم(LR): در یک اهرم فاصله ی نقطه اثر نیروی مقاوم تا تکیه گاه را بازوی مقاوم می گویند.

تکیه گاه(F): نقطه ای است که اهرم حول آن دوران می کند.

 

اهرم بر اساس قرار گرفتن محل تکیه گاه, نیروی محرک و نیروی مقاوم به چند نوع تقسیم می شوند:

الف) اهرم نوع اول

در صورتیکه تکیه گاه بین نقطه اثر نیروی مقاوم و نیروی محرک باشد, اهرم از نوع اول است.

اهرم نوع اول به سه حالت دیده می شود:

a) حالت اول :

 

زمانیکه تکیه گاه درست در وسط نیروی محرک و نیروی مقاوم قرار گرفته باشد, در این صورت بازوی محرک و بازوی مقاوم با هم برابرند.

در این حالت, اهرم فقط از راه تغییر جهت نیرو به ما کمک می کند.

نکته: مزیت مکانیکی این اهرم همیشه یک است.

 

b) حالت دوم :

 

زمانیکه تکیه گاه بین نیروی محرک و نیروی مقاوم ولی نزدیک به نیروی مقاوم باشد, در این حالت, اهرم از راه های زیر به ما کمک می کند.

1)تغییر جهت نیرو: زیرا تکیه گاه بین نیروی محرک و مقاوم قرار دارد.

2) افزایش نیرو: زیرا بازوی محرک بزرگتر از بازوی مقاوم است. (LR>LE)

نکته: مزیت مکانیکی این اهرم همواره از یک بیش تر است.

 

c) حالت سوم :

 

زمانیکه تکیه گاه بین نیروی محرک و نیروی مقاوم بوده ولی نزدیک به نیروی محرک باشد, در این حالت اهرم از راه های زیر به ما کمک می کند.

1)تغییر جهت نیرو: زیرا تکیه گاه بین نیروی محرک و مقاوم قرار است.

2) افزایش مسافت اثر نیرو: زیرا بازوی مقاوم بزرگتر از بازوی محرک است. (LR >LE)

نکته: مزیت مکانیکی این اهرم همواره از یک کم تر است.

 

ب) اهرم نوع دوم

در این نوع اهرم نیروی مقاوم بین تکیه گاه و نیروی محرک قرار دارد.(مانند فندق شکن � فرغون) این نوع اهرم فقط از راه افزایش نیرو به ما کمک می کند. زیرا در این اهرم همواره بازوی محرک بزرگتر از بازوی مقاوم است.

مزیت مکانیکی این اهرم همیشه از یک بیشتر است.

 

نکته: در این نوع اهرم, هر چه نیروی مقاوم به تکیه گاه نزدیک تر باشد, مزیت مکانیکی بیش تر می شود.

 

ج) اهرم نوع سوم

در این نوع اهرم نیروی محرک بین تکیه گاه و نیروی مقاوم قرار دارد. مانند (جاروی فراشی) این نوع اهرم, فقط از راه افزایش مسافت اثر نیرو به ما کمک می کند. زیرا بازوی مقاوم بزرگتر از بازوی محرک است.

مزیت مکانیکی این اهرم همیشه کمتر است.

 

قانون اهرم ها

چنانچه اهرم در حال تعادل باشد, فرمول زیر صادق است:

بازوی مقاومنیروی مقاوم=بازوی محرکنیروی محرک

E.LE=R.LR

 

نکته: در صورتیکه از اصطکاک صرف نظر کنیم, مزیت مکانیکی اهرم را می توان از رابطه ی زیر نیز به دست آورد.

 

2. قرقره:

چرخی شیاردار است که حول یک محور می چرخد.

 

قرقره ثابت:

 

مزیت مکانیکی این قرقره همواره برابر یک است و از راه تغییر جهت نیرو به ما کمک می کند.

توجه: این قرقره نظیر اهرم نوع اول حالت اول است.

 

قرقره متحرک:

این قرقره آزادانه بر روی ریسمان (طناب) جا به جا می شود.

این قرقره از راه افزایش نیرو به ما کمک می کند.

مزیت مکانیکی کامل این قرقره برابر 2 است. زیرا بازوی محرک (قطر چرخ) همواره دو برابر بازوی مقاوم (شعاع چرخ) است.

 

 

نکته: قرقره متحرک مانند اهرم نوع دوم است, با این تفاوت که مزیت مکانیکی اهرم (با تغییر دادن محل نیروی مقاوم) قابل تغییر است در حالیکه مزیت مکانیکی این قرقره تغییر نمی کند.(A=2)

 

دستگاه قرقره مرکب:

برای آنکه به مزیت های مکانیکی بالاتری دست یافت می توان دو یا چند قرقره ثابت و متحرک را با هم ترکیب کرد و یک قرقره مرکب به وجود آورد. در این حالت قرقره ها را به شکل های مختلفی با یکدیگر ترکیب می کنیم.

 

الف) در یک روش, برای بستن تمام قرقره ها فقط از یک رشته نخ استفاده می شود.

در این حالت برای به دست آوردن مزیت مکانیکی کامل دستگاه به دو صورت عمل می کنیم:

1- تعداد نخ های متصل به قرقره متحرک را می شمریم.

2- نیروی کشش نخ (T) را مشخص کرده و مزیت مکانیکی کامل را به دست می آوریم.

 

      

 

ب) قرقره های ارشميدس:

برای اتصال این قرقره ها به یکدیگر از چند رشته نخ استفاده می شود.

برای بدست آوردن مزیت مکانیکی کامل این دستگاه از دو راه استفاده می شود:

الف) نیروی کشش نخ (T) را مشخص می کنیم.

 

 

 

توجه: وجود قرقره ثابت در مزیت مکانیکی کامل دستگاه هیچ تاثیری ندارد ولی چون کشیدن ریسمان به سمت پایین آسانتر از کشیدن به سمت بالاست گاهی برای آسانتر شدن کار از قرقره ثابت استفاده می شود.

 

2- برای به دست آوردن مزیت مکانیکی اين قرقره ها را می توان از فرمول نیز استفاده کرد.

(n= تعداد قرقره متحرک است.)

مثال: در دستگاه بالا از دو قرقره متحرک استفاده شده است پس

 

ج) ممکن است قرقره به صورت زیر به یکدیگر وصل شده باشند, در این صورت برای به دست آوردن مزیت مکانیکی کامل.

1) از راه کشش نخ استفاده می کنیم.

 

 

2) از فرمول زیر به دست آوریم(A=2n-1)

(n= تعداد قرقره های ثابت و متحرک است.)

 مثال: در دستگاه بالا از 3 قرقره استفاده کردیم:

 

تذکر: قرقره ها را به شکل های گوناگون می توان با هم ترکیب کرد. در هر مورد برای به دست آوردن مزیت مکانیکی کامل می توان از نیروی کشش نخ استفاده کنیم.

 

3- چرخ محور:

چرخ و محور چرخی است که به مرکز آن یک میله وصل شده است. با چرخاندن چرخ, میله نیز می چرخد.

فرمان اتومبیل-آچار پیچ گوشتی- کلید درب-مداد تراش رومیزی-چرخ چاه-چرخ گوشت دستی نمونه هایی از ماشین چرخ و محور هستند.

F60

 

نکته1: در چرخ و محور اگر نیروی محرک را به چرخ و نیروی مقاوم را به محور وارد کنند در این حالت چرخ و محور از طریق افزایش نیرو به ما کمک می کند..

زیرا بازوی محرک (شعاع چرخ=rE) از بازوی مقاوم (شعاع محور=rR) بزرگتر خواهد شد و مزیت مکانیکی آن از یک بیش تر خواهد شد.

 

در چرخ و محور بین شعاع (قطر) چرخ و شعاع (قطر) محور و نیروهایی که به چرخ و محور وارد می شود. رابطه ی زیر برقرار است. (در صورت صرف نظر از اصطکاک)

 

توجه: چون چرخ و محور به هم چسبیده اند تعداد دورهایی که چرخ و محور در یک مدت می چرخند باید مساوی باشند. اگر چرخ یک دور بچرخد نقطه اثر نیروی محرک به اندازه محیط چرخ (rEا2R) جابه جا        می شود ونقطه اثر نیروی مقاوم به اندازه محیط محور (rRתا2) جابه جا خواهد شد.

 

نکته 2: در چرخ و محور اگر نیروی مقاوم به چرخ و نیروی محرک به محور وارد شود, چرخ و محور از طریق افزایش مسافت اثر نیرو کمک می کند زیرا بازوی مقاوم (rR) از بازوی محرک (rE) بزرگتر خواهد شد و مزیت مکانیکی آن از یک کم تر خواهد شد.

 

نكته3: تغییر جهت نیرو در این ماشین بستگی به نحوه بستن ریسمان ها به چرخ و محور دارد.

 

چرخ و محور نیز نوعی اهرم است. با این تفاوت که :

1) چرخ و محور نه در دامنه ی حرکت محدودیت دارد و نه در مزیت مکانیکی

2) اهرم پس از مدتی چرخش به دور تکیه گاه متوقف می شود ولی در چرخ و محور خیر.

 

4- سطح شیب دار

هر سطحی که با سطح افق زاویه ای کوچکتر از 90 درجه بسازد, سطح شیب دار است.

به وسیله سطح شیب دار می توانیم یک جسم سنگین را با وارد کردن نیرویی کوچک تر از وزن آن, به داخل کامیون منتقل می کنیم.

در این صورت به کمک یک نیروی کم اما در مسافتی طولانی, جسمی را به سمت بالا حرکت می دهیم.

اگر بخواهیم جسمی را در راستای قائم بلند کنیم باید نیرویی برابر وزن جسم (mg) به آن وارد کنیم ولی با استفاده از سطح شیب دار و با چشم پوشی از اصطکاک نیرویی کم تر از نیروی وزن (mgsinΘ) لازم است تا جسم را از سطح زمین بالا برد.

نکته: هر چه زاویه سطح شیب دار کوچک تر باشد نیروی کم تری برای بالابردن جسم لازم است در نتیجه طول سطح شیب دار نسبت به ارتفاع آن بیش تر خواهد شد.

 

 نکته1: در سطح شیب دار, طول سطح (L) جابه جایی نیروی محرک (dE) و ارتفاع سطح (h) جابه جایی نیروی مقاوم (dR) خواهد بود. هرگاه نیروی محرک به اندازه طول سطح شیب دار (L) جابه جا شود, نیروی مقاوم به اندازه ارتفاع سطح شیب دار (h) جابه جا خواهد شد.

dE = L    ,     dR = h

 

نکته2: برای آنکه بخواهیم سینوس یک زاویه را به دست آوریم از راه زیر استفاده می کنیم.

 

مزیت مکانیکی کامل سطح شیب دار از رابطه زیر به دست می آید.

 

با توجه به رابطه ی h=Lsin Θ داریم:

 

توجه: چون در عمل همیشه مقداری نیروی اصطکاک وجود دارد. بنابر این برای بالابردن جسم بر روی سطح شیب دار نیرویی بیش تر از mgsin Θ لازم است و مقدار نیروی محرک واقعی از رابطه ی زیر به دست می آید.

واقعي E = mgSinΘ + f(نيروي اصطكاك)

 

گوه:

یک سطح شیب دار متحرک است و معمولا از دو سطح شیب دار ساخته شده است. نوک تبر, قیچی, چاقو و هر وسیله تیز و برنده گوه است. یکی از کاربردهای گوه شکاف دادن تنه درختان است.

وقتی با پتک به گوه نیرو وارد می شود, گوه به جلو رانده می شود در نتیجه از طریق سطوح جانبی گوه, نیروی بزرگتری به هر طرف شکاف وارد می شود.

 

نکته1: طول گوه جابه جایی نیروی محرک و ضخامت گوه, جابه جایی نیروی مقاوم است.

نکته2: طول گوه را با L ضخامت گوه را با t نشان می دهند.

dE = L  ,  dR = t

 

مزیت مکانیکی کامل گوه:

 

نکته: هر چه طول گوه نسبت به ضخامت گوه بیش تر باشد, یعنی گوه نازک تر باشد, مزیت مکانیکی کامل آن بیش تر است.

 

پیچ:

سطح شیب داری است که دور یک میله پیچیده شده است.

 

به هر بر آمدگی پیچ یک دنده می گویند.

فاصله ی دو برآمدگی یا دو فرو رفتگی پیچ را پای پیچ می گویند.

پای پیچ با حرف P نمایش داده می شود.

