علوم

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.

 

 

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:

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.

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؟

 

 

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.

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.

 

 

بخش دوم ، زمين زيستگاه ما
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.

سيل :
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 4 – زمين ساخت ورقه اي
جابه جايي قاره ها
در سال 1912 ميلادي يك دانشمند آلماني به نام «وگنر» با شواهدي كه بدست آورده بود، اظهار داشت كه حدود 200 ميليون سال پيش تمام خشكي ها به هم متصل بوده و خشكي يك تكه اي را ساخته اند. اين خشكي عظيم رفته رفته به دو خشكي بزرگ تقسيم شد و پس از ميليون ها سال هر يك از دو خشكي قطعه قطعه شده و قاره هاي امروزي را بوجود آوردند.

 

 

پس از مرگ وگنر، تعداد كمي از زمين شناسان نظريه ي وي را تحسين برانگيز خواندند و براي اثبات آن بدنبال شواهد بهتري بودند. در فاصله سال هاي 1950 تا 1968 پيشرفت شايان فناوري، امكان مطالعه زمين شناسان را بر روي قسمت هاي ناشناخته ي زمين، خصوصاً كف اقيانوسها فراهم آورد. در سال 1968 با توجه به مجموعه اطلاعات و شواهد بدست آمده ، نظريه وگنر مبدل به يك نظريه ي جامعتري با عنوان زمين ساخت ورقه اي شد. بر اساس اين نظريه، سنگ كره ي زمين يك تكه نيست. بلكه از تعدادي ورقه هاي كوچك و بزرگ تشكيل شده است. برخي از اين ورقه ها در زير اقيانوس ها واقعند. برخي در زير قاره ها و پاره اي هم ، قسمت هايي از هر دو را در بر مي گيرند. همه ي ورقه ها كه تا عمق حدود 20 تا 150 كيلومتري ادامه دارند، مي توانندآزادانه و مستقل از هم حركت كنند.
دانشمندان عقيده دارند كه دما و فشار در زير سنگ كره به اندازه اي است كه سنگ ها حالتي شكل پذيرو خمير مانند دارند. دما در همه ي قسمتهاي اين بخش خميري يكسان نيست. قسمت هاي زيرين دماي بيشتر و قسمت هايي رويي دماي كمتري دارد. اين اختلاف دما سبب مي شود كه قسمت هاي زيرين چگالي كمتري نسبت به قسمتهاي رويي داشته باشد. اختلاف چگالي در قسمت هاي خميري گوشته سبب برقراري جريان جابه جايي (همرفتي) بسيار كندي مي شود( حدود چند سانتي متر در سال) يعني مواد سازنده نرم كره به آرامي بالا مي آيند، سپس به طرفين ... و انجام به سمت پايين كشيده مي شوند. وقتي در نرم كره چنين جرياني بوجود مي آيد. ورقه هاي سنگ كره بر روي آن مي خزند و همراه آن جابه جا مي شوند.

 

 

در اين حالت ورقه هاي سنگ كره د رمحلي كه جريان رو به بالا باشد از هم دور مي شوند و سپس به زير ورقه ي مقابل فرو مي روند.

پديده هاي حاصل از حركت ورقه ها:
ورقه ها به سه شكل مختلف مي توانند نسبت به هم جابه جا شوند

1 – ورقه هاي دور شونده :
بيشتر محل هايي كه ورقه ها از هم دور مي شوند، در اقيانوس ها قرار دارند . در اين مناطق ،‌مواد مذاب از شكاف موجود در بين دو ورقه خارج شده و درهمان سخت مي شوند و پوسته جديدي را بوجود مي آورند. از اين رو، هر ساله چند سانتي متر بر وسعت اقيانوس ها افزوده مي شود، خروج مواد مذاب در اين مناطق سبب بوجود آمدن رشته كوههايي در ميان اقيانوس ها مي شود. اين رشته كوهها زنجيره ي پيوسته اي را مي سازند به طول آن در مجموع بيش از 60000 كيلومتر است. رشته كوههاي ميان اقيانوسي، محل وقوع تعدادي از زمين لرزه ها و آتش فشان هاست.

ورقه هاي نزديك شونده :

 

 

2 – چون ورقه هاي نزديك شونده خصوصيات فيزيكي و شيميايي مختلفي دارند . پديده هاي حاصل به يكي از صورت هاي زير خواهد بود.

الف – برخورد ورقه هاي اقيانوسي با ورقه قاره اي :
در اين محل ها ورقه ي اقيانوسي به زير ورقه ي قاره اي كشيده مي شود و با خم شدن لبه ي ورقه ها، گودال عميق اقيانوسي به موازات قاره و در داخل اقيانوس بوجود مي آيد. ورقه هاي ايقانوسي به همراه خود تعدادي از رسوبات دريايي را به پائين مي كشاند. وقتي اين مواد به عمق حدود 100 متر مي رسند، ذوب مي شوند و از شكاف هاي ورقه اي قاره اي ،‌خود را به بالا مي كشند و سبب بوجود آمدن كوههاي آتش فشاني بر روي قاره ها مي شوند. گودال هاي عميق در اطراف آن، محل وقوع زلزله هاي شديد است.

ب – برخورد ورقه هاي اقيانوسي :
در اين محل ها، يكي از ورقه ها به زير ديگري فرو مي رود و با خم شدن لبه ورقه ها، گودال عميق اقيانوسي بوجود مي آيد. ورقه ي فرو رانده شده مانند حالت قبل ذوب مي شود و مواد مذاب حاصل از آن، اين بار از بستردريا خارج مي گردد. با ادامه فعاليت اين آتش فشان ها، جزايري سر از آب بيرون مي آورند كه به مجموعه ي آن ها جزاير اقيانوسي گفته مي شود. اطراف اين گودال ها محل وقوع تعداد ديگري از زلزله هاي شديد است.

پ – برخورد دو ورقه اي قاره اي :
در اين محل ها، ورقه اي به زير ورقه ديگر فرو نمي رود، زيرا جرم هر دو كم و مساوي است نتيجه چنين برخوردي،‌ايجاد كوه و زلزله هاي شديد است.

ورقه هايي كه در كنار هم مي لغزند:
در اين محل ها نه پوسته ي جديدي بوجود مي آيد و نه ورقه اي تخريب مي شود. بلكه فقط ورقه ا از كنار هم عبور مي كنند، در بيشتر مواقع ممكن است اين جا به جايي براي مدتي صورت نگيرد و انرژي ذخيره گردد و به هنگام آزاد شدن انرژي ، حركت ناگهاني ورقه ها سبب زلزله هاي شديدي شود.

 

فكر كنيد
در محل ورقه هاي دورشونده،‌مرتباً سنگ كره ي جديد تشكيل مي شود، در اين صورت آيا وسعت زمين هم اكنون در حال افزايش است؟
اگر پديده جبراني وجود نداشته باشد، بايد بر وسعت زمين همچنان افزوده شود، اما سطح زمين مقداري ثابت است يعني در مناطقي مانند محل برخورد ورقه هاي نزديك شوند، قسمتي از سنگ كره از بين مي رود.

