تحقیق درباره ترکیبات بتن

به فرآيند تعيين ويژگيهاي ضروري و شاخص تركيبات بتن طراحي تركيبات مي گويند. اين ويژگي ها شامل موارد ذيل مي باشد:

1- ويژگي ها (خواص،ظرفيت) بتن تازه.

2- ويژگيهاي مكانيكي بتن سفت شده از جمله استحكام و مقاومت.

3- گنجايش ، دفع سازي و محدوديتهايش در برابر تركيبات خاص.

طراحي تركيبات ما را با خصوصيات بتن آشنا مي سازد. تناسب تركيبات بتن فرآيندي است كه در آن مقدار لازم تركيبات بتن و مقدار ظرفيت خاص هر ماده، به منظور دست يابي به ويژگيهاي خاص بتن، مورد ارزيابي قرار مي گيرد. در يك تناسب صحيح تركيب بتن ويژگيهاي زير بايستي وجود داشته باشد:

1- قابل قبول بودن كارايي بتن تازه مخلوط شده

2- استحكام، مقاومت و ظاهر يك شكل بتن سفت شده

3- ميزان هزينه مصرفي

دانستن اصول اوليه و پايه طراحي تركيبات همانند محاسبات تناسب و ترکیب مواد اهمیت و ضرورت دارد. در ساخت بتن تنها با انتخاب مواد مناسب و آشنایی با ویژگیهای ترکیب مواد است که می توان به خصوصیات بالا دست یافت.

انتخاب ویژگیهای ترکیب بتن:

قبل از اینکه تناسب بندی ترکیب بتن انجام شود بایستی ویژگیهای این ترکیب را بر اساس موارد زیر مد نظر قرار داد.

1- هدف استفاده از بتن

2- شرایط جوی آب و هوایی

3- اندازه و شکل اجرایی ساختمان

4- ویژگیهای فیزیکی بتن (از جمله مقاومت و استحکام).

ویژگیهای بتن باید با نیازهای ساختاری ساختمان هم خوانی داشته باشد بعنوان مثال مقاومت در برابر کلرید نمونه ای است که در هر ساختار ماغیر و گوناگون است و باید بر اساس روشهای آزمایشی مورد ارزیابی قرار گیرد.

زمانی که ویژگیهای ترکیب را انتخاب کردید می توانید بر اساس اطلاعات آزمایشگاهی و یا میدانی به نسبت بندی میران مواد ترکیبی بپردازید. از آنجا که بدست آوردن بتنی محکم و مطلوب در وهله اول به کیفیت خمیر سیمانی شما بستگی دارد, اولین قدم در تعیین تناسب ترکیبات بتن انتخاب مناسب و دقیق میزان آب و سیمان به منظور استحکام و مقاومت بتن می باشد. تا آنجائیکه می توانید از اجزاء کم و ساده استفاده کنید, زیرا کنترل عناصر و اجزاء بیش از اندازه زیاد شما را در ساختن بتن دچار مشکل می کند. با این وجود تکنولوژیستهای بتن باید از تکنولوژی مدرن در بتن سازی بهره ببرند.

نسبت مواد تشکیل دهنده سیمان و آب و رابطه آن با استحکام و مقاومت

مقاومت (کمپرسیو و یا منعطف) از مهمترین خصوصیات جهانی در کیفیت بتن به شمار می رود. هر چند که مقاومت ویژگی مهمی به شمار می رود , اما دیگر خصوصیات از جمله پایداری, نشست پذیری و مقاومت در برابر فرسایش از دیگر مواردی است که هم پای مقاومت و در برخی موارد علی الخصوص در زمان طراحی چرخه زندگی بنا از اهمیت بیشتری برخوردار می شود.

با در نظر گرفتن محدوده ای نرمال و معمولی برای استحکام بتن, استحکام کمپرسیو رابطه معکوس با مقدار آب و سیمان و نشست مواد تشکیل دهنده سیمان و آب دارد.

به منظور ساخت بتن فشرده با مواد سالم و تمیز برای بدست آوردن استحکام و دیگر ویژگیهای مطلوب تحت همان شرایطی که قرار است بتن مورد استفاده قرار گیرد, بایستی در ترکیب آب در هر واحد سیمان و مواد تشکیل دهنده سیمان دقت لازم را به کار برد.

استحکام خمیر سیمان در بتن بستگی به کیفیت و کمیت اجزای اجزاء خمیر ساختمانی و عکس العمل هیدراسیون و پیشرفت آن دارد. هر چقدر که زمان بگذرد بتن سفت تر و سخت تر می گردد و چه بهتر که در این گذر زمان رطوبت و دمای مطلوب نیز وجود داشته باشد. بنابراین در هر مرحله از ساخت بتن استحکام و مقاومت آن به مقدار موجودی آب و سیمان و همچنین هیدراته شدن این مواد بستگی دارد. ترمیم و بهبود بخشیدن سریع و کامل به وضع بتن نیز باسد مورد توجه قرار گیرد.

تفاوت در استحکام و مقاومت بتن با یک نسبت ثابت از مواد تشکیل دهنده سیمان و آب به دلایل زیر بوجود می آید:

1- ایجاد تغییراتی در اندازه ذرات تشکیل دهنده سیمان, درجه بندی, شالوده سطحی, فرم, استحکام و سختی

2- ایجاد تفاوت در انواع و منابع مواد تشکیل دهنده سیمان

3- مقدار هواکشی

4- وجود ترکیب

5- مدت زمان بهبودی و ترمیم

استحکام و مقاومت بتن

مقاومت فشاری در 28 روز مقاومتی است که انتظار می رود هم اندازه و یا بیشتر از میانگین سه مجموعه از آزمایشات متناوب مقاومت باشد.ACI318 حداقل رقم لازم برای مقاومت فشاری را 17.5MPa می داند. هیچ آزمایشی به تنهایی نمی تواند بیشتر از 3.5MPa و یا کمتر از مقاومت مشخص شده باشد. نمونه گیری هایی که از بتن می شود را باید تحت شرایط آزمایشی برای هر طبقه خاص از بتن (318ACI) مرمت و تعمیر کرد. با این وجود برخی از ویژگی ها و خصوصیات اعداد و ارقام دیگر را نیز در این محدوده قرار می دهند.

میانگین مقاومت باید برابر با مقاومت شاخص باشد همچنین باید جایی خالی برای احتمالات و تغییرات مواد, تنوع در ترکیب مواد, تنوع در ساخت مواد, حمل ونقل, مکانهایی که بتن را در آنجا می گذارند, مرمت و تعمیر و ارزیابی سیلندرهای بتن داشته باشد. میانگین مقاومت که از مقاومت فشاری بزرگتر است را مقاومت بحرانی می نامند.

این همان مقاومتی است که در طراحی موارد ترکیبات لازم است. مواد لازم مقاومت بحرانی را با جزئیات تحت عنوان نسبت بندی در همین بخش آورده ایم. جداول 1-9 و 2-9 نمایانگر میزان استقامت لازم در شرایط مختلف آب و هوایی است. در برخی از پروژه های آسفالت سازی به جای مقاومت فشاری از مقاومت کششی استفاده می کنند. با این وجود به دلیل متغیر بودن مقاومت کششی از استفاده آن اجتناب می کنند. به منظور کسب اطلاعات بیشتر در مورد مقاومت فشاری به فصل 1 تحت عنوان مقاومت و فصل 16 تحت عنوان شاخصه های مقاومت مراجعه کنید.

نسبت مواد تشکیل دهنده سیمان و آب نسبت مواد تشکیل دهنده سیمان و آب همان حجم تقسیم بر حجم مواد تشکیل دهنده سیمان (سیمان پرتلند, سیمان مخلوط, خاکستر, تفاله, فوم سیلیکا و پوزولان های طبیعی می باشد.

نسبت مواد تشکیل دهنده سیمان و آب که برای طراحی ترکیبات انتخاب می شود باید پایین ترین تراز لازم را به نسبت شرایط جوی داشته باشد . جداول 2-9 و 1-9 نشان دهنده شرایط مختلف جوی می باشند. زمانیکه پایداری تحت کنترل نیست نسبت مواد تشکیل دهنده سیمان و آب و نسبت مواد ترکیبی برای مقاومت مورد نیاز را بر اساس اطلاعات کافی میدانی و ترکیبات آزمایشی به منظور تعیین رابطه بین سنت و مقاومت پایه گذاری کرد.

برای انتخاب نسبت مواد تشکیل دهنده سیمان و آب با در نظر گرفتن میانگین مقاومت (بحرانی) و انتخاب مواد ترکیبی آزمایشی زمانی که هیچ داده ای در دست ندارید می توانید از تصویر 2-9 و جدول 3-9 استفاده کنید. در طراحی مواد ترکیبی نسبت آب به مواد تشکیل دهنده سیمان با نسبت آب به سیمان مشابه است و به جای هم به کار می رود. با این وجود چند ویژگی آن دو را از یکدیگر متمایز می سازد. نظر رایج این است که نسبت آب سیمان همان نسبت آب به سیمان پرتلند و یا سیمان ترکیبی از چند ماده است.

اجزای تشکیل دهنده بتن چه چیزهایی است

دو ویژگی اعضای تشکیل دهنده بتن نقش عمده ای در تناسب مواد ترکیبی بتن ایفا می کنند. زیرا آنها بر کارکرد بتن تازه تأثیر می گذارند. این ویژگی ها عبارتند از:

1- درجه بندی (اندازه و توزیع ذرات)

2- ماهیت ذرات (فرم, پر منفذی و بافت سطحی)

درجه بندی نقش مهمی در ساخت مواد ترکیبی با صرفه ایفا می کند. بدین خاطر که بر میزان یتن مصرفی که توسط آب و مواد تشکیل دهنده سیمان ساخته می شود, تأثیر می گذارد.

ذرات دانه درشت را باید به اندازه ای در آورد که بر کارایی آنها لطمه وارد نکند. حداکثر اندازه ای که باید مورد استفاده قرار بگیرد بستگی به عواملی چون اندازه و شکل اجزای بتن , مقدار و نوع توزیع اجزادی که باعث محکم شدن بتن می شوند, و پهنای ورقه های بتنی دارد. درجه بندی همچنین باعث ایجاد کارایی و کارآمدی بهتر بتن می شود. بعضی اوقات ذراتی با اندازه های متوسط در حدود 9.5mm در اجزای تشکیل دهنده بتن یافت نمی شود. فقدان این نوع ذرات در بتن باعث ایجاد خاصیت آبرفتگی, نیاز بالا به آب و نبود کار آمدی و کارایی در بتن می شود. فقدان این ذرات همچنین بر پایداری بتن تأثیر گذار است برای بدست آوردن درجه بندی دلخواه اجزا تشکیل دهنده بتن راهکارهای متفاوتی وجود دارد.

حداکثر اندازه ذرات درشت بتن نباید از کوچکترین ابعاد قالب فراتر رفته همچنین نباید از فضای خالی بین نرده حائل و سیم مسلح, گره های میله ای و یا مجراها و لوله ها فراتر رود, همچنین اندازه ذرات را باید به 4/3 فضای خالی بین قالب و بتن مسلح محدود کرد.