هرگاه محیط پیچ یک دور کامل بچرخد پیچ به اندازه فاصله یک دنده تا دنده دیگر (پای پیچ) جابه جا می شود.

نکته: محیط پیچ جابه جایی نیروی محرک و پای پیچ, جابه جایی نیروی مقاوم است.

مزیت مکانیکی کامل پیچ از رابطه زیر به دست می آید.

 

نکته: از پیچ های استوانه ای برای اتصال قطعات فلزی و از پیچ های نوک تیز برای اتصال قطعات چوبی استفاده می شود.

از ترکیب پیچ و گوه, مته به وجود می آید.

 

چگونه می توان از ماشین های ساده کمک بیش تری گرفت؟

1- با ایجاد تغییراتی در آن ها

2-با ترکیب کردن آن ها

 

هنگامی که دو یا چند ماشین ساده با هم ترکیب شوند و ماشین جدیدی را به وجود آورند, ماشین مرکب یا پیچیده ساخته می شود.

مثال: از ترکیب گوه و اهرم, قیچی ساخته می شود.

 

مزیت مکانیکی ماشین های مرکب:

در ماشین های مرکب مزیت مکانیکی کل دستگاه را می توان از حاصل ضرب مزیت مکانیکی ماشین های ساده سازنده آن به دست آورد.

ِA=A1 A2 A3ׅ..کامل

 

مثال: در شکل زیر با صرف نظر از اصطکاک

الف) مزیت مکانیکی کامل دستگاه را محاسبه کنید.

 

ب) اگر نیروی محرک 400 نیوتن باشد بر چه نیروی مقاوم می توان غلبه کرد؟

 

با چشم پوشی از اصطکاک:

مزیت مکانیکی کامل دستگاه و مزیت مکانیکی واقعي با یکدیگر برابر هستند پس 6= A كامل = A واقعي

 

 


نوشته شده در تاريخ چهارشنبه هفتم اسفند 1387 توسط علی رضا پیرمردی

زمين ساخت ورقه اي

در سال 1912 ميلادي دانشمند آلماني بنام وگنر اظهار داشت كه حدود 200 ميليون سال پيش تمام خشكي ها به هم متصل و يك تكه بوده اند اين خشكي رفته رفته به دو قسمت تقسيم شده و پس از آن هر قسمت نيز قطعه قطعه شده و قاره هاي امروزي را بوجود آمده اند سپس وگنر نظريه زمين ساخت ورقه اي را مطرح كرد.

نظريه زمين ساخت ورقه اي:
بر اساس اين نظريه سنگ كره زمين يك تكه نيست بلكه از تعدادي ورقه هاي بزرگ و كوچك تشكيل شده است.


نكته: بعضي از ورقه ها در زير قاره ها و بعضي ديگر در زير اقيانوس ها و برخي هر دو را در بر مي گيرد.

 



نكته: به هر يك از ورقه هاي سنگ كره يك پليت مي گويند نمونه اي از حركت پليت ها در سطح زمين.

 

بر اثر حركت پليت ها در حاضيه ورقه ها زلزله ايجاد مي شود.

زلزله
حركت ناگهاني قسمتي از زمين را زلزله گويند كه اين حركت موجب تخريب ساخمان ها و رانش زمين     مي شود و گاهي خسارت جاني و مالي زيادي را به بار مي آورد.

ريشتر
واحد شدت زلزله است كه دانشمند آمريكايي به نام چالز فوانسيس ريشتر اولين بار شيوه اندازه گيري شدت زلزله را پيشنهاد داد او شدت زلزله را 1 تا 12 ريشتر بيان كرد.

 

 

نكته انرژي زمين لرزه اي كه شدت آن يك ريشتر است برابر انرژي حاصل از انفجار 170 گرم تي ان تي (TNT) است. به ازاي افزايش هر درجه ريشتر شدت زمين لرزه 31 برابر عدد قبلي است.

سؤال: چه عاملي در زير سنگ كره موجب شكل پذيري و خمير مانند بودن نرم كره مي شود؟
جواب: دما و فشار بسيار زياد در زير سنگ كره

سؤال: چگونه قسمت خميري گوشته ممكن است جا به جا شود؟
جواب: چون قسمت زيرين دما بيشتر از قسمت بالايي بخش خميري شكل است اين اختلاف دما باعث تغيير چگالي مواد شده و سبب جابه جايي ماده خميري شكل مي شود.

سؤال: چه موقع ورقه هاي سنگ كره جا به جا مي شوند؟
جواب: وقتي مواد نرم كره به آرامي بالا بيايند و به طرفين كشيده شوند ورقه ها روي هم مي خزند.


حركت ورقه ها در مجاورهم به سه صورت ممكن است باشد.


1- دو ورقه از هم دور مي شوند.

 


2- دو ورقه به هم برخورد كرده و نزديك مي شوند.


3- دو ورقه در كنار هم مي لغزند.


پديده هاي حاصل از حركت ورقه ها:
1- ورقه هاي دور شونده:

بيش تر محل ورقه هاي دور شونده در ميان اقيانوس ها قرار دارند در اين مناطق مواد مذاب از بين دو ورقه خارج شده و بين دو ورقه سخت مي شود و پوسته جديد حاصل مي گردد.


به همين دليل هر ساله چندين سانتي متر بر وسعت اقيانوس ها افزوده مي شود.

 

2- ورقه ها هاي نزديك شونده:
چون ورقه هاي نزديك شونده خصوصيات فيزيكي و شيميايي مختلفي دارند پديده هاي حاصل به يكي از صورت هاي زير مي باشد.
الف: برخورد ورقه اقيانوسي با قاره اي:
چون ورقه هاي اقيانوسي نسبت به ورقه هاي قاره اي سنگين تر مي باشند به زير ورقه هاي قاره اي كشيده مي شوند و باعث ايجاد گودال اقيانوسي- كوه هاي آتش فشان و زلزله مي شوند.


ب: برخورد دو ورقه اقيانوسي:
يك ورقه به زير ورقه ديگر فرو مي رود و با خم شدن لبه ورقه ها گودال عميق اقيانوسي ايجاد مي شود. ورقه فرو رونده ذوب شده و مواد مذاب از بستر دريا خارج مي گردند و بر اثر آتش فشان جزايري سر از آب بيرون آورده و جزاير قوسي توليد مي گردند.



ج: برخورد دو ورقه قاره اي
هيچ كدام از ورقه ها زير ديگري فرو نمي رود چون جرم هر دو مساوي است بر اثر چنين برخوردي كوه و زلزله شديد ايجاد مي شود.

 


3- ورقه ها در كنار هم مي خزند
در اين محل ها نه پوسته جديد توليد مي شود و نه ورقه اي تخريب مي شود بلكه فقط ورقه ها كنار هم حركت مي كنند در اين صورت زلزله هاي شديد ايجاد مي گردد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل 3 – سرگذشت زمين . لايه هاي سنگ ها :

سنگ هاي رسوبي معمولاً به صورت موازي در روي هم انباشته مي شوند و مانند ورق هاي كتابند. در يك سري لايه از جنس سنگ هاي رسوبي ، اصولاً لايه هاي زيرين قديمي تر از لايه هاي بالايي هستند. اما در صورتي كه سنگ ها چين خورده باشند، نمي توانيم اصل بالا را درست بدانيم و براي تعيين وضعيت گذشته هاي آن ها بايد بدنبال شواهد ديگري بگرديم.





فسيل :

براي پاسخ به اين سؤال كه چه جانداراني بر روي زمين زندگي مي كردند بايد از فسيل ها كمك گرفت. به آثار و بقاياي موجودات قديمي كه در بين برخي از مواد تشكيل دهنده ي پوسته زمين پيدا مي شوند فسيل مي گويند. از ميان جانداران گذشته، فقط تعداد بسيار كمي به صورت فسيل درآمده اند. جانداراني كه داراي اعضاي نرم و فاقد اسكلت سفت داخلي يا خارجي بوده اند، در برابر عوامل مخرب طبيعي مقاومتي نداشته و پس از مرگ در مجاورت هوا يا زير آب تجزيه گرديده، خوراك جانداران ديگر شده و بدون آنكه از خود اثري به جاي گذارند، از بين رفته اند.
در ميان جانداران گذشته ي زمين آن هايي كه داراي اعضاي سخت مانند استخوان، دندان، صرف ، كيتين با بافت چوبي بوده اند. امكان فسيل شد نشان وجود داشته است. اين جانداران بايد بلافاصله پس از مرگ در محلي قرارگيرند تا در معرض تجزيه و فساد قرار نگيرند.




مكان هاي مناسب براي فسيل شدن :

براي فسيل شدن،‌محيط هاي رسوبي مانند درياها و درياچه ها مناسب تر از ساير مناطق اند. در اين مناطق رسوب گذاري شديدتر است و بقاياي جانداران بوسيله رسوبات بهتر مدفون و پوشيده ي مي شود.




در خشكي ها نيز گاهي فسيل بوجود مي آيد ولي تعداد آن ها نسبت به فسيل هايي كه در درياها تشكيل شده اند، بسيارناچيز است. يخچال، غار، طوفان هاي شن و ماسه ، شيره هاي گياهي، مواد نفتي و خاكسترهاي آتش فشاني شرايطي بوجود مي آورند كه جانوران يا گياهان قبل از فساد و تجريه همه يا قسمتي از جسد آن ها سالم بماند.




استفاده از فسيل ها :

برخي از فسيل ها كه مانند زغال سنگ و نفت كه به آن ها سوخت هاي فسيلي نيز گفته مي شود و بطور مستقيم در تأمين انرژي و برخي مواد كاربرد فراوان دارند. از ساير فسيل ها نيز براي تعين محل بعضي از مواد معدني استفاده مي گردد. فسيل ها در تشخيص آب و هواي گذشته نيز قابل استفاده اند.




تحول در حيات :

با مطالعه در روي فسيل ها بدست آمده از ميان لايه هاي رسوبي مختلف معلوم شده است كه فسيل هاي موجود در لايه هاي قديمي تر (زيرين) در مقايسه با آن ها كه در لايه هاي بالايي پيدا مي شوند. ساختماني بدني ساده تري را نشان مي دهند. يعني هرچه به زمان حاضر نزديك مي شويم. هم ساختمان بدن جانداران پيچيده تر مي شود هم بر تعداد انواع آن ها اضافه مي شود.
دانشمندان به همين ترتيب توانسته اند اولاً با نوع تحولات و تغييرات جانداران در گذشته آشنا شوند، ثانياً نوعي جدول زماني را به كمك فسيل ها تنظيم كنند كه راهنماي مناسبي براي تعيين قدمت لايه هاي رسوبي مجهول هم هست.
ترتيب پيدايش جانداران از بي مهره ها به مهره داراين ساده و خونسرد و سپس مهره داران خونگرم، يعني پرنده ها و پستانداران است.
گياهان نيز در آغاز محدود به جلبك هاي دريايي بودند و در زمان هاي بعد سرخس ها و انواع مشابه پديد آمدند. پيدايش گياهان گلدار، كه انواع كامل پيچيده تر از اقاسم بي گل ها و هاگدار است. در زمان هاي نزديك به زمان حال در روي زمين ظاهر شدند.








تغيير گونه هاي جانداران :

يكي از مهم ترين كاربردهاي فسيل ها پي بردن به چگونگي تغييرات شكل ظاهري و ساختمان بدني و در نتجه بوجود آمدن انواع جديد جانداران است. امروزه بيش از 2 ميليون نوع جاندار در روي زمين زندگي مي كنند. در حالي كه مطالعه ي فسيل ها نشان ميدهد كه در ابتدا تعداد گونه هاي جانداران بسيار محدود و رفته رفته افزايش پيدا كرده اند.
المارك دانشمند فرانسوي‌،در قرن هجدم استفاده يا استفاده نكردن اندام ها را عامل بروز تغيير مي دانست و عقيده داشت كه وقتي اندامي زياد بكار برده شود، قوي خواهد شد و برعكس اندامي كه كار نكند، رشد چنداني نخواهد داشت . به عقيده لامارك صفاتي كه به اين ترتيب كسب مي شوند. قابل به ارث رسيدن نيز خواهند بود. پس چون زرافه گردن خود را براي خوردن برگ هاي درختان بالا كشانده نسل به نسل بر طول گردنش اضافه شده است.