فكر كنيد
1 – گفته مي شود هر چقدر تعداد زلزله هاي كوچك در يك منطقه بيشتر باشد ،بهتر است به نظر شما دليل چيست؟
به همراه وقوع هر زلزله هر چند كوچك مقداري از انرژي ذخيره شده آزاد مي شود و درنتيجه از احتمال وقوع زلزله شديد – كه با آزاد شدن انرژي زيادي همراه است كاسته مي گردد.

2 – كدام پديده ي زمين شناسي در تمام حاشيه هاي ورقه هاي سازنده سنگ كره زمين بوجود مي آيد؟
زلزله ، تقريباً تمامي زمين لرزه هاي دنيا در حاشيه ي ورقه هاي سازنده سنگ كره زمين بوجود مي آيند.

سؤال از متن فصل 4 :
1 – حركت ورقه ها نسبت به هم سه شكل مختلف مي تواند صورت بگيرد . اين سه شكل كدامند؟
1) دو ورقه از هم دور مي شوند .
2) دو ورقه با يكديگر برخورد مي كنند
3) دو ورقه در كنار هم مي لغزند

2 – چگونگي دور شدن تدريجي دو ورقه از يكديگر را توضيح دهيد.
مواد مذاب از شكاف موجود در بين ورقه خارج شده و در همان جا سخت مي شوند و پوسته ي جديدي را بوجود مي آورند.

3 – پديده هاي حاصل از برخورد دو ورقه اقيانوسي با ورقه قاره اي را نام ببريد.
1 ) گودال عميق اقيانوسي
2) كوه هاي آتش فساني

4 – چرا در محل ورقه هايي كه در كنار هم مي لغزند، زلزله هاي شديدي رخ مي دهد؟
در اين محل ها فقط ورقه ها از كنار هم عبور مي كنند. در بيشتر مواقع ممكن است اين جا به جايي براي مدتي صورت نگيرد و انرژي ذخيره گردد و به هنگام آزاد شدن انرژي، حركت ناگهاني ورقه ها سبب زلزله هاي شديد مي شود.

5 – نتيجه برخورد دو ورقه ي قاره اي چيست؟
در اين محل ها، رقه اي به زير ورقه ي ديگر نمي رود. زيرا جرم هر دو، كم و مساوي است . نتيجه ي چنين برخوردي ايجاد كوه و زلزله هاي شديد 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؟

 

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.

 

 

فصل6
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.

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:

 

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:

 

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 :

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:

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.

 

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 :

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

 

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.
بسته در واقع جنبش و حركت مولكول هاي گاز مي باشد.

 

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:

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

 

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.

 

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 كور -> 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

 

فصل 11
هماهنگي و ارتباط
وقتي كه هنگام بازي توپي به سمت شما مي آيد، چشم شما بايد با ماهيچه هاي دست و پا براي ديدن و گرفتن آن ارتباط برقرار مي كند. از طرف ديگر، ماهيچه هاي شما بايد با دستگاه گردش خون و تنفس شما ارتباط داشته باشد تا فعاليت آن زيادتر شود و غذا و اكسيژن بيشتري به سلول هاي ماهيچه اي برساند. در ضمن شما به روحيه اي قوي در هنگام بازي نيازي داريد. همه اين اعمال و رفتارها به هماهنگي نياز دارند.
هماهنگي : پاسخي در برابر شرايط محيط خارجي و محيط داخلي بدن است. وقتي محيط اطراف جاندار تغيير كند. نوع رفتار آن جاندار نيز عوض مي شود.

دستگاه عصبي :
دستگاه عصبي كه وظيفه كنترل، ارتباط، هماهنگي اندام هاي مختلف بدن را به عهده دارد، شامل شبكه اي از سلولها عصبي به نام نورون است كه با يكديگر ارتباط متقابل دارند. شبكه هاي نورون ها بطور پيوسته اطلاعاتي را درباره شرايط داخلي و شرايط محيطي جمع آوري و هماهنگ كرده، آن ها را تفسير مي كند. دستگاه عصبي بدن شما دو بخش اصلي دارد:

دستگاه عصبي مركزي:
اجتماعي از نورن ها بصورت مغز و نخاع، كه مراكز كنترل اعمال ارادي و غيرارادي بدن هستند. اين دستگاه ، اطلاعات دريافت شده ازمحيط بيرون و درون بدن راتفسير مي كند و به آنها پاسخ مي دهد.

دستگاه عصبي محيطي :
اعصابي كه از مغز و نخاع منشعب شده است و ارتباط آن ها را با بخش هاي مختلف بدن برقرار مي كند.

 

نورون ها :
مراكز عصبي و اعصابي كه از آن ها منشعب شده اند، همه از سلول هاي عصبي يا نورن ها ساخته شده اند. نورن ها از نظر شكل، ساختمان و اندازه با يكديگر متفاوت اند ولي همه آنها از جسم سلولي، دندريت و آكسون تشكيل شده اند.

جسم سلولي شامل هسته، سيتوپلاسم و غشاي معمولي است. دندريت و آكسون دنباله هاي سيتوپلاسمي نورون اند كه گاه بسيار طويل هستند. اين دنباله هاي سيتوپلاسمي را تار (رشته هاي عصبي) مي نامند كه اجتماع آن ها در كنار يكديگر اعصاب را تشكيل مي دهد. كار نورون ها انتقال پيام عصبي به مراكز عصبي و از آنجا به همه ي نقاط بدن است. نورون ها اين عمل را فقط در يك جهت انجام مي دهند.
پيام عصبي در طول نورونها جريان مي يابد و منتقل مي شود. نورون ها با يكديگر و نيز با اندامهاي مختلف بدن در ارتباطند. اين محل ارتباط را سيناپس مي گويند. در سيناپس، نورون ها به يكديگر و يا به اندام هاي بدن متصل نمي شوند بلكه فقط اكنون دندريت آن ها در كنار هم يا در كنار اندامها قرار دارد و پيام عصبي بين آنها از دندريت به سمت آكسون ها جريان مي يابد، در جدول زير گوناگوني نورون ها را از نظر عملي مشاهده مي كنيد :

كار ويژگي ساختاري نوع نورون
انتقال پيام عصبي از اندامه هاي حسي و اعضاي داخلي بدن به سمت مراكز عصبي دندريت بلند، آكسون كوتاه حسي
انتقال پيام عصبي در مراكز عصبي و برقراري ارتباط بين نورون هاي حسي و حركتي دندريت كوتاه، آكسون كوتاه يا بلند رابط
انتقال پيام عصبي از مراكز عصبي به كليد بخش هاي عمل كننده بدن (مثل غده ها و ماهيچه ها) دندريت

 

كوتاه، آكسون بلند حركتي

 

نوع نورون	ويژگي ساختاري	كار
حسي	دندريت بلند، آكسون كوتاه	انتقال پيام عصبي از اندامه هاي حسي و اعضاي داخلي بدن به سمت مراكز عصبي
رابط	دندريت كوتاه، آكسون كوتاه يا بلند	انتقال پيام عصبي در مراكز عصبي و برقراري ارتباط بين نورون هاي حسي و حركتي
حركتي	دندريت كوتاه، آكسون بلند	انتقال پيام عصبي از مراكز عصبي به كليد بخش هاي عمل كننده بدن (مثل غده ها و ماهيچه ها)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

انعكاس:
همه اعمال ما ارادي نيست،‌بلكه گاهي اوقات كارهايي را به صورت غيرارادي، بسيار سريع و بدون تفكر و اغلب به عنوان حفاظت از خود انجام مي دهد كه آنها را اعمال انعكاسي مي گويند. انعكاس ها ممكن است ساده يا پيچيده باشند. مثلاً ممكن است در اثر برخورد دستتان با يك جسم داغ فقط دست خود را عقب بكشيد. يا بدن خود را نيز دور كنيد يا حتي يك قدم به عقب برداريد. در چنين حالت هايي به ترتيب، ماهيچه هاي بيشتري در انعكاس شركت كرده اند.