در ورقه های غیر مسلح که بر روی زمین کار گذاشته می شوند, حداکثر اندازه آن نباید از 3/1 قطر ورقه فراتر رود. از اندازه های کوچک به منظور دسترسی و صرفه جویی بهتر و بیشتر استفاده می کنند. مقدار آب مورد نیاز در ساخت یک حجم آب از بتن در حال رکود بستگی به شکل و حداکثر اندازه و میزان مواد و ذرات درشت آن دارد. ذرات بزرگتر به آب کمتری نیاز دارند. و در نتیجه میزان نیاز به سیمان را نیز کاهش می دهند. ذرات و اجزای گرد و دایره شکل نسبت به ذرات زاویه دار به آب کمتری نیاز دارند. حداکثر اندازه ذرات درشت مورد نیاز در ساخت بتنی با حداکثر مقاومت با مقدار سیمان مشخص بستگی به منشا و منبع, شکل و فرم و درجه ذرات دارد.

به منظور ساخت بتنی با مقاومت کمپرسیو بالا (بیشتر از 70MPa و یا 10000psi) حداکثر اندازه ذرات باید در حدود19mm باشد. با استفاده بیشتر از ذراتی که سنگ شکسته شده تشکیل شده اند نسبت به ذرات گرد تشکیل شده از شن وماسه , می توان به مقاومت بیشتری دست یافت.

مطلوبترین نوع درجه بندی اجزاء تشکیل دهنده سیمان بستگی به نوع کارکردن, مقدار خمیر حاصل شده از ترکیب و اندازه ذرات درشت می باشد. در ترکیبات فقیر از ذرات نرم و ریز برای کارایی بهتر و در ترکیبات غنی از ذرات درشت برای صرفه جویی بیشتر استفاده کنید.

در برخی از مناطق جهش های شیمیایی کلر در ذرات مانع عبور بتن از مرزهایی می شود که بوسیله ACI318 بوجود آمده است. اگرچه همه کلرها و یا برخی از آنها در ذرات ممکن است که در خوردگی میله مسلح نقش نداشته باشند. بنابراین در نظر گرفته نمی شوند. ASTMPS118 ( که در طراحی جدید ASTMC1500خوانده می شود) سوکسهلت(soxhelt) در آزمایشی به منظور ارزیابی نقش کلرید در ذرات آنها را از ترکیبات بتن خارج کرده استو شما همچنین می توانید از راهنمایی های ACI222.1 استفاده کنید.

با استفاده از جدول 4-9 و 3-9 می توانید حجم کل ذرات درشت را تعیین کنید. این حجم کل بر اساس ذراتی است که در شرایط خشک همانگونه که در (AASHTOT19)ASTMC29 توضیح داده شده است. این حجم ها بر اساس روابط تجربی که در ساخت بتن با کارایی بالا که مناسب ساخت بتن مسلح باشد انتخاب شده است. برای بتن هایی با کارایی کمتر همچون بتن های مورد نیاز در پروژه های آسفالت سازی, این حجم را به 10% افزایش می دهند. به منظور ساخت بتن هایی با کارایی بهتر و بیشتر در پروژه هایی که در آن از تلمبه استفاده می شود حجم را تا 10% ماهش می دهمد.

مقدار هوای لازم:

هواکشی در تمام بتن ها استفاده می شود زیرا بت با یخ زدگی وآب شدگی و از بین رفتن مواد شیمیایی که در کارآمدی بتن نقش دارند, سروکار دارد.

 تحقیق درباره كاربردمواد نانو ساختار در صنعت ساختمان

هدف نهايي از بررسي مواددر مقياس نانو ، يافتن طبقه جديدي از مصالح ساختماني با عملكرد بالا مي باشد ، كه آنها رامي توان به عنوان مصالحي با عملكردبالا و چند منظوره اطلاق نمود

موادنانو (Nanoparticular) به موادي گفته مي شود كهحداقل يكي ازابعاد آن (طول , عرض , ضخامت ) زير 100nm باشد . مواد نانو ساختار باتوجه به رفتارهاي بارزي كه ازخود نشان داده اند مورد توجه بخش صنعت و دانشگاه در دهه هاي اخير قرار گرفته اند . در اين ميان صنعت ساختمانبا توجه به نيازهاي خود چه از نظراستحكام , مقاومت و دوام و نيز كارايي بالا از استفاده كنندگان مهممواد نانوساختار (Nanostructure Materials ) به شمار مي رود

تاریخچه

مواد نانو به عنوان موادي كه حداقل يكي از ابعاد آن (طول ، عرض ، ضخامت ) زير 100nmباشد تعريف شده اند ،يك نانومتر يك هزارم ميكرون يا حدود 100000 برابر كوچكتر از موي انساناست . به طوركلي ،در يك تقسيم بندي عمومي ، محصولات نانومواد را مي توان به صورت هاي زير بيان كرد : · فيلم هاينانو لايه ( Nano Layer Thin Films ) براي كاربردهاي عمدتاًالكترونيكي · نانوپوششهاي حفاظتي (Nano Coating ) براي افزايش مقاومت در برابرخوردگي ، حفاظتدر مقابل عوامل مخرب محيطي · نانو ذرات به عنوان پيش سازنده (Precursor) يا اصلاح ساز (Modifier) پديده هاي شيميايي و فيزيكي· نانو لوله ها (Nanotubes) منظوراز يك ماده نانو ساختار يا واضح تر يك بدنه نانو ساختار ( Nanostructured Solid ) جامدي است كه در آن انتظام اتمي ،اندازه كريستالهاي تشكيل دهنده و تركيب شيميايي در سراسربدنه در مقياس چند نانو متري گسترده شده باشد .

خواص فيزيكي و شيميايي مواد نانو (در شكل وفرمهاي متعددي كه وجوددارند ازجمله ذرات ، الياف ، گلوله و . . . ) در مقايسه با مواد ميكروسكوپيتفاوت اساسي دارند . تغييرات اصولي كه وجود دارد نه تنهااز نظر كوچكي اندازه بلكه از نظر خواص جديد آنها در سطحمقياس نانو مي باشد .

هدف نهايي از بررسي مواد در مقياسنانو، يافتن طبقه جديدي از مصالح ساختماني با عملكرد بالامي باشد ، كه آنها را مي توان به عنوان مصالحي با عملكردبالا و چند منظوره اطلاق نمود . منظور از عملكرد چندمنظوره ، ظهور خواصي جديد و متفاوت نسبت به خواص مواد معمولي مي باشدبه گونه اي كه مصالح بتوانند كاربردهاي گوناگوني را ارائهنمايند

مواد نانو كمپوزيت چیست :

مواد نانو كمپوزيت برپايه پليمر (ماتريس پليمري ) اولين بار در سالهاي 70 معرفي شده اندكهاز تكنولوژيسول- ژل(Sol-Gel) جهت انتشار (Disperse) دادن ذرات نانو كانيدرون ماتريس پليمر استفاده شده است .

هرچند تحقيقات انجام شده در دو دهه گذشتهبراي توسعه تجاري اين مواد توسط شركت تويوتا در ژاپن دراواخر سالهاي 80 صورت گرفته است، ولي رشته نانو كمپوزيتپليمر هنوز در مرحله جنيني و در آغاز راه مي باشد .

دراين شرايط نانوآلومينا ، بهترين ساختار نانوئي است كه افق جديدي را در صنعت سراميك نويد مي دهد . زيرا كاربرد اين مواد پديده اي است كه از نظر مكانيكي ،الكتريكي وخواص حرارتي به طور مناسب داراي تعادل بوده ودر رشته هاي مختلف كاربرد دارد . ازجمله مي توان به چندنمونه اشاره كرد : · تكنولوژي نانو فلز آرتونايد كه اخيراً بهطور تجاري ، الياف نانويي آلومينا ، انقلابي در رشته سراميك بوجودآورده است . · ذرات نانويي غيرفلز مانند : نانو سيليكا ، و مواد ديگر اصلاح كننده سراميك ها مي باشد .

بتن با عملكرد بالا (HPC)  چیست:

يكي از چالشهايي كه در رشته مصالح ساختماني بوجود آمده است ، بتن با عملكرد بالا(HPC ) مي باشد . اين نوعبتن مقاوم از نوع مصالح كامپوزيت بوده و از نظر دوام جزومصالح كامپوزيت و چند فازي مركب و پيچيده مي باشد . خواص ،رفتار و عملكرد بتن بستگي به نانو ساختار ماده زمينه بتن وسيماني دارد كه چسبندگي ، پيوستگي و يكپارچگي را بوجود مي آورد .

بنابراين ، مطالعات بتن و خمير سيمان در مقياسنانو براي توسعه مصالح ساختماني جديد و كاربرد آنها بسيارحائز اهميت مي باشد . روش معمولي براي توسعه بتن باعملكردبالا اغلب شامل پارامترهاي مختلفي از جمله طرح اختلاط بتن معمولي و بتنمسلح با انواع مختلف الياف مي باشد . در مورد بتن به طورخاص ، علاوه بر عملكرد با دوام و خواص مكانيكي بهتر ، بتنبا عملكرد بالاي چند منظوره (MHPC) خواص اضافه ديگري را دارا مي باشد ، از جملهمي توان به خاصيت الكترو مغناطيسي ، و قابليت به كار گيريدر سازه هاي اتمي (محافظت از تشعشعات ) و افزايش موثر بودن آن در حفظ انرژي ساختمانها و ... را نام برد .

نانو سيليس آمورف چیست :

در صنعت بتن ، سيليس يكي از معروفترين موادياست كه نقش مهمي درچسبندگي و پر كنندگي بتن با عملكردبالا (HPC) ايفا ميكند .

محصول معمولي همانسليكيافيوم يا ميكرو سيليكا مي باشد كه داراي قطري در حدود 1/0 تا 1ميلي متر مي باشد و داراي اكسيد سيليس حدود 90% مي باشد . مي توان گفتكه ميكروسيليكا محصولي است كه در محدوده بالاي اشل اندازهنانو متر جهت افزايش عملكردكامپوزيت مواد سيماني به كاربرده مي شود .

محصول نانو سيليس متشكل از ذراتي هستند كه داراي شكل گلوله اي بوده و با قطر كمتر از 100nmيا بصورت ذرات خشك پودر يا بصورت معلق در مايع محلول قابل انتشار مي باشند ، كه مايع آنمعمول تريننوع محلول نانو سيليس مي باشد ، اين نوع محلولدر آزمايشات مشخص در بتن خودتراكم(SCC) به كار گرفته شده است . نانوسيليس معلق كاربردهاي چندمنظوره از خود نشان مي دهدمانند :

· خاصيت ضد سايش

· ضد لغزش

· ضد حريق

· ضد انعكاس سطوح

آزمايشات نشان داده اند كه واكنش مواد نانوسيليس (Colloidal Silica ) باهيدرواكسيد كلسيم در مقايسه با ميكروسيليكا بسيار سريع تر انجام گرفته و مقداربسيار كم اينمواد همان تاثير پوزالاني مقدار بسيار بالاي ميكرو سيليكا را در سنين اوليه دارا مي باشد .

