ويژگي‌هاي آب

آب نه تنها فراوان‌ترين، بلكه غيرمعمول‌ترين ماده در روي زمين است. داراي ويژگي‌هايي است كه بعضي از آن‌ها از قانون‌هاي عمومي طبيعت پيروي نمي‌كنند. آب تنها ماده‌اي است كه در شرايط عادي، يعني فشار و دماي طبيعي، همزمان در هر سه حالت جامد، مايع و گاز مي‌تواند وجود داشته باشد. در يك روز زمستاني آب در سطح حوض يا استخر به حالت جامد، در زير يخ به حالت مايع و در آسمان به حالت گاز يا بخار وجود دارد. مولكول‌هاي آب پيوسته در حركتند. جامد بودن يا مايع بودن يا گاز بودن آب بستگي به سرعت اين حركت دارد. مولكول‌هاي آب در حالت جامد از هم دور و جدا هستند و تقريبا بي حركتند. در حالت مايع تقريبا نزديك به هم هستند و آزادانه حركت مي‌كنند. مولكول‌هاي آب در حالت گاز حركتي تند دارند و به يكديگر برخورد مي‌كنند.

يكي ديگر از ويژگي‌هاي غير معمولي آب آن است كه آب، برخلاف موادديگر، در هنگام منجمد شدن منبسط مي‌شود و حجمش افزايش مي‌يابد. قاعده عمومي اين استكه ماده، خواه گاز يا مايع يا جامد باشد، هرچه سردتر شود، منقبض مي‌شود و حجمش كاهشمي‌يابد. آب هم در دماهاي بالاتر از 4 درجه سلسيوس از اين قاعده پيروي مي‌كند، وليهرچه دماي آن از 4 درجه سلسيوس كمتر شود، منبسط مي‌شود و حجمش افزايش مي‌يابد. وقتيكه به حالت جامد يعني يخ در مي‌آيد بر حجم آن به اندازه يك يازدهم حجم اصلي افزودهمي‌شود. به سبب همين ويژگي است كه در زمستان لوله‌هاي آب مي‌تركند و ديواره حوض‌هاو استخرها مي‌شكنند، ولي اگر آب بر اثر يخ زدن منقبض مي‌شد يخ بر روي آب شناورنمي‌ماند. يخ‌ها به ته آب مي‌رفتند و كم كم درياها و اقيانوس‌ها پر از يخ مي‌شدند. آن وقت، زندگي در درياها و اقيانوس‌ها نابود مي‌شد. حتي شايد نخستين نشانه‌هايزندگي، كه گفته مي‌شود در آب آغاز شده است، پديد نمي‌آمد.

يك ليتر آب [خالص] در دماي 4 درجه سلسيوس [و يك اتمسفر فشار] يككيلوگرم جرم دارد. به بيان ديگر جرم حجمي آب در 4 درجه سلسيوس يك گرم بر سانتيمترمكعب است. دانشمندان براي تعيين جرم حجمي مواد ديگر، جرم آن‌ها را با جرم آبمي‌سنجند.

آب يكي از بهترين حلال‌ها است و تقريبا هر ماده‌اي را مي‌تواند حلكند. آب روان سخت ترين سنگ‌ها را هم به تدريج حل مي‌كند و مواد حل شده را به درياهاو اقيانوس‌ها مي‌برد. آب مواد غذايي موردنياز جانوارن را نيز حل مي‌كند. مواد غذاييموجود در خاك، پس از حل شدن در آب، به سلول‌هاي گياهان مي‌رسند و سبب رشد آن‌هامي‌شوند. غذاهايي هم كه انسان يا جانوارن مي‌خورند، پس از حل شدن در آب جذبسلول‌هاي بدن آن‌ها مي‌شوند. جانداران مي‌توانند آب مورد نياز خود را از هر نوعمحلولي كه داراي آب باشد به دست آوردند.