 

دستگاه هورموني :
دستگاه عصبي، با همه ي توانايي خود و يا انشعاباتي كه به تمامي نقاط بدن مي فرستد تنها دستگاه هماهنگ كننده ي بدن نيست. بسياري از اعمال بدن به نوع ديگري از ارتباط و هماهنگي بين بخشهاي مختلف بدن نيازدارند كه ايجاد آن به عهده ي دستگاه هورموني است.
هورمون ها ،‌تركيبات شيميايي خاصي در بدن هستند كه از غده هاي خاصي در خون ترشح مي شوند. اين مواد در حقيقت رابط هاي شيميايي هستند كه بين فعاليت هاي اجزاي تشكيل دهنده بدن هماهنگي بوجود مي آورند.
هورمون ها به مقدار بسيار كم ترشح مي شوند و بوسيله خون به اندام هدف خود مي رسند و در آن جا سبب كاهش يا افزايش شدت يك نوع فعاليت و در واقع تنظيم آن فعاليت مي شوند. اندام هدف شامل مجموعه ي خاصي از سلول هاي حساس به يك هورمون است.

 

برخي از غده ها يك هورمون و گروهي چند هورمون ترشح مي كنند. مقدار ترشح هورمون همواره بايد به اندازه مشخص باشد، افزايش يا كاهش اين مقدار باعث ايجاد بيماري مي گردد. ميزان ترشح هورمونها به راههاي حقيقي كنترل مي شود. علاوه بر يان كه هر غده مقدار هورمون توليد خود را بدقت زير نظر دارد،‌معمولاً توسط غده هيپوفيز هم كنترل مي شود. اين غده نيز به نوبه ي خود تحت نظارت بخشي از مغز قرار دارد، به اين ترتيب بعضي از كارها را در دستگاه عصبي و هورموني با ارتباط و هماهنگي همه ديگر انجام ميدهند.

در بدن هورمونهاي زيادي ترشح مي شوند كه هر كدام كار مشخص دارند. بعضي نيز كارهاي مختلفي را به عهده دارد و گاهي نيز براي انجام يك فرآيند تأثير چند هورمون لازم است. تنظيم رشد و تنظيم قند خون از موادي هستند كه تحت تأثير عمل چند نوع هورمون قرار دارند.

 

 

در رشد بدن هورممون هاي هيپوفيز و تيروئيد مؤثرند، تأثير هورمون غده تيروئيد بيشتري مربوط به دوران جنيني است . از غده هيپوفيز هورمون هاي مختلفي ترشح مي شود كه يكي از آنها هورمون هاي رشد است. اين هورمون ها بر ناحيه ي انتهايي استخوانهاي دراز اثر مي كند كه در نتيجه آن،‌تا حدود 20 سالگي با تبديل به غضروف به استخوان بر طول قد اضافه مي شود . مقدار ترشح هورمون رشد، بسيار اهميت دارد. بطوريكه كم يا زياد شدن مقدار آن، ايجاد بيماري مي كند.
در مقدار قند خون بطور عمده پنج نوع هورمون كه از لوزالمعده ،‌هيپوفيز و فوق كليه ترشح مي شوند نقش دارند. فقط زكي از اين هورمون ها، يعني انسولين كه از لوزالمعده ترشح مي شود،‌باعث كاهش قند خون و ورود آن به سلولها مي گردد. اما بقيه ي هورمون ها كه يكي از آن ها از خود لوزالمعده ترشح مي شود باعث افزايش قند خون مي شود.

فكر كنيد
سؤالات زير درباره نورونهاست . به اين سؤالات پاسخ دهيد:
چه خصوصيت هايي در سلول هاي عصبي ديده مي شود كه شبيه آن ها در سلول هاي ديگر بدن وجود ندارد؟
سلول هاي عصبي براي انتقال پيامهاي بدن (تحريك هاي عصبي) طرح ريزي شده اند و اين پيام ها ماهيت الكتريكي دارند،‌همچنين اين سلول ها واجد تارهاي بسياري به نام رشته هاي عصبي هستند كه در سلول هاي ديگر بدن وجود ندارند.

فرق عمل دندريت ها و آكسون ها چيست؟
دندريت پيام هاي عصبي را دريافت مي كند و آنها را به جسم سلولي انتقال ميدهد اما آكسون پيامهاي عصبي را از جسم سلولي مي گيرد و منتقل مي كند.

انتقال پيام هاي عصبي در طول نورن بصورت يك طرفه انجام مي شود . فايده ي اين وضع چيست؟
اين وضع براي جلوگيري از اختلال در كار انتقال پيام هاي عصبي ضرورت دارد. فكر كنيد .

جدول زير درباره ي انعكاس هاست. آنرا تكميل كنيد.

تفسير كنيد
با مشاهده شكل ص 123 آن چه را كه رخ داده است را توضيح دهيد.

 

1) ابتدا جسم تيز،نورون حسي واقع در نقطه ي تماس را تحريك مي كند.
2) اين نورون با پيام از طريق آكسون خود، با واسطه يا بدون واسطه نورون رابط، به نورون حركتي كه در مركز عصبي (نخاع) واقع است مي رساند.
3) نورون حركتي واقع در نخاع، از راه آكسون، خود پيام لازم را به سلول هاي ماهيچه اي مي رساند.
4) سلول هاي ماهيچه اي منقبض مي شوند و پوست از محرك اوليه دور مي شود

فايده ي سرعت و غيرارادي بودن عمل انعكاس چيست؟
زيرا عمل انعكاس،‌قبل از آن كه مغز اطلاع حاصل كند كه چه اتفاقي مي افتد و وقت زيادي بگذرد، صورت مي گيرد.

آيا جانوران همه انعكاس دارند؟
بله انعكاس هاي نخاعي را مي توان در قورباغه اي كه مغز آن تخريب شده است نيز نشان داد.

مقايسه كنيد
اين جدول را تكميل كنيد:

فكر كنيد :
چرا اثر هورمون ها پايدارتر از اثر پيام هاي عصبي است؟ فايده ي اين پايداري چيست؟
تأثير هورمون ها با دوام تر از تأثير كار اعصاب است. اثرات آن ها بسيار كندتر و از نظر خصوصيات عمومي تر است. بيشتر تغييراتي كه تحت كنترل آنهاست، ماهيتي بلند مدت دارد.