تمام كارهاي انجام يافته بر روي كاربرد موادنانو سيليس كلوئيدي (Colloidal Nano Silica ) در بخش اصلاح خواصريولوژي ، كار پذيري ومكانيكي خمير سيمان بوده است . آنچهكه در اينجا مطرح است نتايج اوليه محصولات نانوسيليس باقطري در محدوده 5 تا 100 نانومتر مي باشد .

نانو لوله ها : (NANOTUBES) چیست و چه کاربردی دارد

همان گونه كه در مقدمه مقاله مطرح شد معمولاً الياف براي مسلح كردن و اصلاح عملكرد مكانيكي بتن بكاربرده ميشوند . امروزه از الياف فلزي ، شيشه اي ، پليپروپلين ، كربن و . . . در بتن برايمسلح كردن استفاده ميشود و ليكن تحقيقات روي بتن مسلح شده توسط نانو لوله كربني (Carbon Nanotubes ) انتشار نيافتهاست تا بتوان از نتايج آن براي مسلح كردن بوسيله نانو لولهها استفاده كرد .

نانو لولهكربني توسطLIJIMAدرسال 1991 كشف شده است و كارهاي بسياري برروي ساختار نانو در بخش فيزيك كوانتوم انجام يافته استبطوري كه تحقيقات نوين بر روي تكنولوژي و مهندسي نانو در سطح جهانينقش اساسي و اصلي بازي مي كند . كربن 60 و نانو لوله هاي نوين دارايساختاري هستندكه آنها را از فولاد قوي تر و بسيار سبك ميكند بطوريكه مي توانند خميدگي و كشش رابدون شكستن تحملنمايند و در آينده جايگزين الياف كربن خواهند شد كه در كامپوزيت هابه كار برده مي شوند .

نانو لوله ها با توجه به تحقيقات انجام شده در مركزتحقيقات بتن( وابسته به موسسه ACI شاخه ايران ) ، داراي مقاومت كششي بيش از هرنوع الياف بتني شناخته شده مي باشند و نيز نانو لوله هاخواص ويژه قابل ملاحظه حرارتي والكتريكي از خود نشان ميدهند ، بطوريكه هادي بودن حرارت آنها بيش از دو برابرالماس و هادي بودن الكتريكي آنها در حدود 1000 برابر فلز مس ميباشد .

نانولوله ها طبقهجديدي از محصولات مي باشند كه انقلابي جديد در زمينه مصالحو موادپيشرفته را بوجود آورده اند . يك نسل جديد از نانوكامپوزيت هاي چند منظوره ميتوانند به عنوان نانو لوله هايكربني در نقش الياف مسلح كننده مناسب آن مواد مورداستفادهقرار گيرند . بنابراين نانو لوله هاي كربني از اجزاي كليدي بدست آوردنحدفاصلي ذكر شده در فوق به عنوان مصالح ساختماني باعملكرد بالاي چند منظوره , بازي ميكنند .

 تحقیق درباره ميكروسيليكا چيست؟ سيمان يا ماده‌اي افزودني؟

جواب: ميكروسيليكا، نام ديگر بخار سيليكاست. در زمينه صنعت بتون گروهي معتقدند كه ميكروسيليكا جامع‌تر از بخار سيليكاست. محصول توليد شده، از كوره‌هاي الكتريكي توليد كننده فروسيليكون و يا فلز سيليكون بدست مي‌آيد. به همين دليل است كه ميكروسيليكا ناميده مي‌شود. ميكروسيليكا جهت فروش به بازار عرضه مي‌شود و به صورت پودري خيلي نرم مي‌باشد ميكروسيليكا داراي خواص زير مي‌باشد:

- كاهش جداسازي و هواگيري در بتون تازه

- افزايش جامع، كششي و قدرت خمشي در دوره مراقبت

- جايگزيني بيش از 35 درصد opc در يك مخلوط

- كاهش ورود آب زيان آور شيميايي

- كاهش نفوذ گازها و بنابراين كاهش كربناسيون

- بهبود مقاومت در سيكلهاي يخ زدن و آب شدن يخ

- افزايش مقاومت سايشي

- كاهش خطر قليائي شدن و يا سيليكاتي شدن

- افزايش كارايي، اسلامپ هم تراز

- كاهش تشكيل باندهاي شيشه‌اي در هنگام كار بروشات كربني

 مقاوم حرارت

دماي بالا: ميكروسيليكا در واكنش با آلومينا تشكيل فولايت مي‌دهد كه كارايي آن تا ° c 1700 افزايش مي‌يابد.

گرما: افزايش قدرت بدون ايجاد آلودگي

جريان: كاهش نياز به آب در هنگام كار در محل

چگالي( تراكم) قالب‌ريزي: پركردن خلل و فرج براي نفوذ‌پذيري كمتر قدرت بالا و انتقال حرارت

 ميكروسيليكا چیست

ميكروسيليكا( پودر سيليكا) از دودة كوره بازيافت مي‌شود فيلترهاي سيستم تميز كننده دوده، گرد و غبار را از كوره مي‌گيرد و هواي تميز را عبور مي‌دهد. از ميكروسيليكا عمدتاَ جهت اضافه كردن به بتون استفاده مي‌شود مانع نفوذ كلريد به بتون مي‌شود بنابراين ميل گردها را از خوردگي زودرس حفظ مي‌كند. افزودن ميكروسيليكا به سيمان جهت افزايش مقاومت در برابر سائيدگي مي‌شود و تراكم خمش و كشش را افزايش ميدهد ميكروسليكا مواد ما كاربردهاي جديدي در صنايع مختلف پيدا مي‌كند.

خواص ميكروسيليكا چیست:

ميكروسيليكا مانع نفوذ كلريد به بتون مي‌شود و بنابراين ميل‌گردها را در برابر سايش زودرس حفظ مي‌كند. مخلوط ميكروسيليكا و بتون براي ساختمان‌هاي زير آبي و پلها مناسب‌اند معمولاَ سيمان پرتلند در اثر تركيب با ميكروسيليكا درمقابل سولفاتها مقاومت مي‌كند( مشابه سيمانهاي ضد سولفات) ميكروسيليكا نفوذ‌پذيري بتون را كاهش داده و باعث افزايش استحكام آن مي‌شود. افزايش ميكروسيليكا به سيمان سبب مقاومت در برابر سائيدگي مي‌شود. و سبب افزايش تراكم، مقاومت خمش و كشش مي‌شود.

افزايش مقاومت سيمان با ميكروسيليكا

ميكروسليكا ماده افزودني به بتون است كه سبب استحكام بتون و افزايش مقاومت بتون در برابر گرما و رطوبت مي‌شود.

مقايسه خوردگي بتون ايپانكس با بتون ميكروسيليكا

موضوع آزمايش: اين برنامه تحقيق خوردگي بتون ايپانكس و ميكروسيليكا توسط ديپا براي ارزيابي و مقايسه هر دو افزودني در مخلوطهاي بتوني مشابه به عنوان سيستم‌هاي محافظت كننده از خوردگي بود.

مراحل آزمايش: شامل خوردگي، آزمايش خوردگي، روي نمونه‌اي بود كه توسط انجمن فدرال شاهراهاي آمريكا براي ارزيابي خوردگي ميل‌‌‌‌‌‌گرد معمولي سياه در بتون استفاده شده بود.

توضيح آزمايش: قطعات بتون با طرحهاي مشابه و استفاده خرده سنگهاي مشابه سيمان و آب تحت شرايط كنترل شده ساخته مي‌شوند.

قطعات در سايزهاي مختلفهستند و نمودار (1) محلول نمك‌ طعام به مدت چهار روز پي‌درپي درون قطعات ريخته مي‌شود و بعد از چهار روز محلول را خالي كرده و قطعات را شسته و براي سه روز در دماي˚F 100 نگهداري مي‌شوند اين سيكل پركردن با آب نمك و خشك كردن در دماي ˚F 100 طي 48 هفته ادامه مي‌يابد.

مراحل آزمايش: دالهاي بتوني توسط طرحهاي مختلف كه در زير بيان شده قالب‌ريزي شده‌اند بلافاصله بعد از قالب‌ريزي دالهاي بتوني در بسته‌هاي پلاستيكي به مدت سه روز نگهداري شده و مدت 25 روز در دماي ˚F 80- 60 در معرض هوا قرار مي‌گيرند. روي كناره‌هاي دالها و انتهاي ميل‌‌‌‌‌گردها دو لايه پوششي اپوكسي زده مي‌شود و سرهاي ساخته‌شده در دور تا دور دالهاي بتوني آب نمك را نگهداري مي‌كند. سطح بالايي دالهاي بتوني سندپلاست مي‌شوند ميل‌گردهاي بالايي به يك سر مقاومت 10اهمي با سيم مسي وصل شده و ميل‌گردهاي پائيني به سر ديگر آن وصل مي‌شوند. خوردگي بين ميل‌گردهاي بالايي( آندها) و ميل‌گردههاي پائيني( كاتدها) قابل اندازه‌گيري است. اختلاف پتانسيل ميل‌گردهاي بالايي براي تعيين ميزان خوردگي ميل‌گردها اندازه‌گيري مي‌شود. همه اندازه‌گيريهاي الكتريكي هفته‌اي يكبار طي 48 هفته انجام مي‌شود.

نتيجه آزمايش: جريانات خوردگي( نمودار2) سولفات مس، قدرت باطري( نمودار 3) محتويات يون‌‌كلرايد ( نمودار 4) در نمودارهاي زير نشان داده شده است. نمودارهاي ميله‌اي عمودي در شكل(2) ميزان خوردگي را بر حسب ميكروآمپر در بازه‌هاي زماني 4هفته‌اي در مدت 48 هفته آزمايش نشان مي‌دهد. جريانات ضعيف برق مشاهده شده حاكي از عدم وجود خوردگي ميل‌گردها و بتون ايپانسكي و ميكروسيليكات مي‌باشد.

نمودارهاي ميله‌اي عمودي شكل 3 جريان ورودي برق را در بازه زماني 4 هفته‌اي در هفته‌هاي 24تا 48 يعني نصف زمان مقدر نشان مي‌دهد. اطلاعات اوليه به دليل اينكه باطريهاي سولفات مس دردسترس نبودند نشان داده نشد. ولتاژ الكتريكي براي مشخص كردن ميزان خوردگي ميل‌گردها انجام شد.

مشخصات بارز عددي ولتاژ:

- اگر ولتاژ بزرگتراز 2/0- باشد، 90 درصد احتمال اينكه ميل‌گردها در زمان اندازه‌گيري خرده نشوند وجود دارد.

- اگر ولتاژ بين 35/0- و2/0- باشد فعاليت خوردگي غير قطعي است.