چارلز داروين:

زيست شناس انگليسي،‌در قرن نوزدهم كه از اوايل زندگي به مطالعه گياهان و جانوران علاقمند بود. در مورد چگونگي تغيير گونه ها ، نظريه ي انتخاب طبيعي خود را در كتابي به نام منشأ انواع انتشار داد.
انتخاب طبيعي به اين معناست كه طبيعت در هر محيط افراد سازگارتر را انتخاب مي كند و آن هايي را كه براي زيستن در آن محيط مناسب نيستند، از ميان مي برد.
ذكر انتخاب طبيعي، از آن جا در ذهن داروين ريشه گرفت كه مشاهد كرد:‌تعداد اولاد جانداران، هميشه بيشتر از تعداد والدين است با وجود اين جمعيت انواع بخصوص همواره ثابت مي ماند. بنابراين بايد هميشه تعدادي از اولاد جانداران به طريقي از بين بروند و چون بين افراد يك نوع ، تفاوت هاي فردي وجود دارد و همه آن ها از لحاظ سازش با محيط، مشابه نيستند. در ضمن چون غذا و جا معمولاً براي همه ي افراد وجود ندارد،‌ميان آن ها رقابت در مي گيرد. در اين رقابت افرادي كه سازش بيشتري با محيط دارند. از شانس بيشتري هم براي زنده ماندن برخوردارند و در نتيجه، در رقابت پيروز مي شوند و به سن زاد و ولد مي رسند و توليد مثل مي كنند.








دووريس :

در اوايل قرن بيستم يك دانشمند هلندي به نام دووريس نظريه ي جهش را اائه داد. دووريس معقتد بود، صفاتي بطور ناگهاني در يك فرد ظاهر مي شوند و اين صفات قابل انتقال به نسل هاي بعدي نيز هستند. جانداراني را كه در آن ها صفات جديد بوجود مي آيد در اصطلاح جهش يافته مي نامند. صفات جديدي كه در يك جهش بوجود مي آيند اغلب مضر هستند و سبب نابودي جاندار مي شوند، گاهي به ندرت در يك جهش صفات مفيدي هم ظاهر مي شدند. جانداراني كه در آن ها يك يا چند صفت مفيد ظاهر مي شود. نسبت به همنوعان خود سازگاري بيشتري با محيط پيدا مي كنند و رفته رفته تعداد آن ها در محيط افزايش پيدا مي كند.




چگونگي بروز جهش :

مي دانيد كه صفات ارثي از طريق كروموزوم ها داخل هسته به ارث مي رسند. مشاهد هي دقيق كروموزم ها هم نشان داده است كه ماده ي اصلي زنده ي آن ها، مولكول هاي DNA است كه در سلول هاي همه ي جانداران وجود دارد و امروزه آن ها را عوامل بوجود آورنده صفات مختلف در همه ي جانداران مي شناسيم. پس اگر قرار باشد تغيير در صفات جانداران پديد آيد. اين تغيير (جهش) بايد در ساختمان DNA اثر بگذارد.
DNA مولكولي بسيار با ثبات است و ساختمان كم تر دچار تغيير مي شود عواملي كه سبب بروز تغيير در ساختمان چنين مولكولي مي شوند، بايد بسيار قوي باشند. مواد راديو اكتيو بعضي از ماد شيميايي و دارويي را از جمله ي اين عوامل مي دانند.






شواهد تغيير :

وجود شباهت هاي فراوان در ميان جانداران حاكي از وابسته بودن آن ها به همديگر است. البته، شباهت ميان جانداران يك گروه زيادتر از شباهت ميان جانداران گروههاي دور از هم است. بديهي است كه ساختمان اندام هاي داخلي مانند دستگاههاي تنفس، گردش خون، كليدها و غيره هم در آن ها بسيار شبيه است و همگي فعاليت هاي حياتي مانند تغذيه ، تنفس ،‌و غيره را به يك شكل انجام ميدهند.
چنين شباهتي به ترتيب در ميان افراد گروههاي ديگر مهره داراين كمتر مي شود. با اين حال، ميان اين گروهها شباهت زياد دارند.




در مجموع مشاهدات انجام شده حاكي از آنند كه :

جانداران از اجداد قديمي و مشتركي بوجود آمده اند.
تغييرات در جمعيت هاي جانداران پديد مي آيند نه در افراد، زيرا فرديكه پس از مدت كم و بيش كوتاهي مي ميرد اما نسل و جمعيت باقي مي ماند. زندگي از حالت ساده و ابتدايي به صورت پيچيده تري تحول يافته است.








فكر كنيد
در مطالعه ي تاريخچه زمين، سنگ هاي رسوبي بهتر از بقيه ي اقسام سنگ ها هستند، دليل چيست؟

سنگ هاي رسوبي از بسياري جهات پرارزش اند، از جمله اينكه در آنها غالباً بقاياي گياهان و حيوانات پيدا مي شود كه آنها را فسيل مي نامند. دانشمنان با استفاده از فسيل ها تاريخ گذشته ي زمين را معلوم مي كنند. سنگ هاي رسوبي شواهد مربوطه به تاريخچه ي گذشته ي زمين را در بردارند و نشان مي دهند كه وضع درياها و خشكي ها، رشته كوه ها و غيره در گذشته چگونه برده است.




فكر كنيد
يك جاندار پس از مرگ بايد دور از چه عواملي قرار گيرد تا همه يا قسمتي از جسد آن باقي بماند؟

اين جاندار بايد بلافاصله پي از مرگ، در محلي قرار گيرد تا در معرض تجزيه و فساد قرار گيرد. مثلاً اگر داراي اعضاي نرم يا فاقد اسكلت سخت داخلي يا خارجي است. نبايد در مجاورت هوا يا زير آب قرار گيرد چون در اين حالت تجزيه گرديده و يا خوراك جانداران ديگر مي شود. در حالت كلي خشكي جاي خوبي براي فسيل شدن نيست.




فكر كنيد :‌
1 – به كمك جاي پاي جاندار ،‌چه اطلاعاتي درباره آن جاندار مي توان كسب كرد؟

وزن ، بزرگي جثه، نوع جاندار، نوع تغذيه

2 – وجود زغال سنگ در يك منطقه چه اطلاعاتي درباره آب و هواي گذشته ي آن جا مي تواند در برداشته باشد؟
وجود زغال سنگدر يك منطقه نشان ميدهد كه شرايط آب و هوايي در آن منطقه براي پيدايش جنگل هاي انبوه مناسب بوده است.

3 – آيا مي توان به كمك فسيل ها مناطق مختلف درياهاي گذشته را از نظر عمق شناسايي كرد؟
بله زيرا در هر منطقه از دريا متناسب با .... فاصله از ساحل ، جنس رسوبات فرق مي كند و از طرفي هر لايه ي فسيل هاي ويژه اي دارد كه با فسيل هاي لايه هاي بالايي و پائيني متفاوت است.

4 – آيا مي توان به كمك فسيل ها، درياچه آب شيرين را از درياچه آب شور تشخيص داد؟
بله، برخي از فسيل هاي مربوط به جانوران ساكن درياچه آب شيرين اند، پس سنگ هاي محتوي آثار آن ها بايد در محيط آب شيرين تشكيل شده باشد.




فكر كنيد :
از ترتيب پيدايش جانداران در روي زمين چگونه مي توانند به قديم يا جديد بودن لايه هاي رسوبي چين خورده پي ببرند؟

فسيل ها نشان دهنده ي طرز تكامل حيات در روي زمين اند، و چون جانداران ابتدايي و ساده تر در مقايسه با جانداران پيچيده و پيشرفته قدمتي زيادتر دارند، با مقايسه نوع فسيل هاي موجود در سنگ ها مي توان ترتيب قدمت هاي لايه رسوبي را معلوم كرد.

فكر كنيد :
1 – نوع سازگاري هر كدام از جانداران زير را مشخص كنيد:
گاو
مار
كاكتوس
اردك
بوته ي كدو
1 – گاو :
ناخن اندام هاي حركتي تبديل به سم شده است. معده چهار قسمتي است دندان هاي آسيا رشد بيشتري دارند.

مار :
داشتن پولك هاي ضخيم در سطح خارجي پوست كه سبب مي شود آب بدن از بين نرود و نياز جانور به آب كم باشد.

كاكتوس :
سطح پهنك برگ ها فوق العاده كاهش يافته و تبديل به خار شده است و تعداد روزنه ها كم است.

اردك :
دستگاه گوارش داراي بخش هاي ويژه اي بنام چينه دان و سنگدان است

بوته كدو:
طول ريشه بدليل نياز زياد گياه به آب زياد است و در اطراف پخش مي شود.

2 – آيا مهاجرت مي تواند يكي از عوامل ايجاد تغيير در جمعيت هاي جانداران باشد؟ براي گفته خود دليل بياوريد؟
مهاجرت عبارت است از جابجايي از مكاني به مكان ديگر . مهاجرت ها مي توانند بر افزايش يا كاهش جمعيت ساختمان سني جمعيت و ... اثر بگذارد به عنوان مثال وقتي روستاييان به شهرها مهاجرت مي كنند چون اغلب مهاجرين .... كار و فعاليت هستند باعث افزايش جمعيت سالخوره و يا در مورد زنان در روستا مي شوند.

تفسير كنيد
اين جمله را تفسير كنيد:
«جهش بوجود آورنده تغييرات در جانداران و انتخاب طبيعي گسترش دهنده ي آنها در جريان جمعيت ها ست.»
جهش سبب پيدا شدن صفات جديد مي شود اما به تنهايي قادر به تغيير چهره ي جمعيت نيست زيرا ميزان جهش بسيار كم است ولي انتخاب طبيعي يا انتخاب انواع جديد و حذف انواع ديگر امكان گسترش اين صفت را فراهم مي كند. به بيان ديگر جهش ايجاد كننده ي صفت جديد در فرد و انتخاب طبيعي افزايش دهنده اي فراواني اين صفت است.

 

 

 

 

 

 

فصل 5 – فراتر از زمين
‌منظومه شمسي

حدود 10 ميليارد سال پيش ، در قسمتي از فضا يك توده عظيم ابر مانند بوجود آمد كه 80 درصد آن هيدروژن، 15 درصد آن هليم و 5 درصد بقيه بيشتر شامل گازهايي چون اكسيژن، نيتروژن ،‌كربن و مواد سنگين تري چون سيلسيم ، آلومينيوم ، آهن و منيزيم و كلسيم بود. اين توده ي عظيم در حدود 5 ميليارد سال پيش تحت تأثير نيروي گرانشي شروع به متراكم شده و چرخيدن كرد. و پس از مدتي به شكل دو بشقاب كه از لبه روي هم قرار گرفته باشند درآمد . بعد از مدتي بيشتر گازها در وسط اين شكل جاي گرفتند و خورشيد را تشكيل دادند و مواد سنگين تر ، سياراتي چون عطارد، زهره، زمين و مريخ را بوجود آوردند.
بقيه ي مواد نيز كه هم مواد سنگين و همه مواد گازي داشتند سيارات ديگر يعني مشتري ، زحل اورانوس و نپتون را بوجود آوردند. از اين جهت سيارات منظومه ي شمسي را به دو گروه زمين مانند (سيارات داخلي) و مشتري مانند (سيارات خارجي) تقسيم مي كنند. در اين تقسيم بندي نهمين سياره يعني پلوتو جايي ندارد. سيارات داخلي بيشتر از سنگ و فلز ساخته شده اند و نسبت به سيارات خارجي اندازه هاي كوچكي دارند ولي سيارات خارجي اندازه هاي بزرگي دارند و بيشتر از مواد مايع و گازند.








خورشيد :

خورشيد ستاره اي است كه 73 درصد حجم آن را هيدروژن و 25 درصد را هليوم تشكيل داده است . قطر خورشيد حدود 4/1 ميليون كيلومتر، (110 برابر قطر زمين) است. خورشيد چنان داغ است كه گازهاي تشكيل دهنده ي آن به حالت درخشان درآمده اند. نوري هم كه از آن به اطراف پخش مي شود. به همين علت است در سطح خورشيد ، قسمت ها سردتري هم وجود دارد كه تيره رنگند و به نام لكه هاي خورشيدي معروفند. دوام لكه هاي بين روز تا چند ماه است. منشأ گرماي خورشيد واكنش هاي هسته اي است. در اين واكنش ها هيدروژن به هليوم تبديل مي شود و گرماي فراواني را حاصل مي آورد.