 

فصل 12 – نوجواني و بلوغ
رشد : انسان در طول زندگي خود مراحل مختلفي را از جنين تا پيري مي گذراند بر خلاف گياهان كه در تمامي عمر خود رشد مي كنند، فقط در محدوده زماني خاص اين توانايي را دارد.رشد به معني افزايش تعداد سلول ها يا افزايش غيرقابل برگشت ابعاد آن هاست. آهنگ رشد انسان درابتداي دوران جنين بسيار سريع است ولي بتدريج كاهش مي يابد. اين كاهش در سال هاي نوزادي و كودكي ادامه مي يابد ولي در دوران بلوغ مجدداً شدت مي گيرد و سپس در جواني پايان مي پذيرد. البته تكثير برخي سول ها به منظور ترميم و جايگزيني سلول هاي از دست رفته ، همواره ادامه خواهد داشت.

بلوغ :
بلوغ يك واژه عمومي است كه در موارد مختلفي كاربرد دارد اما به عنوان رويداد مهمي كه در مراحل رشد انسان پيش مي آيد. به صورت هاي مختلفي تعبير شده است. معمولاً مجموعه ي تغييرات بدني و رواني كه بين دوران هاي كودكي ونوجواني پيش مي آيد و گاه تا دوران جواني ادامه مي يابد، بلوغ ناميده مي شود. دوران نوجواني حدفاصل كودكي و جواني است و دوره ي انتقال به بزرگسالي محسوب مي شود . در اين دوره به دليل رخ دادن بلوغ، تغيير و تحولات سريعي در شما پديد مي آيد. رشد در دوران نوجواني ،‌با رشد سريع جسمي كه در دخترها زودتر از پسر ها اتفاق مي افتد. آغاز مي شود و تا زماني كه جهات ديگر رشد تكميل شود، ادامه مي يابد. در حقيقت نوجواني دوراني است كه زندگي آينده ي شما مشكل جديدتري مي گيرد و پي ريزي مي شود. بنابراين هر قدر دانش و آگاهي شما درباره بلوغ و نوجواني بيشتر باشد. نگرانيها و مشكلات كمتري در اين دوره خواهيد داشت.

تغييرات جنسي :
در دوران بلوغ بدليل ترشح هورمون هاي جنسي صفات ثانويه جنسي بوجود مي آيد كه باعث تفاوت دو جنس محسوب مي شوند.

 

هورمون هاي جنسي از غده هاي جنسي شامل بيضه در پسرها و تخمدان در دخترها ترشح مي شود. هورمونهاي جنسي مسؤول بروز علايم اصلي بلوغ جنسي يعني ايجاد صفات ثانويه جنسي و نيز توليد گامت هاي نر وماده اند.
هورمون بيضه ها تستوسترون نام دارد كه باعث افزايش رشد ماهيچه ها و استخوان ها مي گردد. به همين دليل بلوغ جنسي همراه با افزايش قد و وزن و قدرت عمومي بدن صورت مي گيرد. بم شدن صدا، رويش موي بدن صورت از جمله صفات ثانويه جنسي در پسرها است. تخمدان ها دو نوع هورمون استروژن و پروژسترون توليد مي كنند. اين هورمون ها باعث افزايش رشد استخوان لگن، رشد سينه ها و رويش موي بدن مي شوند كه از جمله صفات ثانويه جنسي در دخترها هستند.

تغييرات عاطفي :
در دوران بلوغ، انسان از لحاظ رواني نيز داراي نيازهاي ويژه اي است كه بايد آن را برطرف كنيد تا بتوانيد از ايمني خاطر برخوردار شديد. از جمله :
الف – نياز به قابل ارزش بودن
ب – نياز به تصميم گيري
در حال حاضر بر خلاف دوران كودكي خودتان بايد دوباره ي بسياري از كارها تصميم گيري كنيد و به اصطلاح مستقل باشيد اما در مواردي مي بينيد كه خانواده چنين اجازه اي را به شما نمي دهد.
در تصميم گيري مهم تر از هر چيز شناخت دقيق قابليت ها و توانايي هاي خود است اما اعتماد به نفس داشتن شما را در اين زمينه كمك مي كند. فراموش نكنيد خانواده بهتر از ديگران مي تواند در تصميم گيري و ارزشيابي تصميمتان به شما كمك كند.

عواطف و رفتارها :
در سنين بلوغ ،‌دچار شدن به احساسات شديد،‌امري طبيعي است. گاهي به شدت خوش گاه به شدت افسرده، ‌قسمتي از اين تغييرات محصول ترشحات نامتوازن هورمون هاست كه بعد از مدتي،‌خود به خود تنظيم خواهند شد، اما گاهي همه افكار ناراحت كننده اي به سراغ شما مي آيند كه نمي توانيد يا نمي خواهيد درباره ي آن ها با ديگران صحبت كنيد. بعضي از افراد، با استفاده از روش هايي به نام واكنش هاي دفاعي با چنان افكاري مقابله كنند. برخي از اين واكنشها مفيد و بعضي ....اما به ياد داشته باشيد كه واكنش دفاعي به منزله زرهي است كه تشخيص فاقد ايمني خاطر، براي پوشاندن ضعف خود در برابر شرايط محيطي،‌يا براي جبران محروميت ها، آن را به كار مي برد. افراد قوي و داراي اعتماد به نفس كمتر به اين واكنش ها نياز دارند.
برخي از واكنش هاي دفاعي عبارتند از :
جايگزيني : جانشين سازي يك هدف با احتمال موفقيت زياد به جاي هدف غيرقابل دسترس
خيالبافي : فرورفتن در عالم رؤيا و فكر كردن درباره وقايعي كه مايل بودم اتفاق بيفتد.
دليل تراشي : ارائه دليل به ظاهر قانع كننده براي عمل بدي كه انجام داده ايم.
جبران نقص :‌نسبت دادن صفاتي به خود كه در واقع فاقد آنها هستيم
انكار : پوشاندن مسئله يا واقعيت ناخوشايندي كه مي خواهيم براي ديگران آشكار شود.

فكر كنيد
1 – اصطلاح رشد را تعريف كنيد؟
رشد به معناي افزايش تعداد سلول ها با افزايش غيرقابل برگشت ابعاد آنهاست.

2 – اصطلاح بلوغ را تعريف كنيد؟
مجموعه تغييرات بدني و روحي كه بين دورانهاي كودكي و نوجواني پيش مي آيد و گاه تا دوران جواني ادامه مي يابد ، بلوغ ناميده مي شود.

3 – كدام غدد مسؤول ترشح هورمونهاي جنسي هستند؟
هورمون هاي جنسي از غده هاي جنسي شامل بيضه در پسرها و تخمدان در دخترها ترشح مي شود.

4 – تأثير هورمون تستوسترون در جنس چيست؟
اين هورمون باعث افزايش رشد ماهيچه ها و استخوان ها مي گردد كه افزايش قد، وزن و قدرت عمومي بدن را بدنبال دارد.

5 – دو مورد از تغييرات عاطفي دوران بلوغ را نام ببريد؟
نياز به قابل ارزش بودن – نياز به تصميم گيري

6 – واكنش دفاعي جايگزيني را شرح دهيد:
جانشين سازي يك هدف با احتمال موفقيت زياد به جاي هدف غيرقابل دسترس

7 – چگونه ممكن است برخي از واكنش هاي دفاعي مفيد باشند؟
واكنشهاي دفاعي وسيله اي است براي برآوردن غيرمستقيم نيازها، كاستن از اضطراب و فشار را به دست آوردن حس اعتماد به نفس و امنيت رواني، واكنش هاي دفاعي شيوه هايي براي دفاعي شيوه هايي براي دفاع از خويشتن در مقابل اضطراب هاي دردناك به حساب مي كنيد.