- اگر ولتاژ كمتر از 35/0- باشد بيش از 90 درصد احتمال خوردگي ميل‌گردها در طول اندازه‌گيري وجود دارد.

نمودارهاي ميله‌اي عمودي شكل 4 ميزان يون كلرايد را به صورت درصدي بعد از 48 هفته آب دادن و خشك كردن نشان مي‌دهد. نمونه‌هاي بتوني به صورت افقي( همانند ميل‌گردها) در عمق مشخص شده قرار داده مي‌شوند. اطلاعات مشخص شده ميانگين از حداقل سه بررسي را نشان مي‌هد.

ميزان كلرايد يون پائين‌‌‌تر از حد مورد قبول از آغاز خوردگي است. در انتهاي آزمايش ميل‌گردها از والهاي بتوني برداشته شده تحت بازرسي قرار گرفته‌اند. هيچ خوردگي برروي ميل‌گردها قابل مشاهده نبوده.

خلاصه: بتونهاي ايپانسكي و ميكروسيليكات به مدت 48 هفته مورد مقايسه قرار گرفتند. ميكروسيليكات، تراكم گاز( دود) سيليكا و يا گاز سيليكا از طريق صنعت فلز سيليكون و يا آلياژ فروسيليكون توليد مي‌شود.

ميكروسيليكا متشكل از ذرات كروي شكلي از دي‌اكسيدسيليكون و حدوداَ بين 100-50 بار كوچكتر از ذرات سيمان مي‌باشد و از تركيب با سيمان پرتلند بسيار پوزولونيك مي‌باشد در طي مراحل هيدراسيون سيمان مازاد هيدروكسيدكلسيم وجود دارد. ميكروسيليكايي اضافه شده

(Sio2) با مازاد هيدروكسيدكلسيم واكنش نشان مي‌دهد و اين سبب توليد مقدار زيادي از سيليكات كلسيم شده كه قوي‌تر و متراكمتر از هيدروكسيد كلسيم مي‌باشد. همچنين ميكروسيليكا پركننده خوبي براي خلل و فرج مي‌باشد. ذرات بسيار ريز قادر به پر كردن فضاهاي خالي در بتون مي‌باشد و باعث تراكم بتون مي‌شوند.

بعبارتي ساده‌‌تر اثرات پوزولونيك و پركنندگي ميكروسيليكا در تركيب با سيمان پرتلند امكان توليد بتون با قدرت و مقاومت شيميايي بالا هواگيري كمتر وكاهش نفوذ‌پذيري را مي‌دهد. اولين آزمايش‌هاي ميكروسيليكايي در سال 1952 انجام شده و ميكروسيليكا از اواخر دهه 70 در صنعت بتون‌سازي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

تحقیق در مورد انواع میکروسکوپ

 انواع میكروسكوپ

میکروسکوپ ها به انواع زیر تقسیم می شوند :

1- میكروسكوپ نوری ( Light Microscope )

منبع نور در این میكروسكوپ نور مرئی میباشد و با عبور از چندین عدسی محدب كه در آن تعبیه شده است و نیز یك منشور كه مسیر نور را تغییر میدهد ( قدرت تفكیك 24/0 میكرون ) .

مهمترین ویژگی عدسی میكروسكوپ قدرت جداسازی یعنی توانایی تشخیص بین دو نقطه نزدیك به هم است. قدرت جداسازی یك میكروسكوپ در عمل نمایانگر كوچكترین جسم قابل رویت با آن میكروسكوپ است و هر چه بیشتر باشد, اجسام كوچكتری را با آن میكروسكوپ می توان دید. قدرت جداسازی هر میكروسكوپ معمولاَ با حد تفكیك یا R مشخص می شود. حد تفكیك مساوی است با نزدیكترین فاصله بین دو جسم بطوریكه هر یك هنوز بصورت مجزا قابل مشاهده باشد. هر قدر میزان R كوچكتر باشد, قدرت جداسازی میكروسكوپ بیشتر و بهتر است. عوامل بسیاری در تعیین R دخالت دارند, از جمله طول موج تابش كه با R رابطه مستقیم دارد. از لحاظ نظری, كوچكترین مقدار ممكن برای R در میكروسكوپ نور حدود 200nm است كه تنها بهترین میكروسكوپهای نوری این حد تفكیك را دارند. حد تفكیك در اغلب میكروسكوپ های نوری كمتر از 500nm نیست, لذا اشیایی كوچكتر از 500nm با آنها قابل مشاهده نیستند. مشاهده سلولهای باكتری و میتوكندری با میكروسكوپ نوری مقدور است, اما مشاهده ریبوزوم ها با آن ممكن نیست. تفكیك انواع سلولها, مثلاَ گلبول های قرمز از گلبولهای سفید خون یا سلولهای فیبرو بلاستی از سلولهای پوششی با میكروسكوپ نوری امكان پذیر است. این میكروسكوپ در آزمایشات باكتری شناسی, انگل شناسی, قارچ شناسی, حشره شناسی و بافت شناسی كاربرد دارد.

اجزای میكروسكوپ نوری کدامند

1- اجزای نوری : اجزای نوری عمدتاً مشتمل بر منبع تغذیه نور و قطعات مرتبط با آن میباشد ، از قبیل لامپ با ولتاژ 20 وات ، فیلتر تصحیح نور و كندانسور كه كندانسور مشمل بر پنج قطعه است كه نور را تصحیح كرده و بر روی نمونه یا شیء مورد بررسی متمركز میكند:

1 – فیلتر رنگی ( تصحیح نور ) 2 – دیافراگم كه حجم نور را تنظیم میكند

3 – دو عدد عدسی محدب 4 – پیچ نگهدارنده كندانسور 5 - پیچ تنظیم دیافراگم

2 – میكروسكوپ ماوراء بنفش ( Ultra Violet Microscope )

میكروسكوپ ماوراء بنفش یا میكروسكوپ U.V. كه منبع تغذیه نور ، اشعه U.V. میباشد. نسبت به میكروسكوپ نوری معمولی قدرت تفكیك بالاتری داشته چراكه اشعه ماوراء بنفش طول موج كوتاهتری نسبت به نور مرئی دارد . عدسی شیئی بكار رفته در این میكروسكوپ از جنس كوارتز میباشد. بدلیل مضر بودن اشعه ماوراء بنفش برای چشم انسان، از تصویر شیء عكسبرداری شده و سپس بر روی صفحه مانیتور قابل مشاهده است ( قدرت تفكیك 600 آنگستروم ).

3 – میكروسكوپ فلورسانس (Fluorescence Microscope )

 خصوصیات میکروسکوپ فلورسانت (fluorescent microscope)

انواع خاصی از میکروسکوپ نوری که منبع نور آن پرتوهای فرابنفش است.برای مشاهده نمونه زیر این میکروسکوپ ها بخش ها یا ملکول های ویژه داخل سلول با مواد فلورسانت یا نورافشان رنگ آمیزی می شوند. زمانی هدف تشخیص پروتئین های خاص یا جایگاه آنها در سلول باشد، روش های معمولی رنگ آمیزی که پروتئین ها را به طور عام رنگ می کنند قابل استفاده نیست.برای رنگ آمیزی اختصاصی، معمولا از پادتن های اختصاصی متصل به مواد فلورسانت استفاده می شود.مواد فلورسانت نور را در طول موج فرابنفش جذب می کنند و در طول موج بلندتری در طیف مرئی تابش می کنند. تصویری که دیده می شود حاصل نور تابش شده از نمونه است. رودامین و فلورسئین دو نوع از رنگ های معمول فلورسانت هستند که به ترتیب نور قرمز و سبز از خود تابش می کنند.

کارکرد میکروسکوپ های فلورسانس چیست

در ابتدای قرن بیستم پدیده فلورسانس در ساخت میکروسکوپ به کار گرفته شد. فلورسانس یکی از پدیده های مربوط به نورتابی(لومین سانس) است. ما معمولاً وقتی جسمی را می بینیم که نور از آن جسم بازتاب می شود. رنگ جسم نیز به این موضوع وابسته است که جسم چه طول موجی را بازتاب می کند. در پدیده فلورسانس مولکول یک فوتون(یک ذره نور) با طول موج خاص را جذب و سپس آن را با طول موج بلندتری منتشر می کند.فلورسانس یکی از روش های بسیار متداول در تصویربرداری بافت های زیست شناختی است. مواد زیست شناختی معمولاً نور را به شدت متفرق می کنند و در نتیجه تماشای آن ورای سطح سلول دشوار است. در پدیده فلورسانس معمولاً طول موج نور گسیل شده از طول موج نور تابیده شده بیشتر است، بنابراین نور متفرق شده از سطح سلول را می توان از نور تابیده شده به سلول تفکیک کرد. برای انجام این کار از آینه های دورنگی استفاده می کنند. این آینه ها نور تابیده شده را دوباره به نمونه برمی گردانند، اما نور فلورسانس از آن عبور می کند، در نتیجه تماشای ساختارهای درونی سلول امکان پذیر می شود.برخی مواد زیست شناختی به طور طبیعی فلورسنت هستند، اما رنگ ها و پروتئین های فلورسنت فراوانی نیز وجود دارد که می توان از آنها برای رنگ آمیزی بخش های ویژه یک سلول مثل هسته استفاده کرد. حتی می توان آنها را به پروتئین های خاص درون سلول متصل کرد، در نتیجه پیگیری حرکت آنها درون سلول امکان پذیر می شود.استفاده از رنگ ها و پروتئین های نور کلید زدنی فلورسنت که به تازگی کشف شده است، کاربردهای بسیاری در تصویربرداری فلورسانس دارد. این مولکول ها می توانند دو حالت داشته باشند؛ یک حالت درخشان یا حالت فلورسنت و یک حالت تاریک یا غیرفلورسنت.کلیدزنی بین این دو حالت با تاباندن نور با دو طول موج متفاوت انجام می شود.

یکی از کاربردهای مولکول های نور کلیدزدنی ردیابی پروتئین ها است. اگر مولکول های فلورسنت به پروتئین های خاص متصل شوند و یک بخش کوچک از آنها فعال شود، پیگیری جابه جایی پروتئین ها بسیار آسان تر از حالتی است که همه پروتئین های درون سلول نور را گسیل کنند. علاوه بر این لحظه دقیق فعال سازی را می توان کنترل کرد.

قدرت تفکیک زیاد بدون کشتن نمونه

چگونه می توان بدون آنکه نمونه های زیست شناختی را از بین برد، میکروسکوپ هایی با قدرت تفکیک زیاد ساخت؟ از آنجایی که قدرت تفکیک یک میکروسکوپ به طول موج بستگی دارد، یک راه برای افزایش قدرت تفکیک کاهش دادن طول موج است.

برای مشاهده نمونه بوسیله این میكروسكوپ ها, بخش ها یا مولكول های ویژه در داخل سلول با مواد فلورسنت یا نور افشان رنگ آمیزی می شوند. زمانی كه هدف تشخیص پروتئین های خاص یا جایگاه آنها در سلول باشد, روش های معمول رنگ آمیزی كه پروتئین ها را به طور عام رنگ می كنند قابل استفاده نیستند. برای رنگ آمیزی اختصاصی, معمولاَ از پادتن های اختصاصی متصل به مواد فلورسنت استفاده می شود.