اجزاي ديگر منظومه شمسي : سيارك ها :

اندازه گيري ها بخوبي نشان ميدهد كه فاصله ي بين سياره مريخ و سياره مشتري بسيار زياد است. هم چنين بررسيها نشان داده است كه در فاصله ي بين اين دو سياره، قطعات سنگي و فلزي بسياري، كه قطر آن ها از چند سانتي متر تا صدها كيلومتر متفاوت است و به آن ها سيارك مي گويند. در روي يك مدار و در جهت حركت ساير سيارات، به دور خورشيد مي گردند.








شهاب

همه روز زمين توسط هزاره قطعه سنگ آسماني بمباران مي شود. اين قطعات هنگام ورود به اتمسفر بر اثر اصطكاك با هوا، داغ و تبخير مي شوند. در صورتي كه هم اين سنگ ها بزرگ باشند مي سوزند. و نوري ايجاد مي كنند كه از زمين قابل مشاهده است. به اين نورها شهاب و به قطعه سنگ هاي بزرگي كه از اتمسفر هم مي گذرند و روي زمين مي افتند شهابسنگ مي گويند.




دنباله دارها :

اين اجرام از جنس غبار و يخ اند و تا حدي به «گلوله ي برگ گل آلود» شباهت دارند بعضي از دنباله دارها كه به زمين نزديك مي شوند مي توان با چشم هم ديد. اما بيشتر آن ها را بايد با تلسكوپ ببينيم.
وقتي دنباله دارها به خورشيد نزديك مي شوند يخ آنها بخار مي شود و دم درازي به طول هزارها كيلومتر مي سازد. دم هميشه دو جهت مخالف خورشيد قرار مي گيرد.








قمرها :

از اجزاي ديگر منظومه شمسي قمرها هستند كه بدور سيارات مي چرخند. به جز عطارد و زهره، بقيه سيارات منظومه شمسي حداقل يك قمر دارند. بزرگي بعضي از قمرها به بزرگي سياره اي مانند عطارد است . كره ي ماه قمر كروي زمين است. سنگ هايي كه فضانوردان از ماه به زمين آورده اند نشان ميدهد كه مواد سازنده اين قمر مانند مواد سازنده زمين و سيارك هاست.




ستارگان : نور :

فاصله ي يك ستاره از زمين و جرم ستاره بر مقدار نور آن تأثير دارند. پس وقتي ستاره اي پر نورتر از ستاره ديگر به نظر مي رسد، معنايش آن است كه يا جرم بيشتري دارد يا فاصله كمتري با زمين دارد.




دما :

ستاره هاي با وجود آنكه بصورت نقاط نوراني به چشم مي آيند، در مقابل تلسكوپ قوي ، به رنگ هاي آبي مايل به قرمز ديده مي شوند. اختر شناسان از روي رنگ هر ستاره مقدار دماي سطحي آن را تعيين مي كنند. ستاره زرد رنگي مانند خورشيد نسبتاً داغ محسوب مي شوند و دماي سطحي آن را حدود 6000 درجه مي دانند. ستاره ي قرمز سردتر است. در عوض ستاره اي آبي بسيار داغند.




تركيب :

تجزيه نور ستاره، اطلاعاتي را در مورد تركيب آن در اختيار مي گذارد. براي اينكار از دستگاهي بنام طيف نگار استفاده مي كنند. در طيف ستاره ها، نوارهاي رنگي هم وجود دارد. وجود اين نوارها نشان مي دهد كه بعضي از طول موج هاي نور محو شده، يا آن كه توسط گازهاي موجود دراتمسفر ستاره جذب شده اند.








بزرگي :

بزرگي ستارگان بسيار متفاوت است كوچكترين آنها كمي از زمين بزرگ تر است. بزرگترين ستاره ي شناخته شده قطري حدود 2300 برابر قطر خورشيد دارد.




فاصله :

تعيين فاصله ي ستاره ها از زمين ، يكي از مشكلات بزرگ اخترشناسان است. يك روش مرسوم جهت تعيين اندازه فاصله ي ستارگان، مثلث بندي است.




صورت هاي فلكي :

اجداد ما بر اساس تصورات خود ستارگاني را كه در نزديكي هم در آسمان مي ديدند، در گروههاي خاصي قرار مي دادند و شكل هاي ويژه اي را هم براي آنها در نظر گرفتند. به اين مجموعه ستارگان نام عمومي صورت فلكي داده شده است. معروف ترين صورت فلكي دب اكبر است. امروزه 88 صورت فلكي در آسمان مشخص شده است.








تفسير كنيد.
با مشاهده طيف تركيب هاي احتمالي ستاره هاي 1،2،3، را تعيين كنيد.
در تركيب خورشيد چه عناصري وجود دارد؟ در كدام ستاره كلسيم و در كداميك سديم يافت مي شود؟ تركيب كدام ستاره به تركيب خورشيد بيشتر است؟




تركيب احتمالي ستاره 1 : هيدروژن ،كلسيم
تركيب احتمالي ستاره 2 : هيدروژن ،‌هليوم
تركيب احتمالي ستاره 3 : جيوه، هيدروژن ، كلسيم ،‌هليوم‌ و سديم
در تركيب خورشيد عناصر هيدروژن :‌هليوم و سديم يافت مي شود
در ستاره ي 1 كلسيم و در ستاره 3 سديم يافت مي شود
تركيب ستاره 2 به خورشيد شبيه تر است.




سؤال از متن فصل 5 :
1 – اصطلاح منظومه شمسي را تعريف كنيد.

به خورشيد همه ي اجزايي كه به دور آن مي چرخند. منظومه شمسي مي گويند.




2 – چه تفاوت هايي ميان سيارات داخلي و خارجي وجود دارد؟

سيارات داخلي بيشتر از سنگ و فلز ساخته شده اند ولي سيارات خارجي بيشتر از مواد مايع و گازند . همچنين سيارات داخلي نسبت به سيارات خارجي اندازه هاي كوچكي دارند.

3 – منشأ گرماي خورشيد چيست ؟
منشأ گرماي خورشيد، واكنش هاي هسته اي است. در اين واكنش ها،‌هيدروژن به هليوم تبديل مي شود و گرماي فراواني را حاصل مي آورد.

4 – جنس دنباله دارها از چيست؟ چگونگي تشكيل دم در دنباله دارها را توضيح دهيد.
اين اجرام از جنس غبار و يخند، وقتي دنبال دارها به خورشيد نزديك شوند، يخ آنها بخار بخار مي شود و دم درازي به طول هزارها كيلومتر مي سازد.

5 – چرا بعضي از ستارگان پرنورتر از بقيه به نظر مي رسند؟
وقتي ستاره اي پرنور تر از ستاره اي ديگر به نظر مي رسد، يا بزرگ تر از آن است. با فاصله كمتري با زمين دارد.

6 – چگونه با استفاده از طيف جذبي ستاره مي توان درباره تركيب اتمسفر آن قضاوت كرد؟
هر عنصر داراي نوارهاي تيره ي مخصوص به خود است. با استفاده از اين ويژگي مي توان درباره تركيب اتمسفرآن ستاره قضاوت كرد.

7 – منظور از صورت فلكي چيست؟ معروف ترين صورت فلكي كدام است؟
به مجموعه اي از ستارگان كه شكل هاي ويژه اي براي آنها در نظر گرفته مي شود صورت فلكي مي گويند. معروف ترين صورت فلكي دب اكبر است.

 

 

 

 

 

 

 