 

فصل 13 – توليد مثل
اهميت و گوناگوني
در ميان ويژگيهايي كه جانداران را از موجودات بي جان متمايز مي كند،‌شايد توليد مثل مهم ترين آنها باشد. زيرا در بين آثار حيات مختلف،‌مانند تغذيه، تنفس و حركت و ....هيچكدام به اندازه ي توليد مثل تفاوت موجودات زنده و غيرزنده را نشان نمي دهد. شما ويروس ها را به عنوان گروهي كه درمرز ميان موجودات بي جان و جاندار قرار دارند مي شناسيد. ويروس ها نيز به نوعي توليد مثل مي كنند. گرچه اين عمل آن ها بوسيله ي سلول ميزبان (سلولي كه به آن وارد شده اند) صورت مي گيرد. به هر حال توليد مثل تقريباً مهم ترين شباهتي است كه ويروس ها به موجودات زنده دارند. هر جانداري دير يا زود مي ميرد. اگرموجودات زنده توليد مثل نكنند، به زودي همه جانداران روي زمين از ميان خواهند رفت.
بنابراين توليد مثل نقش اصلي را در بقاي نسل جاندار به عهده دارد.
توليد مثل ويژگي و عملي است كه موجب توليد جانداران جديد از همنوعان خود مي گردد. توليد مثل در جانداران به دو روش صورت گيرد:

الف – غيرجنسي :
روشي كه در آن موجود يك فرد براي بوجود آمدن جانداران جديد كافي است.

ب - جنسي :
روشي كه در آن بوجود آمدن جانداران جديد وابسته به وجود «دو جنس» مختلف است كه معمولاً از آن ها به عنوان نر و ماده نام مي برند. برخي از موجودات زنده فقط به يك روش و بعضي به هر دو روش توليد مثل مي كنند.

توليد مثل غيرجنسي :
در اين روش كار توليد مثل بوسيله يك فرد صورت مي گيرد. در اين نوع توليد مثل وقتي جاندار به مرحله ي معيني از رشد برسد مي تواند تكثير يابد و افراد جديدي را بوجود آورد. بسياري از موجودات زنده از جانداران ساده، مثل باكتريها و تك سلولي ها ، تا بعضي از گياهان و جانوران به اين روش توليد مثل مي كنند.

الف – توليد مثل رويشي :
نوعي توليد مثل غيرجنسي است كه درآن جاندار اوليه يا قسمتي از پيكرش جاندار مشابه را ايجاد مي كند. توليد مثل رويشي به راه هاي مختلف صورت مي گيرد. مثلاً سلول باكتري ها و برخي آغازيان با دو نيم شدن تكثير مي شوند. در اين روش سلول اوليه كه ممكن است داراي هسته يا فاقد آن باشد از وسط به دو نيمه تقسيم مي گردد. در برخي گياهان و جانوران قطعه قطعه شدن ديده مي شود. مثلآً وقتي خزه رشد مي كند ممكن است انشعاب هاي جديد از گياه قديمي جدا شود. در اين صورت هر كدام مي توانند به گياه تازه اي تبديل شوند.

ب - هاگ زدايي :
نوعي توليد مثل غيرجنسي است كه به كمك هاگ صورت مي گيرد. هاگ يك سلول ويژه براي توليد مثل است كه توسط جاندار اوليه توليد مي شود ولي مي تواند به تنهايي و بطور مستقيم جاندار جديد را ايجاد كند. هاگ ها در اندام هايي بنام هاگدان توليد مي شوند و پس از رسيدن با پاره شدن ديواره هاگدان آزاد مي شوند. اين هاگ ها همراه باد يا آب به نقاط مختلف مي روند. در هر جا كه شرايط رويش براي آنها مناسب باشد، رشد مي كنند و موجودي مانند والد خود را بوجود مي آورند.

توليد مثل جنسي :
در اين نوع توليد مثل ،‌بايد دو نوع سلول جنسي نرو ماده وجود داشته باشد تا اين سلول ها با هم تركيب شوند و اولين سلول جاندار جديد حاصل آيد. پس در اين نوع توليد مثل، وجود دو جنس لازم است و توليد مثل جنسي بوسيله گامت ها (سلول هاي جنسي ) صورت مي گيرد. كه توسط دو جنس مختلف (نر و ماده) توليد مي شوند. گامت يك سلول ويژه براي توليد مثل است كه براي توليد جاندار جديد با گامت ديگري از جنس مخالف همان نوع جاندار تركيب شود. گامت در اندام توليد مثلي بوجود مي آيد. اندام هاي توليد شده نر وماده ممكناست در دو جاندار مختلف (نر وماده) با يك جاندار(نر و ماده) وجود داشته باشد. بسياري از گياهان و برخي از جانوران «نر - ماده» هستند. در برخي از موجودات زنده ، نر وماده اسم هاي مختلف دارند. مثل مرغ يا خروس و زن و مرد.
تركيب سلول هاي جنسي نر و ماده را كه منجر به تشكيل سلول تخم مي شود لقاح مي گويند. تخم الين سلول جاندار جديد است كه با تقسيم هاي پي در پي و تغييراتي كه پيدا مي كند،‌در نهايت جانداري مشابه به والدين ايجاد مي كند.

 

توليد مثل جنسي در گياهان گلدار:
كشاورزان ،‌بيشتر گياهان را با كاشتن دانه زياد مي كنند مي دانيد يك دانه در داخل گل تشكيل مي شود و مي تواند رشد كند و گياهي شبيه به گياه والد خود را بوجود آورد. گل اندام توليد مثلي گياهان گلدار(نهان دانه) است. در گل بخش هاي توليد كننده ي گامت، پرچم و مادگي هستند. در بيشتر گل ها دو نوع اندام نر وماده مشاهده مي شود و گل ها نر – ماده هستند. يعني هم پرچم و هم مادگي دارند.
در قسمت پائين مادگي كه حجيم تر است (تخمدان) يك يا چند تخمك وجود دارد. در هر كدام از تخمك ها گامت ماده بوجود مي آيد. در نوك پرچم برجستگي كوچك (بساك) ديده مي شود كه بعد از رسيدن مي تركد و ازداخل آن تعداد زيادي دانه ي گرده خارج مي شود كه گامت نر در آن بوجود مي آيد.

 

دانه هاي گرده اي كه از نوك پرچم ها آزاد مي شوند، بايد به نوك مادگي برسند، نوعي مادگي چسبناك است وقتي دانه هاي گرده به آن ها مي رسند، به راحتي پائين نمي روند و بايد به كمك آنزيم ها حل كننده راه خود را به محل گامت ماده در داخل تخمك باز كنند و با آن تركيب شوند.
پس از گرده افشاني (پراكنده شدن دانه هاي گرده به منظور قرارگرفتن روي كلاله ي مادگي) گامت نر وماده با يكديگر تركيب مي شوند و سلول تخم را ايجاد مي كنند . سلول تخم كه در درون تخمك قرار دارد . گياهك (چنين گياه جديد)را مي سازد. در اين حالت تخمك تبديل به دانه و تخمدان تبديل به ميوه مي گردد.