در میكروسكوپ فلورسنت از ماوراء بنفش بعنوان نور استفاده می شود. ماوراء بنفش طول موج كمتر، انرژی بیشتر و قدرت نفوذ زیادی دارد. عدسی هایی كه در میكروسكوپ فلورسنت به كار رفته اند از جنس كوارتز می باشد چون نور ماوراء بنفش از عدسی های معمولی عبور نمی كند.

این نوع میكروسكوپ به دو دسته فیلتر مجهز هستند. دسته اول بین منبع نور و نمونه قرار دارد و فقط اجازه می دهد كه امواج تابش شده از ماده فلورسنت، عبور نمایند. دسته دوم بین نمونه و عدسی چشمی قرار دارد و تنها به امواج تابش شده از ماده فلورسنت، اجازه عبور می دهد. رود امین و فلورسئین دو نوع از رنگهای معمولی فلورسنت هستند كه به ترتیب نور قرمز و سبز از خود تابش می كنند. این میكروسكوپ برای مطالعه انواع آنتی بادی از نظر ایمنی شناسی و بررسی بعضی از باكتریها مثل مایكو باكتریوم توبركلوزیس ( میكروب سل) از نظر باكتری شناسی كار برد دارد.

بطوركلی مواد از لحاظ خاصیت فلورسانس دو نوعند :

- فلورسانس اولیه كه این مواد ذاتاٌ خاصیت فلورسانس دارند یعنی از خود نور ساطع میكنند مثل ویتامینها و رنگها .

- فلورسانس ثانویه كه از خود خاصیت فلورسانسی نداشته و با رنگ آمیزی و معرفهای گوناگون از قبیل سولفات بربرین و نارنجی آكریدین خاصیت فلورسانسی را به آنها القاء میكنیم.

منبع تغذیه نور در این میكروسكوپ اشعه U.V. میباشد. در اینجا نیز از تصویر شیء عكسبرداری شده كه بر روی صفحه مانیتور قابل مشاهده است

4 – میكروسكوپ زمینه سیاه ( Dark Field Microscope )

مطالعه سلول های زنده با این میكروسكوپ ها نیز مقدور است. سیستم های نوری خاصی در تمام این نوع میكروسكوپ ها وجود دارد كه تباین كافی بین اجزار سلول ایجاد كرده، مشاهده سلول های زنده را مقدور می سازند.

در میكروسكوپ زمینه سیاه نور حامله از منبع نوری به شكل مخروط در می آید و انوار از اطراف به نمونه تابیده می شود این كار توسط كندانسور خاص این میكروسكوپ انجام می گیرد. در نتیجه تصویر نمونه بصورت روشن در یك زمینه تاریك مشاهده می شود. استفاده از میكروسكوپ زمینه سیاه برای مشاهده حركت باكتری معمول است ( مثل اسپیروكت تروپونها پالیدوم ( عامل بیماری سیفیلیس).

منبع تغذیه نور در این نوع میكروسكوپ نور مرئی میباشد و با ایجاد انكسار نور توسط آئینه های محدب و مقعر شیء یا نمونه مورد بررسی، شفاف و نورانی در زمینه سیاه دیده میشود.

5 - میكروسكوپ اختلاف فاز ( Phase Contrast Microscope )

مزیت میکروسکوپ اختلاف فاز در این است که می توانیم با آن سلول های زنده را با جزئیات بیشتر مشاهده کنیم.تیمارهایی مثل تثبیت نمونه می توانند دگرگونی هایی در ساختار درونی سلول بوجود آورند. بنابراین مطالعه سلول های زنده که هیچ تیماری ندیده اند خیلی مطلوب است. می توان فرایند هایی مثل تقسیم میتوز(mitosis) در سلول های زنده را نیز با این میکروسکوپ ها مطالعه کرد. در برخی موارد برای عکس برداری پیوسته و دراز مدت از سلول فعال ، دوربینی به میکروسکوپ وصل می شود.مطالعه سلول های زنده با میکروسکوپ تداخلی(interference microscope) و میکروسکوپ زمینه سیاه(dark field microscope) نیز مقدور است. سیسم های نوری خاصی در تمام این نوع میکروسکوپ ها وجود دارد که به علت ویژگی آنها تباین کافی بین اجزای سلول ایجاد و مشاهده ی سلول های زنده مقدور می شود. استفاده از میکروسکوپ زمینه سیاه برای مشاهده ی حرکت باکتری معمول است، که در این مورد ایجاد تباین بین سلول باکتری زنده و محیط اطرافش مهم است.

مزیّت میكروسكوپ اختلاف فاز در این است كه می توانیم با آن سلولهای زنده را با جزئیات بیشتر مشاهده كنیم. تیمهایی مثل تثبیت نمونه می توانند دگرگونی هایی در ساختار درونی سلول، بوجود آورند. بنابراین مطالعه سلول های زنده ای كه هیچ گونه تیماری ندیده اند خیلی مطلوب است. می توان فرآیندهایی مثل تقسیم میتوز در سلول های زنده را نیز با این نوع میكروسكوپ ها مطالعه كرد. در برخی موارد، برای عكس برداری پیوسته و دراز مدت از سلول فعال، دوربین به میكروسكوپ وصل می شود.

در میكروسكوپ اختلاف فاز نور حاصله از منبع نوری به انوار مختلف شكسته شده و شكسته نشده تقسیم می شود این كار توس دیافراگم مخصوص این میكروسكوپ انجام می گیرد. انواری كه می شكنند. به جسم یا نمونه نفوذ نمی كنند اما انواری كه نمی شكنند به جسم یا نمونه نفوذ می كنند در نتیجه بین نمونه و محیط اطراف آن اختلاف بوجود می آید و نمونه به صورت شفاف دیده می شود.

منبع تغذیه نور در این نوع میكروسكوپ نور مرئی میباشد و برای بررسی بافتها یا نمونه هایی كه اختلاف انكساری نوری كمی دارند مورد استفاده قرار میگیرد بدین منظور صفحه سوراخ داری به نام پلاك فاز در كندانسور تعبیه میشود .

6 - میكروسكوپ الكترونی ( Electron Microscope )

قدرت جداسازی میکروسکوپ الکترونی از میکروسکوپ نوری بهتر است به این معنی که با میکروسکوپ الکترونی اجزای کوچکتری را می توان دید. قبلا گفته شد حد تفکیک (R) به طول موج نوری بستگی دارد که به نمونه می تابد. در حقیقت بین این دو رابطه مستقیمی وجود دارد یعنی هر چقدر طول موج تابشی کوچکتر باشد ،R نیز کوچکتر و قدرت جداسازی بیشتر است. در میکروسکوپ الکترونی بجای استفاده از نور مرئی از امواج الکترون ها استفاده می شود. در شرایط مناسب طول موج الکترون ها به nm ۰/۰۰۵ می رسد. در این طول موج بهترین R ممکن حدود nm ۰/۰۰۲ است. در عمل به علت محدودیت های دیگر ، قدرت جداسازی میکروسکوپ های الکترونی هیچ وقت به این خوبی نیست.حد تفکیک با میکروسکوپ الکترونی برای ملکول های تخلیص شده ی زیستی ، حدود ۰/۱ نانومتر و برای سلول ها ۲ نانومتر است که دست کم 100 برابر بهتر از بهترین میکروسکوپ های نوری است.

دو نوع میکروسکوپ الکترونی به نام میکروسکوپ الکترونی گذاره و میکروسکوپ الکترونی نگاره وجود دارد. میکروسکوپ الکترونی گذاره (transmission electron microscope) زودتر اختراع شد و قدرت جداسازی بهتری دارد. در این نوع میکروسکوپ ، الکترون ها هنگام برخورد به نمونه از برخی مناطق آن عبور می کنند و از مناطقی دیگر بازتابیده می شوند. عامل تعیین کننده در این امر در نهایت ویژگی اتم های تشکیل دهنده ی مناطق مختلف سلول است. الکترون های عبوری در دستگاه تشخیص داده می شوند و تصویری از نمونه حاصل می شود. سلول های زنده با میکروسکوپ الکترونی قابل مشاهده نیست.

یكی از تجهیزات بزرگ علمی میكروسكوپ الكترونی است كه براساس قوانین نوری كار میكند دراین دستگاه شار الكترون پر انرژی از یك منبع الكترون خارج شده وتحت شتاب به طرف هدف میرود در مسیر خود از روزنه های تعبیه شده در یك فلز عبور كرده وبا عبور از لنزهای مغناطیسی بر روی شی مورد نظر تابانده شده ودر نتیجه بازتاب نور تصویر شی دیده خواهد شد.

اطلاعاتی را كه میكروسكوپ الكترونی ارائه میدهد:

1 - توپوگرافی شئ 

: (نقشه برداری )كه با اشكار كردن مشخصات سطح و بافت داخلی شئ میتوان به خواصی مانند سفتی و میزان ار تجائی بودن ان پی برد.

2 - مورفولوژی (ریخت شناسی):

 از ان رو كه در این رویت شكل و سایز ذرات مشخص است میتوان به سختی و استحكام پی برد.

3 - تركیب: این میكروسكوپ میتواند عناصر سازنده شئ را مشخص نماید بنابراین میتوان به خواصی مانند نقطه ذوب اكتیویته شئ نیز دست یافت.

4 - بلور شنا سی:

 میكرو سكوپ الكترونی چگونگی چیده شدن اتمها را در مجاورت یكدیگر را می دهد وبه این تر تیب میتوان انها را از نظر رسانایی و خواص الكتریكی بررسی نمود.

پیشرفته ترین میكروسكوپ قرن حاضر، با قدرت تفكیك 2 آنگستروم است. در این میكروسكوپ با عبور پرتوهای الكترونی ساطع شده از رشته سیمی تنگستن با طول موج بسیار پائین از عدسی های متعدد كه در نهایت بر روی یك صفحه فلورسنت یا صفحه مانیتور، عكسبرداری صورت گرفته و تصویر شیء قابل مشاهده میباشد.

قدرت جداسازی میكروسكوبهای الكترونی از میكروسكوپ نوری بهتر است به این معنی كه با میكروسكوپهای الكترونی اجزای كوچكتر را می توان دید. قبلاً متذكر شدیم كه بین R و طول موج نور تابیده شده به نمونه رابطه مستقیمی برقرار است، یعنی هر چقدر طول موج تابشی كوچكتر باشد، R نیز كوچكتر و قدرت جداسازی بیشتر است. طول موج نور مرئی بین mm300 تا 800mm و بهترین حد تفكیك میكروسكوپهای نوری 200nm است.