آب پس از جيوه، دراراي بيشترين كشش سطحي است. كشش سطحي نيرويي استكه بر سطح مايع وارد مي‌آيد و سبب مي‌شود تا مساحت سطح آن مايع به حداقل برسد. كششسطحي آب نتيجه به هم پيوستگي مولكول‌هاي آب به يكديگر از يك طرف و به هم پيوستگيمولكول‌هاي سطحي آب به مولكول‌هاي داخلي آب از طرف ديگر است. پيوستگي مولكول‌هاي آببه يكديگر به قدري است كه آب مي‌تواند اجسام سنگين‌تر از خود را بر سطح خود نگهدارد. به سبب همين ويژگي است كه مي‌توان سوزني را به طور افقي روي آب شناور كرد وبعضي از حشره‌ها مي‌توانند روي آب بايستند يا راه برودند. اين ويژگي را هنگام چكيدنآب از شير آب نيز مي‌توان ديد. وقتي كه آب قطره قطره فرو مي‌ريزد، نخست هر قطره بهشير آب مي‌چسبد و آويزان و سپس كشيده مي‌شود و سرانجام به صورت كره بسيار كوچكي درمي‌آيد و فرو مي‌افتد. كشش سطحي سبب چسبندگي هم مي‌شود. همين ويژگي سبب مي‌شود كهآب به لبه شير آب، به دست و بدن، به ظرف‌هاي گوناگون و بسياري از چيزهايي كه باآنها تماس پيدا مي‌كند، بچسبد و آنها را تر كند. البته ميزان چسبندگي آب بههمه مواد يكسان نيست. مثلا آب به پارافين نمي‌چسبد. به سبب همين ويژگي چسبندگي استكه آب از ديواره‌هاي ظرف‌هاي باريك استوانه شكل بالا مي‌رود و سطح آن گود به نظرمي‌رسد. اين پديده رامويينگيناميده‌اند. مويينگي كه در زيست شناسي اهميتبسيار دارد، از عواملي است كه سبب مي‌شود آب موجود در خاك، به صورت مايعي زندگيبخش، از راه ريشه و ساقه به قسمت‌هاي گوناگون گياه برسد.

تركيب آب

   آب نيز مانند مواد ديگر ، از ذرات بسيار كوچكي به نام مولكولتشكيل شده است. در هر قطره آب ميليون‌ها مولكول وجود دارد. هر مولكول آب تركيبي استاز دو اتم هيدروژن و يك اتم اكسيژن. حتي در خالص ترين آب ، مواد ديگري نيز وجوددارند ، اما اين مواد تنها بخش كوچكي از آب را تشكيل مي دهند. آب ، هنگامي كه ازروي زمين يا از روي لايه‌هاي زمين مي گذرد ، مواد شيميايي موجود در مسير خود را بهنسبت‌هاي متفاوت حل مي كند و به همراه مي برد. به همين سبب ، در آب رودها موادشيميايي گوناگوني وجود دارند. اين مواد ممكن است كلسيم، باريم، مس، كروم و مانند آن، يا سولفات‌ها و نيترات‌ها و فسفات‌ها و تركيب‌هاي ديگري از آهن، سرب، نقره و سديمو مواد ديگر باشند. بعضي از مواد شيميايي حل شده در آب بر اثر تغيير فشار و دمارسوب مي كنند. يكي از مهم‌ترين اين مواد كلسيم است كه در جدار لوله‌هاي آب يا سماوريا كتري رسوب مي كند. استالاكتيتواستالاگميت، كه در سقف‌ها وديواره‌ها و كف غارهاي آهكي ديده مي شوند ، نمونه‌هايي از رسوب تركيب‌هاي كلسيمهستند كه پس از قرن‌ها پديد آمده‌اند. گذشته از مواد معدني ، در آب مواد آلي وجانداراني مانند ميكروب‌ها ، ويروس‌ها ، قارچ‌ها و جلبك‌ها وجوددارند.

آب

آب ماده‌اي است مركب از ئيدروژن و اكسيژن. آب تنها ماده‌اي است كه در طبيعت به هر سه حالت گاز و مايع و جامد وجود دارد و اغلب نا خالص است. آب خالص بي طعم بي بو و شفاف است. مقدار كم آن بي رنگ و لي مقدار زياد آن آبي به نظر مي‌رسد. آب خالص در سطح دريا در صفر درجه سلسيوس يخ مي‌زند و در صد درجه سلسيوس مي‌جوشد.

آب مايه اصلي زندگي است. انسان بيشتر از يك ماه هممي‌تواند بي غذا زنده بماند، اما اگر بيش از يك هفته آب به بدنش نرسد، خواهد مرد. حتي گياهان و جانوراني كه در خشك‌ترين جاها زندگي مي‌كنند، نياز به مقدار معيني آبدارند.

آب همه جا هست. بيشتر از 70 درصد سطح زمين را آباقيانوس‌ها، درياها، درياچه‌ها و رودخانه‌ها پوشانده است. آب در زير زمين و درهوايي كه تنفس مي‌كنيم نيز وجود دارد. آب 60 تا 90 درصد وزن گياهان يا جانور ياانسان را تشكيل مي‌دهد. بيشتر دانشمندان عقيده دارند كه زندگي در آب آغاز شده است ونخستين موجودات زنده آبزي بوده‌اند.