 

توليد مثل جنسي در جانوران :
جانوران همه براي توليد مثل به سلول هاي نر و ماده نياز دارند.گامت نر اسپرم و گامت ماده تخمك نام دارد كه در اندام توليد مثلي نر وماده بوجود مي آيند. در همه ي مهره داران و بعضي از بي مهره ها،‌ جانور نروماده از هم جدا هستند. اما در بعضي بي مهره ها از قبيل اسفنج ها، مرجانها ، بعضي از كرم ها، نرم تنان ،‌مانند گياهان، اندام توليد مثل نر و ماده در بدن يك فرد است (نر = ماده اند)
جانوران گر چه در توليد مثل جنسي روش هاي مختلفي دارند ولي دو ويژگي مشترك در اين روش ها وجود دارد كه در قالب شرايط گوناگون ساختار بدني و محيطي آنها به شكل هاي مختلفي بروز مي كند.

الف – ايجاد امكان لقاح:
گامت ها بايد با يكديگر برخورد كنند تا بتوانند تركيب شوند و سلول تخم را ايجاد نمايند. اگر چه اغلب، گامت نر – بر خلاف گامت ماده متحرك است اما معمولاً براي برخورد با هم به شرايط محيطي وابسته اند. بنابراين براي انجام لقاح شرايط مكاني و زماني خاص لازم است.
از نظر شرايط مكاني لقاح ممكن است در بيرون بدن جاندار صورت بگيرد (مانند بسياري از بي مهرگان، ماهي ها و دوزيستان) يا آن كه در داخل بدن باشد (مانند خزندگان، پرندگان، پستانداران و بسياري از گياهان) در حالت اول آن را لقاح خارجي و در صورت دوم آن را لقاح داخلي مي گويند.
از نظر شرايط زماني توليد گامت ها ونيز رها شدن آن ها به منظور تركيب با يكديگر بايد تقريباً در يك موقع و در زمان مناسب باشد تا امكان برخورد مؤثر گامت ها فراهم شود. اين زمان مناسب، در برخي جانوران مثل پستانداران و پرندگان دوره ي جنسي نام دارد.

 

ب - ايجاد امكان رشد تخم تا ايجاد نوزاد :
براي آنكه توليد مثل موفق باشد، بايد شرايط تغذيه و حفاظت از جنين فراهم شده باشد. در جانوراني كه جنين داخلي «رحم» درون شكم ماده پرورش مي يابد. اين شرايط به بهترين صورت وجود دارد. جنين از طريق اندامي به نام «جفت» كه به وسيله «بند ناف » به جنين متصل است با خون مادر ارتباط دارد و مواد لازم را از آن دريافت مي كنند و مواد زايد را به آن مي دهد.
در جانوران تخم گذار، جنين از نظر تغذيه به اندوخته غذايي داخل تخم وابسته بوده و از نظر حفاظت با توجه به نوع جانور، به پوسته ي سخت و يا قابل انعطاف تخم متكي است.

 

توليد مثل در آدمي :
توليد مثل در انسان نيز مانند پستانداران ديگر با تشكيل سلول هاي جنسي نر و ماده و تركيب هسته هاي آنها با يكديگر و ايجاد سلول تخم صورت مي گيرد. در انسان، گامت ها توسط غدد جنسي توليد مي شوند. شما با غدد جنسي به عنوان غدد مولد هورمون هاي جنسي آشنا شديد اما آن ها، گامت نر (اسپرم) و گامت ماده (تخمك) نيز توليد مي كنند.
بيضه ها يك جفت غده هستند كه در زير شكل و خارج از آن قرار دارند. اين غدد شامل لوله هاي نازك و پرپيچ زخمي هستند كه عمل اسپرم سازي را در دمايي كمتر از دماي معمولي بدن و بطور دائم از دوران بلوغ تا پايان عمر انجام مي دهند. البته شدت آن در سنين كهولت كاهش چشمگيري پيدا مي كند. اسپرم ها پس از ساخته شدن در مجاري پيچيده اي كنار بيضه انباشته مي شود تا مراحل نهايي رشد خود را طي كنند.

 

تخمدان ها دو عدد غده بيضي شكل هستند كه در دو طرف داخل شكم، در پايين و جلوي روده ها قرار دارند. تخمدان ها عمل تخمك سازي را از دوران بلوغ تا حدود 30 تا 40 سال انجام مي دهند. هر تخمدان داراي تعداد زيادي سلول مولد تخمك است كه اولين مراحل تبديل شدن به تخمك را در دوران جنيني طي كرده اند. معمولاً در هر ماه يكي از اين سلول ها (تخمك هاي اوليه) فعال شده و يك تخمك ساخته مي شود. اين سلول بوسيله ي لوله هايي كه تخمان را به رحم مرتبط مي كنند وارد آن مي گردند. تخمك سلول بسيار درشتي است و در انسان حدود 1/0 ميلي متر قطر دارد.

بحث كنيد
اين كه توليد مثل ويژگي مهم موجودات زنده است اما هيچ جانداري ،‌اگر فعاليت توليد مثلي نداشته باشد. جان خود را از دست نمي دهد. به نظر شما دليل آن چيست؟ توليد مثل چه تفاوتي با ساير ويژه گي هاي موجوات زنده دارد؟
يك جاندار حتي اگر توانايي توليد مثل داشته باشد، باز هم ممكن است سنش پايدار نماند .

چه عواملي در بقاي نسل جاندار مؤثر است؟
توليد مثل براي بقاي نسل اهميت دارد و در بقاي فرد نيز تأثيري ندارد. سالم بودن فرزندان – مناسب بودن محيط زندگي جاندار از نظر تأمين غذا و ساير نيازهاي فرزندان

يكي از اهداف توليد مثل ،‌افزايش تعداد جاندار است، آيا اين هدف به تنهايي كافي است و مي تواند نسل جاندار را حفظ كند؟ اگر شرايط محيط تغيير كند چه اتفاقي مي افتد؟ هدف مهم تري بايد در توليد مثل مورد توجه باشد؟
با تغيير شرايط محيط ممكن است شرايطي بوجود آيد كه براي بقاي افراد آن گونه مناسب نباشد. از اين رو نسل جاندار از بين مي رود. توليد مثل جنسي سبب ايجاد گوناگوني در افراد يك گونه مي شود. اين گوناگوني سبب مي شود حتي با تغيير شرايط محيط برخي افراد گونه توانايي زيستن داشته باشند و نسل جاندار را حفظ كنند. يكي ديگر از راه هاي حفظ نسل در شرايط تغيير زندگي، توليد ساختارهايي مانند دانه، پياز و غيره است كه به شرايط نامساعد مقاوم هستند.

به نظر شما كداميك از هدف هاي توليد مثل در توليد مثل غيرجنسي در كداميك در توليد مثل جنسي تأمين مي شود؟
توليد مثل جنسي سبب توليد فرزنداني كاملاً مشابه با والدين مي شود و به سرعت نسل را جاندار گسترش مي دهد ولي توليد مثل جنسي با ايجاد گوناگوني ژنتيكي در فرزندان سبب افزايش توان سازگاري و بقاي نسل جاندار مي شود.