در میكروسكوپهای الكترونی به جای استفاده از امواج نور مرئی، از امواج الكترونها استفاده می شود. در شرایط مناسب، طول موج الكترونها به ۰.۰۰۵ نانومتر می رسد، یعنی حدود 000/100 برابر كوتاهتر از طول موج نور مرئی. در این طول موج، بهترین R ممكن حدود ۰.۰۰۲ نانومتر است. در عمل، به علت محدودیتهای دیگر، قدرت جداسازی میكروسكوپهای الكترونی هیچ وقت به این خوبی نیست. حد تفكیك (R) با میكروسكوپ الكترونی برای مولكولهای تخلیص شده زیستی، حدود nm0.1 و برای سلول ها حدود 2nm است كه دست كم صد برابر بهتر از میكروسكوپ های نور است.

دو نوع میكروسكوپ الكترونی بنام های میكروسكوپ الكترونی گذاره و میكروسكوپ الكترونی نگاره وجود دارد.

میكروسكوپ الكترونی گذاره:

این میكروسكوپ زودتر اختراع شده و قدرت جداسازی بهتری دارد. در این نوع میكروسكوپ، الكترون ها هنگام برخورد به نمونه از برخی مناطق آن عبور می كنند و از مناطقی دیگر بازتابیده می شوند. الكترون ها هنگام برخورد به نمونه از برخی مناطق آن عبور می كنند و از مناطقی دیگر بازتابیده می شوند. الكترون های عبوری در دستگاه تشخیص داده می شوند و تصویری از نمونه حاصل می شود. جزئیات روش های تثبیت، برش گیری و رنگ آمیزی برای میكروسكوپ الكترونی اختصاصی است. به عنوان مثال، برای رنگ آمیزی نمونه از فلزات سنگین مانند طلا استفاده می شود تا الكترون ها از اندامك ها و ساختارهای درون سلولی، مثل ریبوزوم، و مولكول های بزرگ سلول مثل DNA، با میكروسكوپ الكترونی گذاره قابل تشخیص هستند، اما جایگاه اتم های تشخیص دهنده مولكول ها معمولاً تعیین نمی شود.

میكروسكوپ الكترونی نگاره:

میکروسکوپ الکترونی نگاره (scanning electron microscope) نوع ساده تر میکروسکوپ الکترونی است برای بررسی نمونه با این میکروسکوپ ، نمونه با لایه ای نازک از فلز سنگین به صورت یکنواخت پوشیده شود. الکترون های تابیده شده به سطح نمونه از هیچ ناحیه ای از آن عبور نمی کنند، بلکه در برخورد با سطح نمونه باعث تولید الکترون های بازتابیده می شوند. این الکترون ها تشخیص داده شده و تصویری سه بعدی از سطح نمونه حاصل می گردد. قدرت جداسازی میکروسکوپ الکترونی نگاره حدود nm10 است.

این نوع ساده ترین میكروسكوپ الكترونی است. برای بررسی نمونه با این نوع میكروسكوپ، نمونه با لایه ای نازك از فلز سنگین به صورت یكنواخت پوشیده می شود. الكترونهای تابیده شده به سطح نمونه از هیچ ناحیه ای از آن عبور نمی كنند، بلكه در برخورد با سطح نمونه باعث تولید الكترون های بازتابیده می شوند، این الكترونها تشخیص داده می شوند و تصویری سه بعدی از سطح نمونه حاصل می گردد. حد تفكیك میكروسكوپ الكترونی نگاره حدود 10nm است.

میکروسکوپ STM و میکروسکوپ پرتو X

STM حروف اول Scanning Tunneling Microscope است این نوع میکروسکوپ در دهه 1970 اختراع شد و مخترعان آن در سال 1981 جایزه نوبل را دریافت کردند.همانطور که گفته شد طول موج محدودیتی برای میزان R تعیین می کند. نوآوری STM در این است که در آن امواج نوری یا امواج نوع دیگر به کار گرفته نمی شودو هیچ نوع عدسی در آن وجود ندارد.بیان دقیق نحوه کار این میکروسکوپ خارج از توان این مطلب است ولی به طور خلاصه سوندی که نوک آن به اندازه یک اتم است، ویژگی های نمونه را در ابعاد اتمی روبش می کند. STM ساختار سطحی نمونه را بررسی می کند.اما میکروسکوپ مشابه دیگر ویژگی های الکتریکی ، مغناطیسی و یا دمای نمونه را تعیین می کنند. در حال حاضر این میکروسکوپ ها برای نمونه های زیستی و بیشتر برای نمونه های غیر زیستی مورد استفاده قرار می گیرند.

میکروسکوپ پرتو X نوع دیگری از میکروسکوپ های نوین است که کاربرد بیشتری برای نمونه های زیستی دارد. قدرت جداسازی آن چند صد آنگستروم و ضعیف تر از میکروسکوپ الکترونی است ، اما سلول های زنده با آن قابل بررسی هستند

STM حروف اول Microscope Scanning Tunnelig است. این نوع میكروسكوپ در دهه 1970 اختراع شد و مخترعان آن در سال 1981 جایزه نوبل را دریافت كردند. همان طور كه گفته شد طول موج، محدودیتی برای میزان R تعیین می كند. نوآوری STM در این است كه در آن امواج نوری یا امواج نوع دیگری بكار گرفته نمی شوند و هیچ نوع عدسی در آن وجود ندارد. بطور خلاصه سوندی كه نوك آن به اندازه یك اتم است، ویژگی های نمونه را در ابعاد اتمی روبش می كند. STM ساختار سطحی نمونه را بررسی می كند اما میكروسكوپ های مشابه دیگر ویژگی های الكتریكی، مغناطیسی و یا دمای نمونه را تعیین می كنند. در حال حاضر این میكروسكوپ ها برای نمونه ای زیستی و بیشتر برای نمونه های غیر زیستی مورد استفاده قرار می گیرند.

میکروسکوپ های پلاریزان

در بسیاری از مطالعات میکروسکوپی مثل مطالعه سنگها ، مواد شیمیایی کریستالی و بسیاری از ترکیبات آلی مثل ساختمان کراتین ، عضلات ، کلاژنها نیاز به استفاده از میکروسکوپهای پلاریزان می‌باشد. جز اینها در مطالعات میکروسکوپی پلاریزان نور پلاریزه می‌باشد.

نور پلاریزه

نور معمولی متشکل از فوتونها هستند دارای بردارهای الکتریکی و مغناطیسی عمود بر هم می‌باشند. این دو میدان بطور سینوسی در حال نوسان می‌باشند و در ضمن در جهت عمود بر صفحه دو میدان و یا صفحه ارتعاشات این دو منتشر می‌شوند. ارتعاشات میدان الکتریکی نور غیر پلاریزه در یک نقطه در همه جهات می‌باشد. اکثر مواد شیشه‌ای و بسیاری از مواد دارای این ویژگی هستند که وقتی یک دسته پرتو نوری به آنها وارد شود در آن صورت سرعت انتشار و نحوه انتشار نور در جهات مختلف در آنها مشابه و یکسان می‌باشد و تنها تغییری که در نحوه حرکت دسته پرتو ضمن عبور از این مواد حاصل می‌شود آن است که بر اساس قوانین اسنل مسیر و جهت آنها نسبت به قبل از ورودشان به آن ماده تغییر می‌کند. اینگونه مواد را مواد ایزوتروپیک (isotropic) می‌نامند. مواد ایزوتروپیک در همه جهات دارای ضزیب شکست مشابه هستند.

علل ضعف دانش آموزان در درس ریاضی در دوره ی راهنمایی و راه حل های آن

 مقدمه

ریاضی، یکی از درس های علوم پایه است و از اهمیت بالایی برخوردار است، اما عواملی مانند ناکارآمدی و سنتی بودن شیوه تدریس، خشک بودن فضای کلاس درس، حجم بالای کتاب، بالا بودن جمعیت دانش آموزی در یک کلاس موجب شده است برخی دانش آموزان در طول دوران تحصیل خود با دشواری این درس را فرا بگیرند. طبق گفته کارشناسان آموزشی تعداد کمی از دانش آموزان به این درس علاقه دارند در حالی که اگر آن ها با شیوه های نوین، آموزش داده شوند نه تنها حلاوت این درس را حس می کنند بلکه با استفاده از آن می توانند از تفکر منطقی و خلاق برخوردار شوند.

ریاضی از علومی است که موجب تقویت خلاقیت و افزایش قدرت تجزیه و تحلیل دانش آموزان می شود، با این حال، برخی از دانش آموزان برای فراگیری این درس، علاقه وانگیزه کافی ندارند و شاهد افت تحصیلی آن ها در این درس هستیم. در این گزارش به دلایل این موضوع پرداخته ایم. یکی از دانش آموزان در این باره می گوید: در دوران راهنمایی به دلیل شیوه نامناسبی که معلمانم برای تدریس این درس در پیش گرفته بودند، نتوانستم با اصول اولیه درس ریاضی آشنا شوم و با گذشت 2 سال از آن زمان و شرکت در کلاس های خصوصی هنوز هم نتوانسته ام ضعفم را در این درس جبران کنم . این دانش آموز روش تدریس معلم مقطع راهنمایی را در تفهیم درس ریاضی بسیار مؤثر می داند و می افزاید: هر سال افت تحصیلی ام در درس ریاضی بر معدلم تأثیر منفی می گذارد و بی علاقگی و بی انگیزه بودنم در این درس مانع پیشرفت تحصیلی ام شده است.

تمرین های ریاضی بسیار سنگین است

یک دانش آموز دیگر هم اظهار می دارد: همیشه در کلاس ریاضی دانش آموزانی که در این درس استعداد بیشتری دارند مورد توجه معلم قرار می گیرنداین دانش آموز نیز با بیان این که مطالب درسی و تمرین های ریاضی بسیار سنگین است اضافه می کند: تعداد زیاد دانش آموزان در کلاس، مانع رسیدگی بیشتر معلم به وضعیت درسی دانش آموزان به ویژه در درس ریاضی می شود.

کلاس درس خسته کننده است

یکی دیگر از دانش آموزان نیز با گلایه از روش تدریس معلم ریاضی و خشک و خسته کننده بودن ساعت این درس تصریح می کند: متأسفانه والدینم نیز در زمینه ریاضی سواد کافی ندارند و نمی توانم از آن ها، برای افزایش توانایی ام در این درس کمک بگیرم.وی ادامه می دهد: کلاس های جبرانی ریاضی باید به طور دائم در مدرسه برگزار و از معلم با تجربه در این کلاس ها استفاده شود تا دانش آموزان ضعیف بتوانند اشکال های خود را در این درس برطرف کنند و همگام با دانش آموزان قوی حرکت کنند.