آب در اسطوره

   يكي از مسائل خيلي مهم زندگي بشر، مسئله دسترسي به آب و روش‌هاي نگه‌داري و استفاده از آن بوده است. اين مسئله در روزگار غار ( دوران كهن سنگي و نو سنگي) حالت بسيار حادي داشته است.

   بشر آن قدر درگير مسائل مربوط به آب بود كه موفقيتش در ساختنظروف سفالي ـ مانند معجزه‌اي ـ باعث دگرگوني در روش زندگي او شد. اما چندهزارسالزندگي سخت باعث شده بود كه موضوع آب به يكي از اصلي‌ترين دغدغه‌هاي ذهني انسانتبديل شود. به همين دليل بين ملت‌هاي تاريخي، داستان‌ها و افسانه‌هايي در مورد آبساخته و پرداخته شد. تمام اين اسطوره‌ها مربوط به اهميت آب پاك و روش‌هاي استفادهاز آن بود.

   در ايران باستان ايزد بانوي آب‌هاي پاك به نام آناهيتا ارديسوَرهاز فراواني و پاكي آب‌ها مراقبت مي‌كرد. اين ايزد بانو چشمه‌ها، نهر‌ها، رودها،درياچه‌ها و درياها را پر از بركت و پاكي مي‌كرد.

   در ايران باستان، پل‌ها و ساختمان‌هاي پيرامون چشمه‌ها و سدهاهمگي براي خوش يمني به نام اين ايزدبانو نام گذاري مي‌شدند. هنوز نام‌هايي نظير پلدختر، بند دختر، چشمه دختر، بين مردم نواحي مختلف، يادگار احترام به اينايزدبانوست.

   در تاق بستان كرمانشاه نقشي از آناهيتا باقي مانده است: بانوييبلند بالا و شكوهمند كه ظرفي در دست دارد و آب از آن جاري است.

   در شهر كنگاور نزديك كرمانشاه، بزرگ‌ترين معبد شناسايي شده ناهيدهنوز پابرجاست.

   روي ظرف‌هاي سفالي روزگار نوسنگي براي بركت و پاكي آب، نقش ونگار پرندگان آبزي و بزكوهي به عنوان نگهبانان آب، به فراواني نقش شده است.

   در يكي از بخش‌هاي اوستا توصيف آناهيتا با جزئيات كامل سروده شدهاست.

   يكي از داستان‌هاي اسطوره‌اي بسيار زيباي ايراني، داستان مبارزهاَپوش ديو خشكي با تيشتره فرشته باران و آب است. در اين داستان اپوش به شكل اسبسياه دم كُل نيرومند و تيشتره به صورت اسب سفيد زرين لگام شكوهمند توصيف شده است. اپوش باعث خشكي و شوري و تلخي و پليدي آب‌ها و تيشتره سبب باريدن باران، جاري شدنآب پاك و رفع شوري و تلخي آب مي‌شود.

   در ايران باستان حفاظت و احترام به آب‌ها از دستورالعمل‌هايبسيار مهم زندگي اجتماعي بوده است و مردم با نذر و نيايش براي پاكي آب‌ها آرزومي‌كردند. در كنار هر چشمه‌اي عبادتگاهي ساخته مي‌شد و همه مردم نسبت به اين موضوعمسئول بودند.

¤ لينک |ساعت 23:12مولكول‌ها و يون‌ها

گاز‌هاي نادر [نجيب] ( هليم، نئون، آرگون، كريپتون، گزنون و رادون) تنها عناصري هستند كه در طبيعت به صورت‌ اتم‌هاي منفرد يافت مي‌شوند. ساير عناصر ونيز تمام تركيبات، به صورت تركيبي از اتم‌ها وجود دارند. مولكول‌ها و يون‌ها دو نوعذره مهم هستند كه از اتم‌ها به وجود مي‌آيند.

مولكول‌ها

مولكول ذره‌اي است مركب از دو يا چند اتم كه به يكديگر محكمپيوسته‌اند. در فرآيندهاي شيميايي و فيزيكي، مولكول‌ها به صورت واحد عمل مي‌كنند. برخي از عناصر و بسياري از تركيبات به صورت مولكول وجود دارند.

يون‌ها

يونذره‌اي است مركب از يك اتم يا گروهي از اتم‌ها كه حامل بارالكتريكي هستند. يون‌ها بر دو نوعند:

  ۱. كاتيونكه يك بار مثبت دارد، زيرا يك يا چند الكترون را از دست دادهاست.

  2. آنيونكه يك بار منفي دارد، زيرا يك يا چند الكترون بهدست آورده است.