بحث كنيد .
در لقاح خارجي ، گامت ها در محيط زندگي جاندار كه معمولاً آب است رها مي شوند. البته در لقاح داخلي نيز بايد محيط مناسب براي زنده ماندن گامت ها تا هنگام لقاح فراهم باشد.
گامت هايي كه لقاح خارجي دارند،‌بايد چه ويژگي هايي داشته باشند؟
تعداد آن ها بايد زياد باشد تا شانس اين كه تعدادي از آن ها به گامت برسند بيشتر شود.
گامت هاي نر بايد تاژك داشته باشند تا با شنا كردن در آب به گامت ماده برسند پوشش هاي حفاظتي مناسب و چسبناك داشته باشند

چرا لقاح خارجي روش مطمئني براي توليد جاندار جديد نيست؟
چون بسياري از گامتها از بين مي روند و شانس لقاح و حتي شانس رشد چنين اندك خواهد بود.

مزاياي لقاح داخلي بر لقاح خارجي چيست؟
در لقاح داخلي شانس لقاح گامت ها بيشتر است از اين رو جاندار براي يك توليد مثل موفق انرژي كمتري هدر مي دهد.

چرا حتي در لقاح داخلي تعداد گامت هاي نر بسيار بيشتر از گامت هاي ماده است؟
زيرا در در لقاح داخلي نيز تنها تعداد معدودي گامت نر توانايي رسيدن به گامت ماده و لقاح را دادند. لازم به ذكر است اين امر سبب مي شود لقاح گامت هاي معيوب كاهش پيدا كند.

فكر كنيد
گامت هاي نر و ماده در حيوانات تخم گذار و بچه زا با يكديگر متفاوتند.
چرا در بسياري از تخم گذاران ، گامت هاي ماده بسيار بزرگ تر از گامت هاي نر است؟
گامت هاي نر كوچك، زياد و متحرك هستند. ولي گامت ماده بزرگ ، كم و غيرمتحرك است. گامت ماده در حيوانات تخم گذاردرشت تر بوده و ذخاير فراوان غذايي دارد و نيز پوسته هاي حفاظتي ضخيم تري دارد.

حيوانات بچه زا چه فرمت هايي بر حيوانات تخم گذار دارند؟
مراقبت از زاده ها در حيوانات بچه زا از اطمينان بيشتري برخوردار است. در حالي كه در تخم گذاري بايد تعداد زيادي فرزند پرورش داد تا شايد يكي از آن ها به سن بلوغ و توليد مثل برسند.

سؤال ازمتن
1 – انواع روشهاي توليد مثل را نام ببريد.
توليد مثل غيرجنسي و توليد مثل جنسي

2 – نحوه توليد مثل غيرجنسي چگونه است؟
در اين روش، كار توليد مثل بوسيله يك فرد صورت مي گيرد. در اين نوع توليد مثل ، وقتي جاندار به مرحله ي معيني از رشد برسد مي تواند تكثير يابد و افراد جديدي را بوجود آورد.

3 – از راه هاي توليد مثل قطعه قطعه شدن را توضيح دهيد.
در برخي گياهان و جانوران انشعاب هاي جديد از گياه يا جانور قبلي جدا مي شود كه هر كدام از آن ها مي تواند به جاندار تازه اي مبدل شود.

4 – هاگ زايي نوعي توليد مثل ......... است كه به كمك ......... صورت مي گيرد.
غيرجنسي – هاگ

5 – گامت چيست؟
گامت يا سلول جنسي ، يك سلول ويژه براي توليد مثل است كه براي توليد جاندار جديد بايد با گامت ديگري از جنس مخالف همان نوع جاندار تركيب شود.

6 – لقاح چيست؟
تركيب سلول هاي جنسي نر و ماده را لقاح مي گويند كه حاصل آن سلول تخم است.

7 - «گل ها نر – ماده هستند» يعني چه ؟
يعني هم پرچم و هم مادگي دارند.

8 – اصطلاح گرده افشاني را تعريف كنيد.
گرده افشاني عبارت است از پراكنده شدن دانه هاي گرده به منظور قرارگرفتن روي كلاله ي مادگي.

9 – اسپرم ها مراحل نهايي رشد خود را در كجا طي مي كنند؟
در مجاري پيچيده اي كه در كنار بيضه قراردارد

10 – هر تخمدان داراي .......... سلول مولد تخمك است كه اولين مراحل تبديل شدن به تخمك را در .......... طي كرده اند.
تعداد زيادي - دوران جنيني

 

فصل 14 – آدمي و محيط زيست
منابع طبيعي
افزايش جمعيت، ميزان تقاضا را براي منابع طبيعي بالا مي برد و هر محيطي كه منشأ اين منابع است، تأثير مي گذارد. منابع طبيعي مواد خام مورد نياز انسان هاست. گروه اول بطور عمده از جانداران تشكيل شده و قابل جايگزيني است. مثل محصولات دامي،‌درختان ، نخ و پشم ، گروه دوم موادي هستند كه در صورت تمام شدن يا قابل جبران نيستند يا زمان لازم براي جايگزيني آنها به قدري طولاني است كه عملاً تجديد شدني محسوب نمي شوند. مثل : سوخت هاي فسيلي (نفت‌، گاز طبيعي،‌زغال سنگ) و معادن فلزات.
تأثير انسان بر محيط خود بسيار وسيع است. آلودگي هوا، آلودگي آب، افزايش زباله ، نابودي گياهان و جانوران و نيز تخريب لايه ي اوزون مثال هايي از نتيجه ي فعاليت هاي انسان است. كه باعث آسيب طبيعت گرديده است.

حفظ محيط زيست :

 

حفاظت محيط زيست به معني تلاش براي دستيابي به توازن ميان استفاده از منابع طبيعي و حفظ آنها براي آينده است. حفظ ذخاير زيرزميني، منابع آب، مصرف صحيح انرژي و حفاظت از گياهان و جانوران مثال هايي در اين مورد هستند.
حمايت از تنوع موجودات زنده زمين مورد توجه پژوهشگران قرار دارد. گسترش شهرها، شهرك ها وآبادي ها . زيستگاه هاي طبيعي جانداران آن مناطق را از بين مي برد. علاوه بر آن آلودگي زمين، آب ، خاك و هوا و زندگي ساير جانداران اثر مي گذارد. دود حاصل از اتومبيل ها و كارخانه ها باعث نابودي درختان مي شود و گوناگوني زيستي را تهديد مي كند.
گوناگوني زيستي جنگل ها انبوه مناطق گرمسيري كه در مناطق استوايي زمين قرار دارند. از ساير مناطق بيشتر است. دو سوم از انواع مختلف موجودات زنده در اين جنگل ها كه آن ها را جنگل هاي پر باران استوايي مي نامند. زندگي مي كنند. متأسفانه اين گوناگوني در حال حاضر در حال تهديد است. هر روز ، مناطق وسيعي از اين جنگل ها براي توسعه زمين هاي كشاورزي، چرانيدن دام ها و استفاده از چوب درختان جنگلي از بين مي رود.اگر اين جنگل زدايي با همين سرعت ادامه يابد. در 25 سال آينده، حداقل نيمي از موجودات زنده زمين منقرض مي شود،‌يعني از كره زمين محو مي گردد.