ضرورت آموزش ریاضی به شکل عملی و کاربردی

یک معلم ریاضی با بیان این که باید ریاضی را به شکل عملی و کاربردی به دانش آموزان آموخت، می گوید: هنگامی که دانش آموز کاربرد علم ریاضی را در زندگی خود درک کند به یادگیری آن علاقه بیشتری نشان خواهد داد. بنابراین معلم باید این درس را با شیوه مناسبی تدریس کند. وی می افزاید: رابطه ریاضی در درس های دیگر باید مشخص شود و به دانش آموزان آموخت که در بیشتر درس ها مانند علوم تجربی، جغرافیا، ورزش، حرفه و فن و هنر می توان از این علم بهره برد.وی خاطر نشان می کند: نباید ریاضی را فقط در اعداد و ارقام خلاصه کرد؛ به عنوان مثال هنگامی که به دانش آموزان مفهوم مساحت و محیط را آموزش می دهیم بهتر است آن را در حیاط مدرسه و با اندازه گیری به وسیله متر و به شکل کاربردی و عملی نشان دهیم.وی با اشاره به این که کلاس ریاضی باید از حالت خشک و سنتی خارج و کار گروهی و یادگیری مشارکتی تقویت شود می افزاید: اگر دانش آموزان خودشان به قانون ریاضی برسند و آن را کشف کنند، یادگیری شان عمیق تر می شود، بنابراین بهتر است معلم بیشتر به شکل یک راهنما در کنار دانش آموزان باشد، نه این که فقط به عنوان متکلم وحده در مقابل آن ها قرار بگیرد.وی اظهار می دارد: دانش آموزان به دلیل هم سن و سال بودن، زبان یکدیگر را بهتر می فهمند و معلم ریاضی باید از دانش آموزان قوی تر که مطلب را زودتر فرا گرفته اند برای ارائه مطلب به دانش آموزان دیگر کمک بگیرد.

همچنین معلمان میتوانند از دانش آموزان داوطلب بخواهند که یکی ازدرس های ریاضی را به صورت کنفرانس توضیح دهد و او را به روش های گوناگون تشویق کنند آن وقت معلمان میتوانند اثرات مثبت این روش را ببینند.

ریاضی و کمک به نظم و طبقه بندی اطلاعات

در همین ارتباط، معاون آموزش متوسطه اداره کل آموزش و پرورش استان زنجان با اشاره به اهمیت درس ریاضی می گوید: ریاضی از جمله درس هایی است که به نظم و طبقه بندی اطلاعات دانش آموزان کمک زیادی می کند و قوه نقد، انتقاد، خلاقیت و حس کنجکاوی آن ها را افزایش می دهد وی با بیان این که فراگیری این درس، موجب رشد قدرت تجزیه و تحلیل دانش آموزان می شود، می افزاید: یکی از ابزارهای قوی برای تربیت تفکر و استدلال دانش آموزان، تدریس ریاضی است که به اعتقاد بسیاری از معلمان، این درس تغذیه کننده اصلی علوم دیگر است.وی اظهار می دارد: پایه فناوری و صنعت، ریاضی است، ضمن این که موفق بودن دانش آموزان در این درس زمینه موفقیت آن ها را در علوم دیگر فراهم خواهد کرد.

وی ادامه می دهد: با آموزش مناسب ریاضی به دانش آموزان می توان توانایی آن ها را برای زندگی در جهان امروز که به فناوری و رایانه مجهز است،افزایش داد.

وی با بیان این که یادگیری ریاضی در راستای توسعه و پیشرفت ضروری است می گوید: این درس پایه علوم دیگر است و در درس های دیگر تأثیر می گذارد به طوری که مشاهده می شود حتی در المپیاد ادبی، دانش آموزانی که توانایی بیشتری در ریاضی دارند از موفقیت بیشتری برخوردار هستند.

 دلایل افت تحصیلی در درس ریاضی

وی بی علاقه بودن بعضی از دانش آموزان را نسبت به درس ریاضی، علت افت تحصیلی آن ها در این درس ذکر می کند و با بیان این که این وضعیت گاهی نگران کننده است، ادامه می دهد: بخشی از افت تحصیلی دانش آموزان در درس ریاضی به سنگین بودن ودشواری این درس بازمی گردد که به تمرین و مهارت بیشتری نیاز دارد.وی عنوان می کند: با این وجود، برخی از دانش آموزان برای یادگیری این درس وقت کمتری می گذارند و در تمرین آن تعلل می کنند.

نتیجه یک پژوهش درباره علل ضعف ریاضی

«اکبرزاده» از انجام پژوهش در این اداره کل در رابطه با درس ریاضی دوره راهنمایی استان خبر می دهد و اظهار می دارد: نتایج این پژوهش نشان می دهد که یکی از عوامل مؤثر در افت تحصیلی دانش آموزان مقطع راهنمایی در درس ریاضی اضطراب آن ها در مواجه شدن با این درس است.وی همچنین اضافه می کند: سطح انگیزه تحصیلی دانش آموزان با موفقیت آن ها در درس ریاضی رابطه معناداری دارد، به طوری که با افزایش انگیزه، سطح موفقیت آن ها در درس ریاضی افزایش می یابد.وی با بیان این که عملکرد خانواده در افت تحصیلی دانش آموز در درس ریاضی مؤثر است می افزاید: تحقیقات آموزش و پرورش استان نشان می دهد، جو خانواده بر رشد یا افت تحصیلی دانش آموز در درس ریاضی تأثیر مستقیمی دارد، به طوری که هر دانش آموزی که با رفتار نامناسب والدین مواجه باشد دچار افت تحصیلی در این درس می شود.وی با تأکید بر این که باید با برنامه ریزی دقیق تلاش دانش آموزان را برای فراگیری درس ریاضی بیشتر کنیم تصریح می کند: محیط آموزشی با افت تحصیلی ریاضی رابطه معناداری را نشان می دهد به طوری که هر چه این محیط نامناسب باشد دانش آموزان در درس ریاضی ضعف بیشتری خواهند داشت.وی شیوه نامناسب تدریس ریاضی را یکی دیگر از علل افت تحصیلی دانش آموزان می داند و ادامه می دهد: بعضی از معلمان به شیوه های تدریس گذشته متکی هستند و به دانش آموزان فرصت کمتری می دهند که توانایی شان را نشان بدهند.وی با بیان این که روش های تدریس ناکارآمد، سهل انگاری در ارزشیابی، طراحی نامناسب سؤال ها و شیوه امتحان در افت تحصیلی دانش آموزان در درس ریاضی مؤثر است، می گوید: برای این که دانش آموزان در درس ریاضی افت کمتری داشته باشند، کتاب درسی به طور مرتب مورد بازنگری قرار می گیرد و نظرها و پیشنهادهای معلمان در تدوین این کتاب لحاظ می شود، ضمن این که آموزش و پرورش با برگزاری دوره های بازآموزی و ضمن خدمت و ارائه روش های جدید تدریس، معلمان را به استفاده از این روش ها تشویق می کند.وی اظهار می دارد: در سال تحصیلی گذشته کلاس های جبرانی درس ریاضی در پایه های مختلف تحصیلی به ویژه در مراکز شبانه روزی و برخی مدارس برگزار شد تا عقب ماندگی دانش آموزان در این درس تا حدی جبران شود.وی با اشاره به تجهیز کتابخانه های مدارس استان به کتاب های کمک درسی ریاضی، می افزاید: ضعف درسی دانش آموزان در ریاضی موجب کاهش گرایش آن ها به ادامه تحصیل در رشته ریاضی و استقبال آن ها از رشته های علوم تجربی و انسانی می شود و قبولی آن ها را در کنکور سراسری با مشکل مواجه می کند.

درکل عوامل زیر در افت تحصیلی دانش آموزان در درس ریاضی می تواند تأثیر بسزایی داشته باشد :

1- تراکم بیش از حد دانش آموزان در یک کلاس، موجب عدم رسیدگی از طرف معلم به دانش آموز می شود و استعداد بعضی از دانش آموزان نهفته می ماند.

2- پرسش های مستمر و شفاهی باعث قوت استدلال و اتکا به نفس در دانش آموزان می شود.

3- اهمیت دولت و جامعه و آموزش و پرورش در افت تحصیلی بخصوص در دروس علوم پایه تأثیر بسزایی دارد.

4- بعضی از دانش آموزان به درس علاقمند نیستند، اما در کنار دیگر دانش آموزان مشغول به تحصیل هستند و به دنبال مدرک گرایی می باشند. آگاهی خانواده ها و سوق دادن این دانش آموزان به کارهای مورد علاقه می تواند تأثیر بسزایی در پیشرفت آنان در حرفه های دیگر باشد تا آن که معضل و مخل کلاس باشند.

5- دروس مختلف مثلادروس علوم پایه و دروس شفاهی و عملی نباید با هم مقایسه شوند. مدیران درصدهای قبولی رشته ها را با هم مقایسه کنند، نه دروس متفاوت، زیرا معلمین علوم پایه به خاطر درصد بالای قبولی کلیشه ای کار می کنند و دانش آموز از معلمین متعدد با کلاس های تقویتی و خصوصی نمره قبولی کسب می نماید.

6- مدیران مدارس دانش آموزان موفق در درس های سبک را مورد تشویق قرار می دهند و همین جایگاه و اهمیت، علاقه دانش آموزان را به سوی رشته های علوم انسانی سوق می دهد، چون نتیجه مطلوب تری در زمان کوتاه عایدشان می شود و استعدادها و خلاقیت ها در دروس علوم پایه مشخص می شود، نه دروس علوم انسانی.

7- توجه هرچه بیشتر به تفاوت های فردی و عادت به مطالعه و تفکر مستقیم و ایجاد مهارت و مطالعه درست و یادگیری و تکرار و تمرین تأثیر مثبتی در پیشرفت دروس علوم پایه بخصوص ریاضی را دارد.

8- کلاس های روش تدریس نوین( استفاده از وسایل مدرن و به روز و... )برای معلمان می تواند تأثیر مهمی داشته باشد.

9- محتوا و متناسب نبودن مطالب درسی با ساعت تدریس و بی حوصلگی دانش آموزان به خاطر فکر زیاد و مدت طولانی و دیر نتیجه گرفتن از حل مسائل درسی باعث افت تحصیل خواهد شد.

10- چون سیستم آموزشی کشور ما از دیگر کشورها الگوبرداری بدون تحقیق علمی کافی و بدون توجه به شرایط فرهنگی- اجتماعی و جغرافیایی صورت گرفته است، لذا نظام آموزشی ما همیشه با مشکلات و بی عدالتی رو به رو است که این مشکل را می توان در تنوع بی دلیل در دروس و کلاس و میزان ساعات درس و مهمتر از همه ارزشیابی و امتحان پایانی از آموزش محروم، ناشی از آن می باشد. چون اختلاف فردی، فرهنگی، طبقاتی، اقلیمی و... در نظر گرفته نمی شود.

10روش برای ایجاد انگیزه در دانش آموزان‏ در درس ریاضی

گاهی دانش آموز دچار بی انگیزگی در درس خواندن و حتی در یادگیری می‌شود. حوصله درس خواندن ندارد، به صحبت‌های معلمش گوش می‌کند، اما تمام حواسش جایی دیگر است، در خانه لای کتاب را بی هیچ حوصله‌ای باز می‌کند، اما نمی‌تواند با کتاب ارتباط برقرار کند و مطالب را به ذهن بسپارد. این حالت اگر به حالتی پایدار تبدیل شود و در او بماند، هم برای خودش نگران‌کننده و خطرناک می‌شود، هم برای مدرسه و معلم و هم برای خانواده.