نوشته شده در تاريخ چهارشنبه هفتم اسفند 1387 توسط علی رضا پیرمردی

به اين مبحث از دانش، الكتريسيته گفته مي شود. واژه الكتريسيته از يوناني «الكترون» به معناي «كهربا» گرفته شده است.
براي بررسي الكتريسيته، ابتدا بايد با كميتي به «بار الكتريكي» آشنا شويم. وقتي ميله اي پلاستيكي را با پارچه پشمي مالش مي دهيم، به علت مالش ميله به پارچه، در ميله تغييري ايجاد مي شود و ميله خاصيت جديدي را پيدا مي كند. از اين رو تكه هاي كوچك كاغذ را جذب مي كند. در اين صورت مي گوييم ميله داراي بار الكتريكي شده است. در واقع مالش سبب ايجاد بار الكتريكي در اجسام مي شود. نيرويي كه اجسام داراي بار به يكديگر وارد مي كنند، نيروي الكتريكي مي يم. بررسي و تحليل مشاهدات بالا دو واقعيت مهم را نشان مي دهد.
الف) نيروي الكتريكي موجود بين جسم هايي كه داراي بارالكتريكي هستند، گاهي ربايشي و گاهي رانشي است.
ب) دو نوع بار الكتريكي وجود دارد. فرانكلين فيزيكدان آمريكايي براي تشخيص بارهاي الكتريكي از يكديگر آن ها را گذاري كرد:
او بار الكتريكي روي لاستيك و بادكنك (يا بارهاي مشابه) را بار الكتريكي منفي و بار الكتريكي روي شيشه، پارچه پشمي و (بارهاي مشابه آن) را بار الكتريكي مثبت يد. دو قاعده ي اساسي الكتريسيته درباره نيروهايي كه دو جسم باردار به يكديگر وارد مي كنند. 1- دو جسم كه بار الكتريكي هم دارند(هر دو منفي، يا هردو مثبت) بر يكديگر نيروي رانشي وارد مي كنند. 2- دو جسم كه بار الكتريكي غير هم (يكي منفي و ديگري مثبت) دارند، بر يك ديگر نيروي ربايشي وارد مي كنند.
مي دانيم كه همه مواد از اتم ساخته شده اند، هر اتم از تعدادي پروتون (p) و نوترون (n)كه هسته ي آن را مي سازند و تعدادي الكترون (e) كه به دور هسته در حال چرخش هستند، ساخته شده است. بار الكتريكي مثبت به پروتون ها و بار الكتريكي منفي به الكترون ها و بار صفر به نوترون ها نسبت داده مي شود.
مقدار بار الكتريكي پروتون و الكترون يكسان است. بار الكتريكي الكترون و پروتون كه كوچكترين بارالكتريكي به شمار مي آيد بار پايه يده مي شود و با نماد e نمايش داده مي شود. يكاي اندازه گيري بارالكتريكي كولن (c) دارد و مقدار آن برابر است با:
e = ?/? x ??-?? C
بار الكترون با e- و بار پروتون با e+ نشان داده مي شود. در يك اتم در حالت عادي پروتون ها هميشه با تعداد الكترون ها برابر است،در نتيجه، چون اتم در حالت عادي داراي دو نوع بار الكتريكي مثبت و منفي به مقدار مساوي است، اتم از نظر بارالكتريكي خنثي است. اتم چگونه داراي بار الكتريكي مي شود:
الف) اگر از اتم، الكتروني جدا شود، چون تعداد پروتون هاي آن از تعداد الكترونهايش بيش تر مي شود. داراي بار الكتريكي مثبت مي شود.
ب) اگر تعدادي الكترون به يك اتم افزوده شود، چون تعداد الكترونهاي آن از تعداد پروتون هايش بيش تر مي شود. داراي بارالكتريكي منفي مي شود. نكته: اگر جسمي بر اثر دادن يا گرفتن الكترون، بار الكتريكي پيدا كند مي توان نوشت: q=n.e
q = بارالكتريكي بر حسب كولن
n= تعداد الكترونهاي مبادله شده
e= باريك الكترون مثال: براي آنكه در جسمي خنثي بار الكتريكي 4/6 ميكروكولن ( 6-10 × 4/6 كولن ) ايجاد شود، چه تعداد الكترون بايد از آن گرفته شود؟ q = ?/? x ??-? C
e = ?/? x ??-?? C
n = ? تعداد الكترونهايي كه بايد از اتم گرفته شود. توجه: باردار شدن اتم ها فقط از طريق انتقال الكترون انجام مي شود و پروتون ها در اين كار نقشي ندارند، زيرا پروتون ها ذرات سنگيني هستند كه با نيروي بسيار زيادي در هسته ي اتم نگه داشته شده اند و نمي توان آن ها را به راحتي الكترون از اتم جدا كرد. پايستگي بار الكتريكي:
مي دانيم كه براي بارداركردن يك جسم بايد تعدادي الكترون به آن بدهيم و يا از آن بگيريم. در اين مبادله ي الكترون ها، هيچ گاه الكتروني توليد نمي شود و يا از بين نمي رود بلكه الكترون ها تنها از جسمي به جسم ديگر منتقل مي شوند.
لذا با توجه به اينكه الكترون داراي مقدار معيني بار الكتريكي است، مي توان گفت:
"بار الكتريكي به وجود نمي آيد و از بين نمي رود، بلكه از جسمي به جسم ديگر منتقل مي شود." اين اصل "پايستگي بار الكتريكي" يده مي شود. مواد جامد را بر اساس رساناي الكتريكي آن به سه گروه رسانا، نيمه رسانا و نارسانا تقسيم بندي مي كنند. 1- در بعضي از مواد جامد الكترونهاي آخرين لايه هر اتم (الكترونهاي آزاد) مي توانند به آساني با گرفتن اندكي انرژي از اتم خود جدا شده و در داخل ماده جامد آزادانه جابه جا شوند. جابه جايي الكترون موجب رسانش الكتريكي ماده مي شود. اين گونه مواد را رساناي الكتريكي مي يم. جسم هايي مانند مس و ساير فلزات كه به علت داشتن الكترون آزاد، بار الكتريكي درون آن ها شارش مي كند رسانا مي ند. 2- در مواد جامد ديگر، الكترون ها براي رها شدن از اتم يا مولكول خود، انرژي زيادي لازم دارند و چون معمولا اين انرژي را به دست نمي آورند نمي توانند آزادانه جابه جا شوند، اين گونه مواد را نارساناي الكتريكي (عايق يا دي الكتريك) مي ند.
جسم هايي مانند ميله پلاستيكي و شيشه اي كه الكترون ها نمي توانند در آن ها آزادانه حركت كند و در نتيجه بار الكتريكي را از خود عبور نمي دهند، نارسانا مي ند. 3- دسته ديگري از مواد وجود دارند كه در آن ها مقدار كمي الكترون به دليل ارتعاش هاي گرمايي يا عوامل ديگر، انرژي لازم براي رها شدن را به دست مي آورند و در رسانش الكتريكي شركت مي كنند. اين مواد را نيمه رسانا مي يم.
سيليسيوم وژرمانيوم از اين گروه مواد هستند. از نيم رسانا در ساختمان ديود، ترانزيستور و مدارهاي الكتريكي استفاده مي شود. نكته: وقتي به يك جسم نارسانا بار التريكي داده مي شود، بار در محل داده شده بـه جـسـم باقي مي ماند و در جسم جابه جا نمي شود ولي وقتي به جسم رسانا بارالكتريكي داده مي شود آن بارالكتريكي در محل داده شده ساكن نمي ماند و در سطح خارجي جسم توزيع مي شود. در يك جسم رساناي باردار در مكان هاي برجسته و تيز, تجمع بار بيش تر از ساير نقاط است. الكتروسكوپ، آشكار ساز الكتريكي:
الكتروسكوپ وسيله اي است داراي يك ورقه ي طلا يا آلومينيوم كه روي يك تيغه فلزي قرار دارد. تيغه فلزي به يك كلاهك رسانا متصل شده است كه مجموع كلاهك، تيغه ي فلزي و ورق طلا در يك قاب عايق دارد.
الكتروسكوپ در موارد زير مورد استفاده قرار مي گيرد:
1- آيا جسم داراي بار الكتريكي است؟
2- جسم چه نوع باري دارد؟
3-جسم رساناست يا نارسانا؟ 1) تشخيص وجود بار در اجسام به وسيله الكتروسكوپ
جسم را به آرامي به كلاهك الكتروسكوپ بدون باري نزديك مي كنيم و نزديك كلاهك نگاه مي داريم. اگر جسم داراي بار الكتريكي باشد،با نزديك كردن آن الكترونهاي آزاد الكتروسكوپ تحت تاثير نيروهاي رانش و ربايش آن جابه جا شده و ورقه ها بارهاي هم پيدا مي كنند و از هم جدا مي شوند. در صورتيكه جسم بدون بار الكتريكي باشد در ورقه ها هيچ تغييري مشاهده نمي شود. 2) تعيين نوع بارالكتريكي جسم
اگر الكتروسكوپ داراي بارالكتريكي باشد، وقتي ميله اي با بارالكتريكي غير هم به كلاهك الكتروسكوپ نزديك كنيم، زاويه دو ورقه طلا كم مي شود و اگر ميله اي با بار الكتريكي هم به كلاهك الكتروسكوپ نزديك كنيم، زاويه دو ورق طلا زياد مي شود. 3)جسم رساناست يا نارسانا
براي آنكه تعيين كنيم جسم رساناست يا نارسانا، هرگاه آن را به كلاهك الكتروسكوپ باردار تماس دهيم، اگر جسم رسانا باشد، قسمتي از بارهاي الكتريكي الكتروسكوپ به جسم منتقل شده و فاصله، دو ورقه طلا از هم كم مي شود و اگر جسم نارسانا باشد، بارالكتريكي به جسم منتقل نشده و فاصله ي ورقه ها از هم تغييري نمي كند. ايجاد باردر الكتروسكوپ:
1- ايجاد بار توسط تماس:
وقتي ميله اي باردار را به كلاهك الكتروسكوپ تماس مي دهيم، قسمتي از بارهاي الكتريكي به كلاهك دستگاه منتقل مي شود.
در اين صورت الكتروسكوپ داراي بارالكتريكي مي گردد و بارهاي الكتريكي در آن پخش مي شود و ورقه هاي طلا داراي بارهاي الكتريكي هم شده و يكديگر را دفع مي كنند و از هم دور مي شوند. 2- ايجاد بار توسط القاء:
اجسام رسانا در اثر مالش باردار مي شوند اما بار آن ها به راحتي مي تواند به دست ما انتقال يابد و در آن ها باقي نمي ماند.
معمولا در اجسام رسانا از روش القا استفاده مي شود. در اين روش يك جسم رسانا را بدون تماس با آن باردار مي كنيم.
باردار كردن دو كره رسانا از طريق القاء: مراحل باردار كردن يك كره رسانا از طريق القا: الف) با نزديك ميله پلاستيكي باردار الكترونهاي آزاد كره به سمت راست حركت كرده و در سمت چپ كره بار مثبت به وجود مي آيد.
ب) با تماس كره به زمين، الكترونهاي آزاد از كره به زمين جاري مي شوند و بارهاي مثبت به دليل جاذبه بارهاي منفي ميله پلاستيكي جابه جا نمي شوند.
پ) تماس كره با زمين قطع مي شود(در مجاورت ميله باردار)
ت) با دور كردن ميله پلاستيكي از كره بارهاي مثبت در سطح كره پخش مي شوند. مراحل باردار كردن الكتروسكوپ به روش القاء: آذرخش (صاعقه)، برقگير:
ابرها به علت مالش به هوا يا كوه هاي بلند و يا القاي الكتريكي، داراي بارمثبت و يا منفي مي شوند. در بيش تر موارد، قسمت رو به پايين ابر (نزديك زمين) داراي بارمنفي و قسمت بالاي آن داراي بار مثبت مي شود، اگر دو ابر چنان به هم نزديك شوند كه قسمت هايي از آن ها كه داراي بارهاي ناهم است، مجاور هم قرار گيرند، امكان دارد تخليه الكتريكي بين دو ابر صورت گيرد، كه معمولا با جرقه هاي بزرگ توليد گرما و صدا همراه است.
اين عمل را تخليه الكتريكي مي ند.
به تخليه ي الكتريكي بين ابروزمين «آذرخش يا صاعقه» گفته مي شود. برق گير يا رساناي آذرخش
آذرخش پديده ي بسيار خطرناكي است. زيرا در اثر شارش ناگهاني و بسيار عظيم بارالكتريكي انرژي زيادي را آزاد مي كند. اين پديده مي تواند به ساختمان ها و ... خسارت هاي جدي وارد سازد.
براي حفاظت ساختمان ها در برابر آذرخش، از وسيله اي به برق گير استفاده مي كنند.
برق گير كابل ضخيمي با نوك تيز است. قسمت نوك تيز برق گير را در بالاترين نقطه ي ساختمان نصب مي كنند و انتهاي كابل آن را در اعماق مربوط به زمين قرار مي دهند، تيزي نوك كابل سبب مي شود كه در صورت به وجود آمدن آذرخش، خسارتي به ساختمان وارد نشود.
رسوب دهنده ي الكتريكي
دودهاي سياه غليظ و گرد و غباري كه از دودكش كارخانه ها بالا مي روند را مي توان توسط رسوب دهنده ي الكتريكي از هوا جدا كرد و مانع ورود آن ها به هوا شد.
رسوب دهنده ي الكتريكي از توري فلزي نازكي با بارالكتريكي مثبت و دو تيغه فلزي كه به زمين متصل هستند تشكيل شده است. ذرات دود و گرد و غبار به هنگام عبور از ميان توري فلزي داراي بار مثبت مي شوند. ذره هاي دودباردار شده، از توري رانده مي شوند وروي تيغه ها رسوب مي كنند.به اين ترتيب از هوا جدا مي گردند، تيغه ها را گاه گاه بازدن ضربه مي تكانند تا دوباره آماده ي كار شوند.
مدرس:المپياد علوم تجربي


نوشته شده در تاريخ چهارشنبه هفتم اسفند 1387 توسط علی رضا پیرمردی

  بخش سوم
انرژي ،‌زندگي

در علم فيزيك كار دقيقاً همان معنايي را كه روزانه از آن استفاده مي كنيم ندارد. مثلاً گاهي مي گوئيم هيچ كاري انجام نشده است. در حاليكه از نظر فيزيكي كار انجام شده است و بر عكس گاهي از نظر فيزيكي كاري انجام نشده است. ميدانيد وقتي به يك جسم ساكن نيرو وارد شود، ممكن است جسم در جهتي كه نير بر آن وارد مي شود به حركت درآيد. در اين صورت مي گوئيم نيرو روي جسم كار انجام داده است.

 

 


البته فقط در هنگام به حركت درآوردن اجسام ساكن كار انجام نمي شود. بلكه اگر نيرويي بر يك جسم متحرك نيز وارد شود، ممكن است سرعت يا جهت حركت جسم،‌در جهت وارد شدن نيرو تغيير كند. در چنين حالتي هم كار انجام مي شود،‌گاهي بر يك جسم نيرو وارد مي شود ولي چون جسم به حركت در نمي آيد، در واقع كاري انجام نشده است.


براي مثال وقتي يك وزنه بردار،‌وزنه اي را از روي زمين بلند مي كند و به بالاي سرش مي برد، كار انجام مي دهد اما زماني كه وزنه را بالاي سر خود نگه مي دارد، ديگر از نظر فيزيكي كاري انجام نداده است. ممكن است تصور كنيد كه در اين حالت وزنه بردار انرژي مصرف مي كند و در نتيجه، به سرعت خسته مي شود، بله اين امر كاملاً درست است اما بايد توجه داشت كه در اين حالت ،‌انرژي وزنه بردار صرف فعاليت هاي داخلي بدن او مي شود ولي بر روي ج سم كاري انجام نمي شود. زيرا جسم در اين حالت ساكن است و هيچ گونه حركتي ندارد. وقتي براي بلند كردن يك وزنه يا نگهداشتن آن تلاش مي كنيد، ماهيچه هاي شما مرتباً برا ثر پيام هاي عصبي كه از مغز دريافت مي كند منقبض مي شود. در ماهيچه ها با هر بار انقباض،‌تعداد بسيار كمي كار انجام مي شود. در طول چند ثانيه، تعداد انقباض ها به هزاران بار مي رسد و در نتيجه در مجموعه تعداد بسيار زيادي كار انجام مي شود.


هم چنين گاهي نيرويي بر يك جسم وارد مي شود اما جسم در جهت وارد شدن نيرو حركت نمي كند، مثلآً فردي را در نظر بگيريد كه جعبه چوبي سنگيني را در دست دارد و آن را در جهت افقي حركت مي دهد. در اين حالت فرد دو نيرو بر جسم اثر مي كند، يك نيرو درست برابر با نيروي وزن جسم اما در جهت بالا (خلاف جهت گرانش) به منظور نگهداشتن جسم و جلوگيري از افتادن آن بر روي زمين و نيروي ديگري بصورت افقي بهمنظور به حركت درآوردن جسم به طرف جلو.
نيروي اول كار انجام نميدهد چون در جهت وارد شدن آن، جسم جابه جا نمي شود، اما نيروي دوم يعني نيرويي كه از سوي فرد براي به حركت درآوردن جسم به طرف جلو وارد مي شود، كار انجام مي دهد.