 

آلودگي هوا :
معمولاً آلودگي وقتي بوجود مي آيد كه چيزهايي كه نبايد در محيط باشد وارد آن مي شود.

 

آلودگي هوا يكي از مهمترين مسائل زيست محيطي ماست. اگر چه همواره برخي از اتفاقات طبيعي مثل آتش فشان ها باعث آلوده شدن هوا بوده اند، اما در گذشته، طبيعت اين فرصت را داشته است كه به ترميم خرابي ها بپردازد و محيط خود را تصفيه نمايد. امروزه هم پديده هاي طبيعي مواد آلوده اي را كه در هوا رها مي شود. پخش كرده و رقيق مي كنند. گاهي نيز ان ها را به صورت هاي مختلف وارد آب يا خاك مي نمايند ولي چون قدرت تصفيه ي طبيعت محدود است. در اغلب موارد نبرد با آلودگي هاي هوا ناكام مي ماند.
ذرات گرد و غبار و دود حاصل از سوختن ناقص از سوخت هاي فسيلي اثرات مختلفي بر زندگي انسان دارند. از جمله كاهش ميزان رسيدن نورخورشيد به زمين، كاهش رشد گياهان، فرسودگي ماشين آلات و كاهش عمر و كارايي آنها و ايجاد مشكلات تنفسي

 

باران اسيدي :
همه ساله ميليون ها تن گازهاي اسيدي از نيروگاهها، وسايل نقليه و كارخانه ها توليد مي شود. اين گازها را با خود به زمين مي آورند و موجب آسيب هاي فراواني مي شوند. نابود شدن جنگل ها،‌آلوده شدن آب ها، و تخريب ساختمان ها از جمله : زيان هاي اين پديده هستند، باران اسيدي باراني است كه گازهاي اسيدي در آن حل شده اند.

 

باران هاي اسيدي ممكن است در جايي دورتر از كارخانه يا نيروگاهي كه آن را توليد كرده است ببارد، اثر اين نوع باران تدريجي است. ممكن است سالها طول بكشد تا از بين رفتن برگ هاي درختان به نابودي خود آن ها منجر مي شود و در نهايت، يك جنگل از بين برود مرگ آبزيان «رودخانه ها و درياچه ها نيز با افزايش ميزان اسيد آب بيشتر مي شود و در نهايت به نابودي همه ي گياهان و جانوران آلوده مي انجامد.

انسان و تغييردر طبيعت
زنجيره غذايي به روابط غذايي گفته مي شود كه بين يك توليد كننده و چند مصرف كننده برقرار مي شود. زنجيره هاي مختلف در ارتباط با يك ديگر شبكه ي غذايي را مي سازند. هرقدر گوناگوني در محيط طبيعي آن ها بيشتر بوده و در نتيجه ، مقدار ارتباط هاي بين جانداران بيشتر باشد. اجتماع آن ها پايدارتر است. يك اجتماع بزرگ را مي توان مانند يك شبكه بزرگ دانست.
اگر در يك شبكه بزرگ، تعدادي از تارها پاره شوند، شبكه هم پا بر جا مي مانند و از بين نمي رود. فعاليت هاي انسانها ممكن است طبيعت را تحت تأثير قراردهد. اين اثرها ممكن است مثبت يا منفي باشند. مثلاً وقتي انسان كشاورزي مي كند، بعضي از حلقه هاي زنجيره هايي غذايي را از بين مي برد و بعضي ديگر را تكثير مي كند.
مثلاً براي درست كردن زمين هاي كشاورزي، محيط هاي طبيعي شامل گياهان و جانوراني كه بطور طبيعي در آن جا زندگي مي كنند را نابود و در عوض گياهان كاشتني را در آن جا تكثير مي كنند. با ظهور گياهان كشاورزي، گروهي ديگر از مصرف كنندگان مانند پرندگان و جوندگان مثل موش و نيز حشرات، كه از بخش هايي از گياهان كاشتني تغذيه مي كنند تكثير پيدا مي كنند. انسان سعي مي كند اين جانوران را كه از نظر غذايي رقيب او هستند، از بين ببرد و براي اين منظور از سموم و حشره كش ها استفاده مي كند.
سموم به دلايل مختلفي استفاده مي شوند. مثلاً براي نابود كردن پشه هايي كه در مناطق گرمسيري بيماري مالاريا را به انسان منتقل مي كنند، از سموم حشره كش استفاده مي شود.
به هر حال زندگي انسانها بر زندگي ساير جانداران اثر مي كند. پژوهش ها نشان داده است كه انسان در بعضي موارد از توازن هاي ظريفي را كه در طبيعت وجود دارد به هم زده است. به هم خوردن تعادل و توازن اين شبكه ي زندگي همه را به خطر مي اندازد و آن را با مشكل روبه رو مي كند.
اثر انسان بر محيط زيست بسيار بيشتر از اثر مجموع همه ي جانداران ساكن زمين است. مثلآً سرازير شدن نفت از نفت كش هاي آسيب ديده ،‌همه ساله موجب مرگ ميليون ها جانور دريازي و نيز جانوراني كه از آنها تغذيه مي كنند مي شود. سوختن نفت و مشتقات آن باعث،‌آزاد شدن ميليون ها تن كربن دي اكسيد در هر سال مي شود.

 

از جمله نمونه هايي كه از اثرهاي منفي انسان بر محيط زيست كشورمان وجود دارد. مي توان به آلودگي درياي خزر، آلودگي آب هاي بعضي از رودها ، آلودگي شهرهاي بزرگ و قطع بي حساب درختان جنگل ها اشاره كرد.

 

 

سؤال
1 – منظور از منابع طبيعي چيست و بر چند نوع است؟
منابع طبيعي،مواد خام مورد نياز انسانها است و به دو صورت تجديد نشدني در طبيعت وجود دارد.

2 – منظور از حفاظت محيط زيست چيست؟
تلاش براي دستيابي به توازن ميان استفاده از منابع طبيعي و حفظ آنها براي آينده

3 – منظور از باران اسيدي چيست؟
باران اسيدي باراني است كه گازهاي اسيدي در آن حل شده اند.

4 – گازهاي اسيدي چگونه توليد مي شوند؟
اين گازها ناشي از فعاليت روزانه نيروگاههاي،‌وسايل نقليه و كارخانه ها هستند.

5 – منظور از زنجيره ي غذايي چيست؟
زنجيره غذايي به روابط غذايي گفته مي شود كه بين يك توليد كننده و چند مصرف كننده برقرار مي شود.

6 – توضيح دهيد سوختن نفت و مشتقات آن چه اثري مي تواند بر ميزان آب اقيانوسها داشته باشد؟
سوختن نفت و مشتقات آن باعث آزاد شدن ميليون ها تن كربن دي اكسيد در هر سال مي شود. اين كربن دي اكسيد اضافي هواي كره ي زمين را گرم تر مي كند كه باعث ذوب يخ هاي قطبي و افزايش ميزان آب اقيانوس ها مي شود.