برای آن که دانش آموز در این موقعیت قرار نگیرد و شرایط را برای خود و دیگران سخت نکند، 10 روش و راهکار پیشنهاد می‌شود که به کار بستن آنها بی ثمر نیست.‏

‏گاهی دانش آموز دچار بی انگیزگی در درس خواندن و حتی در یادگیری می‌شود. حوصله درس خواندن ندارد، به صحبت‌های معلمش گوش می‌کند، اما تمام حواسش جایی دیگر است، در خانه لای کتاب را بی هیچ حوصله‌ای باز می‌کند، اما نمی‌تواند با کتاب ارتباط برقرار کند و مطالب را به ذهن بسپارد. این حالت اگر به حالتی پایدار تبدیل شود و در او بماند، هم برای خودش نگران‌کننده و خطرناک می‌شود، هم برای مدرسه و معلم و هم برای خانواده.

برای آن که دانش آموز در این موقعیت قرار نگیرد و شرایط را برای خود و دیگران سخت نکند، 10 روش و راهکار پیشنهاد می‌شود که به کار بستن آنها بی ثمر نیست.‏

‏1. بیان دقیق انتظارات در آغاز درس، با توجه به هدف‌های آموزشی

این نکته که دانش آموز بداند معلم چه انتظاراتی از او دارد و هدف کاملاً برای او روشن باشد، بی شک به بهبود یادگیری و افزایش علاقه در یادگیرندگان کمک خواهد کرد. پژوهش‌های انجام شده نشان داده است که یادگیرندگانی که از هدف‌های درس و آموزش اطلاعی ندارند، به خوبی یادگیرندگانی که معلم قبل از شروع درس انتظارات خود را به ایشان می‌گوید و آنان را از هدف‌های درس آگاه می‌سازد، در پیشرفت درس موفق نمی‌شوند.‏

‏2. استفاده از تشویق‌های کلامی

در بسیاری از مواقع، تشویق‌های کلامی معلم از دیگر انواع تشویق مؤثرتر است و تأثیر بسیار زیادی بر عملکرد دانش آموز دارد. چون بلافاصله پس از یک رفتار خوشایند رخ می‌دهد. استفاده از واژه‌هایی مثل «خوب»، «عالی»، «آفرین» و «خیلی خوب» پس از عملکرد درست دانش آموز، از تدبیرهای مؤثر انگیزشی است. مؤثرترین تشویق آن است که به رفتار و عملکرد درست دانش آموز وابسته باشد.

هم چنین معلم باید به اندازه لازم دانش آموزان را ستایش و تشویق کند. اگر تشویق بیش از حد باشد، اثر مثبت خود را از دست می‌دهد و از خاصیت تقویت کنندگی آن کم می‌شود.‏

‏3. بهره گیری از آزمون و نمره

نمره‌های ارزشیابی‌هایی که معلمان از دانش آموزان به عمل می‌آورند، ارزش انگیزشی زیادی دارند. زیرا این نمره‌ها با پاداش‌هایی مثل تأیید معلم و پدر و مادر، ارتقا به کلاس بالاتر، ورود به دانشگاه و رضایت از عملکرد خود همراه اند. به ویژه اگر این نمره‌ها به صورت مستمر و ماهانه همراه با بازخورد به اطلاع سرپرست دانش آموزان رسانده شود، در افزایش انگیزش دانش آموزان اثر مثبتی دارد. بنابراین معلم می‌تواند با اجرای آزمون‌های هدفمند، سطح انگیزشی یادگیرندگان را بالا ببرد. با این حال نکته‌ای را که باید درباره امتحانات گوناگون در نظر داشت، این است که از آن‌ها به عنوان وسیله‌ای برای اطلاع دانش آموزان از نحوه عملکرد و میزان یادگیری شان استفاده کرد، نه به عنوان وسیله‌ای برای تهدید و تنبیه آنان.‏

‏4. استفاده از خاصیت برانگیختگی مطالب

هر اندازه مطالب ارائه شده جدید، پر معنی و تعجب‌بر انگیز باشد، باعث افزایش سطح برانگیختگی و همچنین عامل تحریک حس کنجکاوی در دانش‌آموزان می‌شود. با توجه به این موضوع، معلم می‌تواند با ارائه مطالبی که ویژگی‌های برانگیختگی دارد، در دانش آموزان ایجاد انگیزه کند.

مطلبی که برای دانش آموز نو و معنی دار باشد، شوق یادگیری و دانستن را در او افزایش می‌دهد و رغبت او را به یادگیری بیشتر خواهد کرد.‏

‏5. ارائه مطالب آموزشی از ساده به دشوار

ارائه مطلب از ساده به مشکل باعث می‌شود دانش‌آموز در ابتدا به موفقیت‌هایی دست یابد. این موفقیت اولیه موجب می‌شود دانش آموز اعتماد به نفس بیشتری کسب کند. همین امر، تحرک و انگیزشی در او ایجاد می‌کند تا برای یادگیری متن‌های دشوارتر بعدی آماده شود. برعکس، چنانچه مواد آموزشی در ابتدا به صورت مشکل ارائه شوند، ممکن است شکست و ناکامی را در دانش آموز به دنبال داشته باشد و به دنبال آن دلسردی و بی‌انگیزگی در او ایجاد شود. موفقیت آغازین دانش‌آموز، موجب دریافت تشویق‌هایی از سوی معلمان و پدر و مادر خواهد شد و این خود، به افزایش انگیزه برای یادگیری بیشتر در دانش آموزان می‌انجامد.‏

‏6. کاربرد مثال‌های آشنا هنگام آموزش مطالب تازه‏

برای این که علاقه دانش آموزان به یادگیری بیشتر شود، بهتر است معلم به هنگام آموزش مطالب تازه از مثال‌های ملموس و آشنا استفاده کند. استفاده از مثال‌های شناخته شده، ذهن دانش آموز را تحریک می‌کند و علاقه به جریان یادگیری را در او افزایش می‌دهد. زمانی که می‌خواهید مطالب آموخته شده حالت کاربردی داشته باشد، بهتر است آن‌ها را در موقعیت‌های تازه به کار ببرید. زیرا استفاده از موقعیت‌های تازه باعث می‌شود دانش آموز از حالت کسلی که در اثر یکنواختی برایش ایجاد شده است، خارج شود و با میل و علاقه در جریان یادگیری قرار بگیرد.‏

‏7. بهره بردن از روش‌های متنوع آموزشی

بحث گروهی، پرسش و پاسخ، گزارش انفرادی و گروهی، و هر تدبیر دیگری که دانش آموزان را در فعالیت یادگیری شرکت دهد، به مقدار زیادی انگیزه ی آنان را بالا می‌برد. خسته کننده‌ترین روش آموزشی آن است که معلم تمام وقت کلاس را به خود اختصاص دهد و فرصت هیچ گونه فعالیت و اظهار نظری را به دانش آموزان ندهد.

پژوهش‌های متعدد نشان داده است یکی از بهترین راه‌های ایجاد انگیزه در یادگیرندگان، شرکت دادن ایشان در فعالیت‌های کلاسی است.‏

‏8. کاستن از پیامدهای منفی مشارکت یادگیرندگان

برای این که دانش آموزان بتوانند در امر یادگیری شرکت فعال داشته باشند، به پاداش یا انرژی مثبت معلم خود نیاز دارند. اگر دانش آموزی که به قدر توانایی خود سعی در مشارکت کلاس و یادگیری دارد، مورد توجه معلم قرار گیرد، انگیزه بیشتر دانش‌آموز بیشتر خواهد شد. چون تقویت مثبت، بهترین و مؤثرترین روش تثبیت رفتار و مهم‌ترین عامل ادامه رفتارهای انسان در زندگی روزانه است. برای این منظور، معلم باید بکوشد از پیامدهای آزار دهنده جلوگیری کند. بعضی از عواملی که ممکن است در جریان یادگیری باعث دلسردی دانش آموزان شود، عبارتند از:‏

‏* بی توجهی معلم به علاقه و استعداد دانش‌آموزان.

* استفاده محض از روش‌های تدریس سنتی مانند حفظ و تکرار یا سخنرانی و برنیانگیختن حس کنجکاوی دانش آموزان.

* مجبور کردن دانش آموزان به انجام تکالیفی که سطح دشواری شان خارج از توانایی آنها است.

* از دست دادن حس اعتماد به نفس در نتیجه شکست در حل مسائل یا انجام فعالیت‌های یادگیری.

* گرفتن نمره کم در امتحانی که معلم قبلاً محتوای آن را آموزش نداده است.

* مجبور ساختن دانش آموز به رقابت با کسانی که از او توانایی بیشتری دارند.

* بی توجهی معلم به کوشش‌های دانش آموزان.

* مجبور کردن دانش آموزان به ساکت و آرام نشستن در کلاس و گوش دادن به سخنرانی‌های خسته کننده معلم.‏

‏9. تکلیف‌های نه ساده، نه دشوار

معمولاً دانش آموزانی که انگیزه پیشرفت بیشتری دارند، به دنبال تکلیف‌هایی می‌روند که با کمی تفکر و پیچیدگی همراه باشد و آن‌ها را به فعالیت وادارد. این نوع تکالیف، اگر درست و بجا ارائه شوند، به اعتماد به نفس در دانش آموز خواهد انجامید. حال اگر این تکلیف‌ها بسیار ساده و پیش پا افتاده باشند، چنین احساسی ایجاد نخواهد شد. همچنین اگر تکالیف بسیار دشوار باشند، احتمال شکست و ناکامی و به دنبال آن بی اعتمادی به نفس را در او ایجاد خواهد کرد.

بنابراین، سطح دشواری تکلیف‌های درسی باید با سطح توانایی و یادگیری دانش آموز منطبق باشد تا او بتواند با تلاش و کوششی که به خرج می‌دهد، از عهده انجام تکالیف برآید و انگیزه یادگیری اش افزایش یابد.‏

‏10. ارائه مطالب در ارتباط با موقعیت‌های واقعی زندگی

براساس اعتقاد و یافته‌های روان شناسان، انگیزه واقعی انسان‌ها در یادگیری، انگیزه درونی ایشان است. فهمیدن مطالب، انگیزه درونی آنان را تقویت خواهد کرد و سبب شوق یادگیری و کشف اطلاعات خواهد شد. به همین دلیل، هر اندازه مطالب معنی‌دارتر و منطقی‌تر باشند، کنجکاوی افراد را بیشتر تحریک می‌کنند. بر همین اساس، در کلاس درس نیز اگر معلم بتواند مطالب درسی را به صورت معنی دار و قابل درک ارائه دهد و آن‌ها را با موقعیت‌های واقعی زندگی ارتباط دهد، شوق و انگیزه یادگیری در دانش آموز افزایش خواهد یافت.‏