ايزوتوپ

ايزوتوپبه هر يك از اتم‌هاي گوناگون يك عنصر شيميايي گفتهمي‌شود كه تعداد پروتون‌هاي آن مساوي ولي تعداد نوترون‌هاي آن متفاوت است. بعضي ازعنصرهاي شيميايي مانند آلومينيوم، طلا، فلوئور و فسفر فقط يك نوع اتم دارند. امابيشتر عنصرها چندين ايزوتوپ طبيعي دارند. مثلاً ئيدروژن در طبيعت به صورت سهايزوتوپ، و قلع به صورت ده ايزوتوپ يافت مي‌شود. امروزه، به طور مصنوعي ايزوتوپ‌هايديگري نيز از اتم‌ها مي‌سازند. مثلاً طلا ايزوتوپ طبيعي ندارد، ولي ايزوتوپ مصنوعيآن را در پزشكي به كار مي‌برند. خواص شيميايي ايزوتوپ‌هاي يك عنصر تقريباً يكساناست، زيرا تعداد پروتون‌ها و الكترون‌هاي آن‌ها مساوي است، اما بعضي از خواص فيزيكيايزوتوپ‌هاي يك عنصر، مانند وزن اتمي و چگالي آن‌ها، متفاوت است، زيرا تعدادنوترون‌هاي آن مساوي نيست.

عدد اتمي همه عنصرهاي شيميايي با يكديگر تفاوت دارد، اما عدد اتميايزوتوپ‌هاي يك عنصر يكسان است. به همين سبب، درجدول تناوبي عناصرشيميايي،كه عنصرها به ترتيب عدد اتمي در رديف‌هاي افقي مرتب شده‌اند، همه ايزوتوپ‌هاي هرعنصر در خانه‌اي از جدول جاي مي‌گيرند كه شماره آن با عدد اتمي آن عنصر برابر است. مجموع تعداد پروتون‌ها و نوترون‌هاي موجود در هسته اتم راعدد جرميمي‌نامند. بنابراين، عدد جرمي ايزوتوپ‌ها با يكديگر تفاوت دارد.

نشانه‌هاي اتمي

يك اتم، با دو عدد، « اتمي » و « جرمي »، مشخص مي‌شود.

1. عدد اتمي،Z نشان دهنده واحدهاي بار مثبت هسته است. از آنجا كه بارپروتون 1+ است، عدد اتمي برابر با تعداد پروتون‌هاي هسته اتم مي‌باشد.

تعداد پروتون‌ها = Z

يك اتم از نظر بار الكتريكي خنثي است. بنابراين، عدد اتمي، نشاندهنده تعداد الكتون‌ها در خارج هسته است.

2. عدد جرمي،A ،نشان دهنده تعداد كل پروتون‌ها و نوترون‌ها ( كه مجموعاًنوكلئونناميدهمي‌شود.) در هسته اتم است.

A = تعداد پروتون‌ها + تعداد نوترون‌ها

A = Z + تعداد نوترون‌ها

بنابراين تعداد نوترون‌ها را مي‌توان از تفريق عدد اتمي ( تعدادپروتون‌ها ) از عدد جرمي ( مجموع تعداد پروتون‌ها و نوترون‌ها ) به دست آورد.

تعداد نوترون‌ها = A _ Z

بين جدول‌هايي كه پس از جستجو در اينترنت پيدا كردم، اين جدول از همه بيشتر بهجدول كتاب شيمي دبيرستان شباهت داشت. تنها تفاوت آن، در خانه Ha با عدد اتمي 105 بود كه در كتاب درسي Db است و Ns با عدد اتمي 107 كه در كتاب درسي Bh نوشته شده است.

جدول تناوبي عناصر،آرايشي از عنصرهاي شيميايي بهصورت تناوب‌ها يا دوره‌ها ( رديف‌ها )، و گروه‌ها (ستون‌ها ). مندليفپيشنهاد كرد كه عنصرها بايد به ترتيب افزايش جرم (وزن) اتمي منظم شده و بر طبقخواص‌شان گروه‌بندي شوند.

اين جدول بر اساسقانون تناوبيعنصرها استوار است. بر طبقاين قانون هرگاه عنصرها را بر حسب افزايش عدد اتمي در كنار يكديگر قرار دهيم خواصفيزيكي و شيميايي آن‌ها به صورت تناوبي تكرار مي‌شود.

پروتون، نوترون، الكترون

در مركز اتم يك هسته وجود دارد. بيشتر جرم و تمام بار مثبت اتم در اين هسته متمركز است. امروز اعتقاد بر اين است كه هسته از تعدادي پروتون و نوترون تشكيل مي‌شود كه مجموعاً جرم آن را به وجود مي‌آورند. پروتون‌ها علت وجود بار مثبت در هسته مي‌باشند.