 

  محاسبه اندازه گيري كار :

براي محاسبه مقدار كار انجام شده مي توان از معادله ي زير استفاده كرد:
جابجايي × نيرو = كار
اين معادله نشان ميدهد كه مقدار كار انجام شده روي يك جسم به ميزان نيرويي كه بر جسم وارد مي شود و كار انجام مي دهد و نيز اندازه ي جابجايي جسم بستگي دارد و هر چه اين دو بيشتر باشند، مقدار كار انجام شده نيز بيشتر است.
در اين معادله، نيرو بر حسب نيوت ن(N) جابجايي بر حسب متر (M) و مقدار كار بر حسب ژول (J) است.
به خاطر داشته باشيد كه وزن هر جسم بر روي زمين، نيروي گرانشي است كه از طرف زمين بر آن جسم وارد مي شود و از نظر عددي،‌تقريباً مساوي با ده برابر جرم آن جسم بر حسب كيلوگرم است يعني :
10× جرم جسم بر حسب كيلوگرم = وزن جسم بر حسب نيوتون  

 

  كار و انرژي :

از سالهاي قبل ب انرژيهاي گوناگون هم چون انرژي پتانسيل ، جنبشي، الكتريكي تابشي، مكانيكي، صوتي، گرمايي، شيميايي و هسته اي آشنا شويد. هم چنين دانستيد كه براي اندازه گيري انرژي از يكاي ژول، استفاده مي شود. مثلاً اگر جسمي به وزن يك نيوتون در فاصله ي متري سطح مين قرار داشته باشد. مقدار انرژي پتانسيل گرانشي آن نسبت به سطح زمين برابر با يك ژول است.
انرژي و كار به يكديگر كاملاً مربوطند. بطوريكه مي توان گفت: هر گاه كاري انجام شود ممكن است حالت هاي زير براي انرژي پيش آيد:
1- هنگام انجام كار،‌انرژي از صورتي يا نوعي به صورت يا نوع ديگر تبديل مي شود.


2 – هنگام انجام كار، انرژي از يك جسم به جسم ديگر انتقال يابد


در فيزيك انرژي چنين تعريف مي شود: انرژي توانايي انجام كار است. طبق اين تعريف اگر جسمي انرژي داشته باشد، مي تواند كار انجام دهد. البته گاهي يافتن راهي براي عملي ساختن اين امر مشكل است. يعني بعضي اوقات ممكن است جسمي انرژيداتشه باشد اما آزاد سازي انرژي آن و به حركت درآوردن اجسام بوسيله ي آن كار آساني نباشد، مثلاً در هسته ي اتم ها انرژي فراواني ذخيره شده است اما آزادسازي اين انرژي و انجام كار به وسيله آن نيازمند فناوري در سطح بالاست. همانطور كه گفته شد كار و انرژي ارتباط بسيار نزديكي با هم دارند. بطوري كه مي توان گفت هر كاري كه انجام مي شود حتماً انجام كار باتبديل انرژي همراه است و با انرژي از جسمي به جسم ديگر انتقال يافته است. هم چنين هر گاه جسمي داراي انرژي باشد مي توان در صورت ايجاد شرايط مناسب به كمك آن انرژي جسمي را به حركت درآورد.  

 

  توان، سرعت انجام كار:

هنگام بالا دويدن از پله ها، درست به اندازه ي بالارفتن آهسته و قدم به قدم كار انجام مي شود. هم چنين كار انجام شده به وسيله دو دونده ي دوي صدمتر تقريباً با هم برابراست در حاليكه فقط يكي از آن ها به عنوان برنده اعلام مي شود. در زندگي ما مدت زمان كه طول مي كشد تا كاري معين انجام شود يكي از عوامل مهم در انجام آن كار به شمار مي آيد. ما اين عامل را در فيزيك با نام توان مي شناسيم . توان به معني سرعت انجام كار است. به عبارت ديگر توان نشان دهنده ي ميزان كار انجم شده در واحد زمان است. سرعت انجام كار به وسيله دونده اي كه مسير مسابقه را زودتر طي مي كند بيشتر است. به عبارت ديگر توان اين دونده از دونده ي ديگربيشتر است.
براي محاسبه توان از معدله زير كه به آن معادله توان مي گوئيم، استفاده كنيم.

 مقدار كار انجام شده

توان=

 زمان انجام كار

در اين معادله مقدار كار انجام شده بر حسب ژول (J) مقدار زمان انجام كار بر حسب ثانيه (S) و توان بر حسب وات (W) است.
يك وات توان ماشيني است كه در مدت يك ثانيه يك ژول كار انجام ميدهد. مفهوم توان هم براي نشان دادن سرعت انجام كار توسط يك فرد يا يك ماشين و هم براي مشخص كردن سرعت توليد يا مصرف انرژي بوسيله دستگاهها استفاده مي شود. مثلاً وقتي گوئيم توان يك لامپ برقي 100 وات است يعني در هر ثانيه 100 ژول انرژي الكتريكي توسط اين لامپ مصرف و مطابق قانون پايستگي انرژي 100 ژول انرژي گرمايي و تابشي (نور) به وسيله آن توليد مي شود.


شايد تصور كنيد كه استفاده از جك براي بلند كردن اتومبيل سبب مي شود كه ما كار كم تري براي بلند كردن آن انجام دهيم اما هرگز چنين نيست . طبق معادله كار ، براي بلند كردن اتومبيل، بايد مقدار معين كار انجام مي شود و اين مقدار با به كارگيري جك كاهش پيدا نمي كند. جك تنها كار را آسانتر مي كند. جك به شما كمك مي كند تا با نيرويي در حدود 100 نيوتون اتومبيل را بلند كنيد.به وسايلي كه در انجام كارها به ما كمك مي كنند تا كارها آسانتر انجام شود ماشين گفته مي شود مانند جك اتومبيل. ماشين ها به صورت هاي گوناگون در انجام كارها به ما كمك مي كنند. يكي از راه هاي كمك ماشين ها به ما ،تغيير محل وارد شدن نيرو به جسم و گاهي نيز تغيير جهت نيرو است.
هم چنين ماشين ها گاهي با افزايش مقدار نيرو به ما كمك مي كنند كه كارهايي را كه نمي توانيم انجام دهيم يا انجام آنها ممكن است سخت باشد به آساني انجام دهيم. گاهي هم با افزايش مسافت اثر نيرو بر جسم و افزايش سرعت انجام كارماشين ها به ما كمك مي كنند.
بعضي ديگر از ماشين ها به جاي افزايش نيرو. مسافتي را كه نيرو بر آن اثر مي كند افزايش مي دهند.  

 

  مزيت مكانيكي يك ماشين :

ماشين ها مي توانند مقدار نيرويي كه به آن ها وارد مي شود. افزايش يا كاهش دهنده مزيت مكانيكي يك ماشين نسبت بين نيرويي كه ماشين به جسم وارد مي كند نيرويي كه به ماشين وارد مي شود را نشان مي دهد. مزيت مكانيكي يك ماشين از طريق معادله ي زير بدست مي آيد:

نيرويي كه ماشين به جس وارد مي كند (نيروي مقاوم)

مزيت مكانيكي=

نيرويي كه ما به ماشين وارد مي كنيم (نيروي محرك)

مزيت مكانيكي نشان مي دهد كه ماشين، نيروي وارده را چند برابر مي كند.  

 

  كار داده شده و كار گرفته شده از ماشين :

همان طور كه مشاهده مي شود وقتي كه شخص جعبه را مستقيماًاز روي زمين به داخل كاميون منتقل مي كند نيروي بيشتري را بكار مي برد اما مقدار جابجايي بار كم تراست. در نتيجه مقدار كار با حالتي كه فرد با استفاده از نيروي كم تر، همراه با جابه جايي بيشتر بار را به داخل كاميون مي برد. در مقايسه با حالت قبل – برابر است . يعني مقدار كلي كار انجام شده در هر دو حالت مساوي است و مي توان نتيه گرفت كه ماشين (سطح شيبدار) در مقدار كار انجام شده ، كاهش ايجاد نمي كند، بلكه فقط انجام كار را آسان تر مي نمايد.
مطابق قانون «پايستگي انرژي» هنگام تبديل شدن از يك صورت به صورت ديگر يا انتقال از يك جسم به جسم ديگر خلق و نابود نمي شود، بنابراين مقدار انرژي داده شده به يك ماشين نيز هميشه بامقدار انرژي كه از ماشين گرفته مي شود برابراست.
(انرژي گرفته شده از ماشين = انرژي داده شده به ماشين)
البته معمولاً مقداري از انرژي داده شده به ماشين ، صرف انجام كار مورد نظر مي شود كه به آن كار مفيد مي گوئيم. بقيه آن به صورت هاي مختلف مثلاً به صورت گرماي ناشي از اصطكاك هدر مي رود. به اين مقدار از انرژي به هدر رفته، انرژي تلف شده گفته مي شود.
در هر وسيله ميتوان نسبت كار مفيد به كل انرژي داده شده به دستگاه را به عنوان يك عامل مهم در كيفيت آن وسيله در نظر گرفت اين نسبت بازده نام دارد. به معادله ي زير توجه كنيد:

انرژي يا كار مفيد گرفته شده از وسيله

بازده ماشين =

كل انرژي داده شده بوسيله

 

 

  ماشين هاي ساده :

گروهي از ماشين ها كه پايه و اساس ساخت ماشين هاي ديگر را تشكيل مي دهند. ماشين ساده ناميده مي شوند. مي توان گفت ماشين هاي ديگر حالت تغيير شكل يافته ماشين ساده يا تركيبي از چند ماشين ساده با يكديگر هستند.


 

 

  اهرم :

براي درك چگونگي كار با اهرم، يك الاكلنگ را در نظر بگيريد. وقتي به يك طرف آلاكلنگ نيرويي به سمت پائين وارد شود. آن سمت به طرف پائين وسعت مقابل به طرف بالا حركت مي كند. يعني ميله ي الا آكلنگ به عنوان يك اهرم عمل مي كند.
در هر اهرم يك تكيه گاه يك بازوي محرك و يك بازوي مقاوم وجود دارد. اهرم ها را مي توان بر حسب قرارگرفتن حمل تكيه گاه، نيروي محرك و نيروي مقاوم به شكل هاي زير در نظر گرفت.
مزيت مكانيكي اهرم همچون هر ماشين ديگري از معامله ي مزيت مكانيكي بدست مي آيد. البته در صورتيكه از اصطكاك صرف نظر كنيم مزيت الكتريكي اهرم را از معادله زير نيز مي توان محاسبه كرد :

طول بازوي محرك

مزيت مكانيكي اهرم =

طول بازوي مقاوم

 

 

  قرقره :

قرقره يكي ديگر از ماشين هاي ساده است. هر قرقره محوري دارد كه حول آن مي تواند ازادانه بچرخد.

 

 

  چرخ و محور:

چرخ و محور چرخي است كه به مركز آن يك ميله وصل شده است. با چرخاندن چرخ ميله نيز مي چرخد.


در چرخ و محور معمولاً نيروي محرك را به چرخ و نيروي مقاوم را به محور وارد مي كند. اما برعكس اين حالت نيز امكان پذيراست. براي اينكه افزايش يا كاهش نيرو را در اين دو حالت احساس كنيد، آزمايش ص 72 را انجام دهيد.
در چرخ و محور بين شعاع (قطر) چرخ و شعاع (قطر) محوري نيروهايي كه به چرخ و محور وارد مي شود. رابطه ي زير برقراراست:

نيرويي كه بر محور وارد مي شود

=

شعاع (قطر) چرخ

يرويي كه بر چرخ وارد مي شود

شعاع (قطر) محور

 

 

  سطح شيبدار :

سطح شيبدار هم نوعي ماشين ساده است و سبب مي شود كه بتوانيم به كمك يك نيروي كم اما در مسافتي طولاني جسمي را به سمت بالا حركت دهيم. در حاليكه ممكن است جابه جا كردن اين جسم بطور مستقيم از سطح زمين بر روي سطح بالايي، در حد نيروي ما نباشد.


 

 

  گره و پيچ:

گره و پيچ نيز جزء ماشين هاي ساده هستند و مي توان آن ها را نوع سطح شيبدار به حساب آورد. چاقوي معمولي يك گره به حساب مي آيد. تيغه هاي قيچي نيز گره هستند. در واقع گره يك سطح شيبدار متحرك است. پيچ نيز سطح شيبداري است كه بدور يك ميله پيچيده شده است. از تركيب پيچ گره، متد بوجود مي آيد.


 

 

  بحث كنيد .
در كداميك از موارد زير كار انجام مي شود؟ چرا؟
شخص از نردبان بالا مي رود؟

بله، زيرا وقتي شخص از نردبان بالا مي رود در جهت نيرو حركت مي كند، در اين صورت كار انجام مي شود.

شخص روي صندلي مي نشيند.
خير، زيرا شخص ساكن است و حركت نمي كند، پس كاري انجام نمي شود.

جرثقيل باري را به درون كاميون منتقل مي كند.
بله. زيرا جرثقيل، به بار نيرويي را به بالا وارد مي كند و بار به طرف بالا حركت مي كند و چون جسم در جهتي كه نيرو به آن وارد مي شود به حركت در مي آيد ، در اين صورت كار انجام مي شود.

قطعه اي آهن به وسيله اره به دو قسمت تقسيم مي شود.
خير زرا وقتي قطعه ي آهن به دو قسمت تقسيم مي شود ساكن است و حركت نمي كند پس كاري انجام نمي شود.  

 

  تفسير كنيد
با توجه به دو عبارت زير مشخص كنيد كه مقدار كار انجام شده به چه عواملي بستگي دارد؟
1- وقتي يك وزنه بردار، وزنه ي 1500 نيوتوني (حدوداً 150 كيلوگرمي) را بلند مي كند، نسبت به هنگامي كه وزنه 1200 نيوتوني را به بالاي سر مي برد، كار بيشتري انجام مي دهد.
2- وزنه برداربراي بلند كردن وزنه تا بالاي سر نسبت به بلند كردن آن تا مقابل سينه خود، بايد كار بيشتري انجام دهد.

از دو عبارت فوق دو نتيجه را مي توان گرفت.
الف) مقدار كار انجام شده روي يك جسم به ميزان نيرويي كه بر جسم وارد مي شود بستگي دارد.
ب) مقدار كارانجام شده روي يك جسم به اندازه جابه جايي جسم بستگي دارد.  

 

  فكر كنيد :
آيا مي دانيد از يكسان بودن يكاي اندازه گيري كار (ژول) چه نتيجه اي مي توان گرفت؟

نتيجه مي گيريم كه كار شكلي از انرژي است و مي توان گفت انرژي توانايي انجام كار است.

جمع آوري اطلاعات
توان مصرفي بيشتر وسيله هاي برقي چگونه مشخص مي شود؟
توان مصرفي آن ها بر حسب وات روي بدنه ي آنها نوشته شده است.

آيا همه وسايل برقي مشابه، مثلاً همه ي يخچال ها مصرف برق مشابهي دارند؟
خير، زيرا ظرفيت مصرف انرژي آن ها بر حسب كاري كه انجام مي دهند متفاوت است.

به نظر شما هنگام خريد وسيله هاي برقي به چه نكاتي بايد توجه كرد؟ چرا؟
هنگام خريد وسيله هاي برقي بايد به توان مصرفي دستگاه و حجم كاري آن توجه كرد. چون توان مصرفي ، ميزان انرژي مصرفي دستگاه رادر هر ثانيه نشان مي دهد.

فكر كنيد :
براي آسان تركردن كارهاي زير از چه وسيله هايي استفاده مي كنيد.
بلند كردن ماشين براي تعويض چرخ : جك
بريدن درخت : اره
بستن پيچ يا باز كردن آن آچار پيچ گوشتي
بازكردن در بطري نوشابه : در باز كن


فكر كنيد :‌
تعدادي ماشين را نام ببريد و بگوئيد هر كدام به چه طريق به ما كمك مي كنند؟
دوچرخه با افزايش مسافت اثر نيرو به ما كمك مي كند. اهرم با افزايش مقدار نيروي در بلند كردن اجسام به ما كمك مي كند. استفاده از قرقره براي بالابردن مصالح ساختماني با تغيير جهت دادن نيروي وارد بر طناب به ما كمك مي كند.

فكر كنيد
چگونه مي توان بازده يك ماشين را به عنوان يك ملاك براي كيفيت عملكرد آن را در نظر گرفت ؟
با توجه به اينكه بازده ماشين نسبت به كار مفيد به كل انرژي داده شده به ماشين است . پس هر چه بازده يك ماشين بالاتر باشد. كيفيت عملكرد آن بهتراست، زيرا به ازاء انرژي معيني كار مفيد بيشتري انجام مي دهد.

فكر كنيد
هميشه مزيت مكانيكي اهرم نوع دوم بيشتر از يك و مزيت مكانيكي اهرم نوع سوم كمتر از يك است. يعني اهرم نوع دوم،نيرو را افزايش مي دهد . در حالي كه اهرم نوع سوم نيرو را كاهش مي دهد. به نظر شما، مزيت مكانيكي اهرم نوع اول چگونه است؟ چرا؟
مزيت مكانيكي اهرم نوع اول برابر يك است. زيرا طول بازوي مقاوم برابر طول بازوي محرك است.

محاسبه كنيد
1 – هرم بزرگ در حدود 140 متر ارتفاع دارد. براي بردن يك سنگ متوسط به بالاي اين اهرم چقدر كار بايد انجام شود؟

(kg) 2500= 1000×5/2 = جرم سنگ
(N) 2500= 10×2500= 10× جرم سنگ = نيرو
(N) 2500= نيرو
(m) 140 = جابه جايي
(j)106×5/3=140×25000= جابه جايي × نيرو = مقدار كار انجام شده



اطلاعات جمع آوري كنيد براي سطح شيبدار ،‌گره و پيچ در زندگي مثال هايي ذكر كنيد و بگوئيد هر كدام چگونه به ما كمك مي كنند؟
الف) براي سطح شيبدار مي توان راه پله ي ساختمان را مثال زد كه با افزايش مسافت با نيروي كم مي توان به طبقه بالاتر رفت.
ب) براي گره مي توان چاقوي معمولي را مثال زد. چاقو در سطح شيبدار به هم چسبيده است كه لبه ي تيزي دارد و در بريدن به ما كمك مي كند.
پ) براي پيچ مي توان پيچ مايه ي يخچال را مثال زد كه با پيچاندن آن مي توان ارتفاع يخچال را تغيير داد.  

 


نوشته شده در تاريخ چهارشنبه هفتم اسفند 1387 توسط علی رضا پیرمردی

آموزش علوم سوم راهنمايي :: فصل 2 : اتم ها و تركيب شيميايي

اتم ها و تركيب هاي شيميايي


تنوع در تركيب هاي شيميايي:
فرمول شيميايي

از كنارهم قرار گرفتن نمادهاي شيميايي فرمول شيميايي حاصل مي شود.
مثلا H2 فرمول شيميايي ئيدروژن، O2 فرمول شيميايي اكسيژن، H2O فرمول شيميايي آب، CH4 فرمول شيميايي گاز شهري (گاز متان) و C12H22O11 فرمول شيميايي شكر است.

 

مثلا H2SO4 فرمول شيميايي سولفوريك اسيد است. اين فرمول نشان مي دهد كه اين ماده از سه عنصر ئيدروژن، گوگرد و اكسيژن تشكيل شده است و در هر مولكول آن دو اتم ئيدروژن،يك اتم گوگرد و چهار اتم اكسيژن وجود دارد.

 

پيوند ميان اتم ها:
شايد از خود پرسيده باشيد كه چرا دستتان در آب فرو مي رود اما در يخ فرو نمي رود؟ چرا بنزين فراٌر است اما قير چنين نيست؟ چرا از تركيب سديم و كلر جسم سخت نمك طعام اما از تركيب اكسيژن و ئيدروژن آب حاصل مي شود؟
پاسخ اينگونه سوالات را در پيوند بين اتمها جستجو كنيد.

 

الف) پيوند كوالانس

هر اتم تعداد معيني الكترون دارد كه اين الكترونها طبق نظريه بور در مدارهاي متحدالمركزي بدور هسته مي چرخند. در مدار اول دو الكترون,در مدار دوم 8, الكترون و در مدارهاي بعدي ..... قرار مي گيرد حال اگر در مدار آخر كمتر از حد معمول الكترون وجود داشته باشد آن اتم ميل تركيب شدن با اتم هاي ديگر را دارد تا الكترونهاي لايه آخر خود را تكميل كند.

 

پيوند كووالانس:
جاذبه اي است كه اتمهاي يك مولكول را كنار هم نگه مي دارد.
در اين نوع پيوند دو نافلز هر كدام با به اشتراك گذاشتن الكترون لايه آخر خود را كامل مي كنند. الكترونهاي اشتراكي به هر دو اتم تعلق دارد.
مثلا مولكول ئيدروژن 2 اتمي است. هر اتم ئيدروژن با به اشتراك گذاشتن تنها الكترون خود الكترونهاي لايه خود را كامل مي كند

 

پيوند بين مولكولهاي نيتروژن، اكسيژن، گاز متان ، الكل، كربن دي اكسيد و ...... از نوع كووالانس است.

ب) پيوند يوني:

در واكنش هاي شيميايي فلزات تمايل به از دست دادن الكترون دارند در اين صورت به يون مثبت يا كانيون تبديل مي شوند غير فلزات هم مايل به گرفتن الكترون و تبديل شدن به يون منفي يا آنيون هستند.
توجه داشته باشيد كه يون به اتمهاي باردار گفته مي شود. در يونها تعداد الكترونها و پروتونها برابر نيست. به مثالهاي زير توجه كنيد:


تمرين: در شكل مقابل مدل بور براي دو اتم نشان داده شده است.

 

 


الف) عدد جرمي و عدد اتمي هر يك را مشخص كنيد.
ب) كدام ذره يك يون است؟ منفي يا مثبت؟ چرا؟
ج) كدام ذره سنگين تر است؟ چرا؟
بنابر آنچه گفته شد هنگامي که يك اتم فلز و يك اتم نافلز مثل سديم و كلر كنارهم قرار مي گيرند يك الكترون از سديم به كلر منتقل مي شود در نتيجه هر دو اتم به يون با بار مخالف تبديل مي شوند. جاذبه بين بارهاي مخالف سبب كنار هم ماندن اين دو يون مي شود.
به جاذبه اي كه يونها را كنار هم نگه مي دارد پيوند يوني مي گويند.

 

در جدول زير تركيبات يوني و كووالانسي با هم مقايسه شده اند.

تركيبات يوني

تركيبات مولكولي

با انتقال الكترون تشكيل مي شوند

با به اشتراك گذاشتن الكترون تشكيل مي شوند

نقطه ذوب و جوش بالا دارند

نقطه ذوب و جوش كمتري دارد

اكثرا در آب حل مي شوند

اكثرا درآب حل نمي شوند

در حالت محلول يا مذاب رسانا هستند

هادي الكتريسيته نيستند

نيروي بين ذرات تشكيل دهنده آن        قوي تر است

جاذبه بين اتمهاي مولكول قوي اما جاذبه بين مولكول ها ضعيف است.

اسيدها، بازها و مواد خنثي

اسيدها

اسيد از كلمه اسيدوس به معناي ترش گرفته شده است. برخي اسيدها مانند آبليمو، سركه اسيد فرميك از موجودات زنده و بسياري از آنها مانند جوهر نمك، سولفوزيك اسيد و نيتريك اسيد و ....... بطريقه مصنوعي ساخته مي شوند در جدول زير برخي از اسيدهاي معروف و كاربرد آنها را مي بينيد.


راه شناسايي اسيدها:

اسيدها رنگ كاغذ تورنسل را قرمز مي كنند محدود PH اسيدها بين 0 تا 7 مي باشد بسته به قدرت اسيد رنگ كاغذ PH در اسيدها از نارنجي تا قرمز قهوه اي متغيير است هر چه PH كمتر باشد اسيد قويتر است.

نام اسيد

نام شيمياي

فرمول شيمياي

برخي كاربردها

جوهر نمك

هيدروكلريك اسيد

HCL

جرم گيري سطوح- در معده

جوهر گوگرد

سولفوريك اسيد

H2so4

باتري اتومبيل - صنايع مس

جوهر شوره

نيتريك اسيد

HNO3

مهمات سازي و توليد مواد منفجره


كاغذ تورنسل بسازيد:
مقداري از كلم بنفش را در آب ميوه گيري يا هاون خرد كنيد و عصاره آن را درون بشقابي بريزيد آنگاه        تكه هاي باريک كاغذ را براي لحظاتي درون عصاره كلم قرار داده سپس باريكه ها كاغذ خشك را كنيد و با آنها اسيد يا باز بودن جوش شيرين – شامپو - آبليمو – آب پرتقال – دوغ و ..... را بيازمائيد.


باز يا قليا:
بازها معمولا مزه تلخ دارند و با اسيدها واكنش نشان داده، اثر آنها را از بين مي برند(خنثي مي كنند) و دراثر تماس با پوست آن را ليز و صابوني مي كنند.
گرد كيك پزي – جوش شيرين، ماده لوله بازكني، اغلب شوينده ها و حتي آب درون پوست پرتقال باز هستند. در جدول زير بازهاي معروف و برخي كاربردهاي آنها را ببينيد.
جدول

شناسايي بازها:
بازها تورنس را آبي، و فنل فتالئين را ارغواني و محدوده PH آنها بين 7 تا 14 است. هر چه PH بازي به 14 نزديك تر باشد آن باز قويتر است.



مواد خنثي موادي هستند كه نه خاصيت اسيدي و نه خاصيت بازي دارد.
آب مقطر، نمك طعام ، نفت و ...... خنثي هستند.
مواد خنثي رنگ تورنسل و كاغذ PH را تغيير نمي دهند . PH آنها حدود 7 است.
توجه داشته باشيد كه هرگاه اسيد و بازي بر هم اثر كنند نمك و آب بوجود مي آيد به اين واكنش، واكنش خنثي شدن اسيد و باز مي گويند.


بازي با اسيد و باز:
كمي محلول بي رنگ فنل فقاشين درون يك ليوان يا لوله آزمايش بريزيد و دوباره آن را خالي كيند. اكنون مقدار كمي آب آهك يا محلول جوش شيرين درون لوله بريزيد و آرام آرام بر روي آن جوهر نمك اضافه کنيد علت آنچه را مشاهده مي كنيد تفسير كنيد.

جذاب و ديدني:
مقدار كمي (2 قاشق غذاخوري) پودر آلومينيم را درون يك ارلن يا بطري شير بريزيد. بر روي آن حدود 15 سي سي جوهرنمك اضافه كنيد. بلافاصله بادكنكي به دهانه آن ببنديد پس از لحظاتي دهانه بادكنك را با نخ ببنديد و آن را رها كنيد آنچه را مشاهده مي كنيد تفسير كنيد.

 

 


نوشته شده در تاريخ چهارشنبه هفتم اسفند 1387 توسط علی رضا پیرمردی

 

  بخش اول – ماده و تغييرات آن
مدل هاي گوناگوني براي اتم

به ياد داريد كه دموكريت براي اتم ها شكل هاي گوناگوني تصور مي كرد. در حالي كه دالتون اتم ها را ذره هايي كروي مي دانست. اتم آن قدر كوچك است كه نمي توان آن را ديد اما مانند جسمي كه درون جعبه است و ديده نمي شود، مي توان با بررسي رفتاري كه از خودشان مي دهد، در مورد شكل دو ويژگي هاي آن حدسهايي زد. جوزف تامسون دانشمند انگليسي، ديدگاه دالتون مبني بر كروي بودن شكل اتم را پذيرفت اما برخلاف او كه اتم را مانند يك ساچمه فنري، كره اي توپر و سفت و بدون ساختار دروني تصور مي كرد، تامسون درباره ساختار اتم نظر ديگري داشت:

چهارده سال پس از تامسون يعني در سال 1911 ميلادي ارنست رادفورد دانشمند نيوزيلندي در دوستي مدل تامسون براي اتم ترديد كرد. وي پس از آزمايش هاي بسيار ساختار ديگري براي اتم پيشنهاد كرد و مدل تازه اي براي آن ارائه داد.

رادفورد در مدل خود بار مثبت هسته اي اتم را به ذره هايي به نام پروتون نسبت داد. بارالكتريكي پروتون به اندازه ي بار الكترون است. در حالي كه اندازه گيريها نشان داده است كه جرم پروتون حدود دو هزار بار بيشتر از جرم يك الكترون است.
دو سال پس از رادفورد يعني در سال 1913 ميلادي، نيلز بورد دانشمند دانماركي، مدل اتمي رادفورد را براي توجيه برخي از ويژگيهاي اتم نارسا دانست و از اين رو مدل ديگري براي اتم پيشنهاد كرد.
گفتني است مدل بور عليرغم نارسا بودن اطلاعات سودمندي درباره ساختار هر اتم در اختيار ما مي گذارد.

 

  ديگر ذره هاي سازنده اتم :

جيمز چاد و يك دانشمند انگليسي، 20 سال پس از بور كشف كرد كه در هسته ي اتم علاوه بر پروتون، ذره ديگري نيز وجود دارد. او اين ذره را كه جرم آن تقريباً با جرم پروتون برابر است بارالكتريكي ندارد. نوترون به اين ترتيب، وجود سه ذره ساختار اتم ثابت شد.

جاي ذره

جرم نسبي(نسبت به جرم الكترون)

بارالكتريكي نسبي

نام ذره

درون هسته

درون هسته

اطراف هسته

1840

1840

1

1+

0

1-

پروتون

نوترون

الكترون

همان طور كه مي دانيد 109 عنصر شناخته شده است. اتم هاي سازنده ي هر يك از اين عنصرها، عدد اتمي ويژه خود را دارند. براي نمونه، اتم هيدروژن ساده ترين اتم شناخته شده است و تنها يك پروتون هسته اي آن را مي سازد، عدد اتمي اين اتم يك است. عنصر بعد از هيدروژن هليم است. اين عنصر دو پروتون و دو نوترون در هسته خود دارد. بنابراين عدد اتمي آن 2 است. اگر عنصرهاي شناخته شده را به ترتيب افزايش عدد اتمي آن ها، كنار هم قرار دهيم، جدولي بدست مي آيد كه به آن جدول تناوبي عنصرها مي گويند. در اين جدول براي نمايش عنصرها از نمادهاي ويژه اي استفاده مي كنند كه نمادهاي شيميايي ناميده مي شوند. عدد اتمي و عدد جرمي، دو ويژگي مهم يك اتم به شمار مي ايد. اين دو ويژگي را بصورت عددهايي در سمت چپ نماد شيميايي عنصر مي نويسند. براي مثال (اتم هليم، با دو پروتون (عدد اتمي :2) و دو نوترون (عدد جرمي 4=2+2) به صورت زير نشان داده مي شود:

4 ! عدد جرمي

He

2 ! عدد اتمي

 

 

  نمادهاي شيميايي :

همان گونه كه گفتيم به حروفي كه در هر خانه ي جدول تناوبي عنصرها مي بينيد نماد شيميايي مي گويند. براي نمايش هر عنصر به جاي نوشتن نام كامل آن از اين نمادهاي يك يا دو حرفي استفاده مي شود.اين نماد بيشتر از نام لاتين عنصرها گرفته شده اند. براي مثال، هيدروژن را با حرف H نشان مي دهند. H نخستين حرف از نام لاتين اين عنصر يعني Hydrogen است. هم چنين نيتروژن را با حرف N نشان ميدهند. اين حرف نيز نخستين حرف از نام لاتين اين عنصر يعني Nitrogen است نام و نشانه ي شيميايي برخي عنصرها در ص 8 كتاب وجود دارد.


همان گونه كه در جدول صفحه پيش ديده مي شود در نشانه ي شيميايي دو حرفي فقط حرف نخست را بزرگ مي نويسند. براي مثال عنصر كليسيم را با نشانه Ca نشان مي دهند. نخستين حروف را به شكل C نشان مي دهند. نخستين حرف را به شكل C(حرف بزرگ) و دومين حرف را به صورت a(حرف كوچك) مي نويسند.
اتم هايي كه عدد اتمي يكساني دارند ولي عدد جرمي آن ها با هم تفاوت مي كند، در يك خانه از جدول تناوبي عنصرها قرار مي گيرند. دانشمندان به چنين اتم هايي هم مكان يا ايزوتوپ مي گويند. در واقع ايزوتوپ ها تنها در تعداد نوترون ها با يكديگر تفاوت دارند و اين سبب مي شود كه جرم ايزوتوپ ها با هم متفاوت باشد. ايزوتوپ ها يك عنصر خواص شيميايي دارند اما به عتل تفاوت اندكي كه در جرم آنها وجود دارد، در برخي از خواص فيزيكي وابسته به جرم مانند چگالي،‌تفاوت هاي ناچيزي با يكديگر دارند.  

 

  مقايسه كنيد
جدول اتمي تامسون و مدل اتمي رادفورد چه شباهت ها و چه تفاوت هايي با يكديگر دارند؟

شباهت ها :
‌1 – در هر دو مدل اتم كروي شكل است.
2 – در هر دو مدل الكترون داراي بار منفي است
3 – هر دو مدل اتم خنثي است و هر دو به يك اندازه بار مثبت و منفي دارند  

 

  تفاوت ها:

1 - در مدل تامسون، بار مثبت خمير كيك است. در مدل رادفورد، هسته در مركز اتم و عمده جرم اتم را تشكيل مي دهد.
2- در مدل تامسون اتم تو پر و سفت است اما در مدل رادفورد بيشتر حجم اتم را فضاي خالي تشكيل مي دهد.
3 – در مدل اتمي تامسون، الكترون ها مانند كشمش درون خميري از بار مثبت پخش شده اند. اما در مدل اتمي رادفورد، هسته ي اتم به وسيله ي الكترون ها محاصره شده است.  

 

  مقايسه كنيد .
مدل اتمي رادفورد با مدل اتمي بور چه شباهت ها و تفاوت هايي با يكديگر دارند؟ شباهت ها :

1- در هر دو، هسته در مركز قرار دارد
2 – در هر دو هسته داراي بار مثبت و الكترون داراي بار منفي است
3 – حجم هسته ي اتم در مقايسه با حجم اتم بسيار كوچك است.

تفاوت ها :
1- د رمدل اتمي رادفورد، هسته ي اتم به وسيله الكترون ها محاصره شده است، اما در مدل بور، الكترون ها در مدارهايي به دور هسته مي چرخند.  

 

  فكر كنيد :
مدل اتمي بور براي سه اتم مختلف در شكل زير نشان داده شده است.




1 – تعداد الكترون ها ، پروتون ها و فوترون ها را در هر اتم مشخص كنيد.

تعداد نوترون

تعداد پروتون

تعداد الكترون

نام اتم

2

2

2

سمت چپ

4

3

3

وسط

5

4

4

سمت راست

 

 

  2 – به مجموع تعداد پروتون هاي يك اتم، عدد اتمي آن مي گويند.عدد اتمي هر اتم را مشخص كنيد.

3 = تعداد پروتون = عدد اتمي (اتم سمت چپ)
3 = تعداد پروتون = عدد (اتم وسط)
4 = تعداد پروتون = عدد اتمي (اتم سمت راست)  

 

  3 – كدام اتم سنگين تر است؟ چرا؟

عدد جرم اتمي سمت راست بيشتر از اتم وسط و اتم وسط بيشتر از سمت چپ است پس اتم سمت راست سنگين تر از بقيه اتم هاست. زيرا عدد جرمي آن از بقيه بيشتر است.  

 

  مقايسه كنيد : ص 11 مدل بور در سه اتم در شكل روبه رو نشان داده شده است:



1 – اين سه اتم چه شباهتي با يكديگر دارند؟
عدد اتمي همه ي آنها با هم برابر است و تعداد الكترون هاي آنها نيز با هم برابر است.

2 – اين اتم ها چه تفاوتي با يكديگر دارند؟
عدد جرمي اين سه اتم با هم متفاوت است.

3 – هر يك از اين اتم ها به چه عنصري تعلق دارند؟
هر سه اين اتم ها، اتم هيدروژن هستند.

4- عدد اتمي و عدد جرمي هر يك از آن ها را معين كنيد.
عدد اتمي آن ها برابر يك است. چون هر يك فقط يك پروتون دارند. عدد جرمي اتم است سمت چپ يك ، اتم وسط دو اتم سمت راست برابر سه است.  

 

  فكر كنيد :
براي اكسيژن سه ايزوتوپ در طبيعت يافت مي شود. جدول رو به رو اين ايزوتوپ ها و فراواني آنها را در طبيعت نشان مي دهد.
1 – عددهاي نوشته شده در سمت چپ – بالا و پايين نماد شيميايي ، چه معنايي دارند؟

ايزوتوپ

o188 o178 o168

تعداد ايزوتو هاي موجود در ميان صد هزار اتم اكسيژن

99763 37 200



كدام ايزوتوپ اكسيژن از همه سبك تر است؟ چرا؟
ايزوتوپ 16 از همه سبك تر است . چون عدد جرمي آن از بقيه كم تر است.

كدام ايزوتوپ اكسيژن در طبيعت بيشتر يافت مي شود؟
ايزوتوپ 16 اكسيژن در طبيعت بيشتر يافت مي شود.  

 


.: Weblog Themes By Pichak :.


تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : پیچک