الكترون‌ها كه بيشتر حجم اتم را اشغال مي‌كنند. درخارج هسته(برون هسته‌اي) مي‌باشند و با سرعت به دور آن مي‌گردند. از آنجاكه هر اتم از نظر بار الكتريكي خنثي است، كل بار مثبت هسته كه از پروتون‌هاي آنناشي مي‌شود، معادل كل بار منفي تمام الكترون‌هاست، بنابراين تعداد الكترون‌هابرابر تعداد پروتون‌هاست.

عناصر، تركيب‌ها و مخلوط‌ها

مادهيعني آنچه كه جهان هستي از آن تشكيل يافته است ومي‌توان آن را به عنوان هر چيزي كه فضا را اشغال كند و داراي جرم باشد، تعريفكرد.

يونانيان باستان اين عقيده را رواج دادند كه كليه مواد از تعدادمعدودي مواد ساده به نام عناصر تشكيل شده‌اند يونانيان تصور مي‌كردند كل ماده‌اي كهدر زمين وجود دارد، از چهار عنصرآب،هوا،خاكوآتشتشكيل شده است.

در سال 1661 رابرت بويل در كتاب خود به نامشيمي‌دان شكاكتعريف جديدي از عنصر را مطرح كرد؛ صحت طرز تلقي بويل از يكعنصر شيمياييدر قرن بعد توسط آنتوان لاوازيه به اثبات رسيد. لاوازيه ماده‌اي را به عنوان عنصرپذيرفت كه نتواند به مواد ساده‌تر از خود تجزيه شود. علاوه بر آن وي خاطر نشان ساختكه يك تركيب از اتحاد عناصر ايجاد مي‌شود.

تركيباتموادي هستند كه از دو يا چند عنصر به نسبت‌هاي ثابتو معين تشكيل يافته‌اند.

خواص تركيبات با عناصر تشكيل دهنده آن‌ها تفاوت دارد.

يك عنصر يا يك تركيب، يكماده خالصناميده مي‌شود. همه انواعديگر ماده مخلوط مي‌باشند.

مخلوط‌هااز دو يا چند ماده خالص تهيه مي‌شوند و تركيب متغيريدارند. خواص يك مخلوط به تركيب مخلوط و مواد خالص تشكيل دهنده آن بستگي دارد.

اکوسیستم

گیاهان (مانند علف در علفزار) انرژی خورشید را از طریق فتوسنتز به انرژی شیمیایی ذخیره شده ، تبدیل می کنند. این انرژی در سلولهای گیاه ذخیره شده و جهت رشد ، اصلاح و تکثیر آن استفاده می گردد. گاوها و سایر حیوانات، انرژی ذخیره شده در علف یا دانه را استفاده نموده و آن را به انرژی ذخیره شده ای در بدن خود تبدیل می کنند. زمانیکه ما گوشت و سایر محصولات حیوانی را می خوریم ، ما نیز آن انرژی را در بدن خود ذخیره می کنیم. ما از این انرژی ذخیره شده برای راه رفتن ، دویدن ، دوچرخه سواری و یا حتّی خواندن یک مطلب برروی اینترنت استفاده می کنیم. اکوسیستم و زنجیره ی غذایی:در محیط زیستی عوامل غیر زنده مانند خاک ، آب ، گازها و غیره به همراه جانداران وجود دارند. موجودات زنده با هم و با محیط غیر زنده خود ارتباطی متقابل برقرار می‌سازند. این ارتباط‌ها برای بقای محیط زیست بسیار لازمند. کارشناسان محیط زیست هنگام بررسی ، مناطق زیستی را مورد مطالعه قرار می‌دهند. هر منطقه زیستی شامل موجودات زنده ویژه عوامل غیر زنده است اکوسیستم نام دارد و دانشی که به بررسی اکوسیستم‌ها می‌پردازد. اکولوژی نامیده می‌شود. عوامل زنده اکوسیستم جانداران را براساس نقشی که در محیط دارند به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند. 1. موجودات تولید کننده (گیاهان سبز) 2. موجودات مصرف کننده (جانوران) 3. موجودات تجزیه کننده (باکتری‌ها و قارچ‌ها) ارتباط موجودات زنده با هم دیگر مهم ترین ارتباط غذایی است که به صورت زنجیره غذایی و شبکه غذایی در جریان است. علاوه بر ارتباط کلی میان جانداران که به صورت زنجیره غذایی نشان داده می‌شود. انواع دیگری از ارتباط نیز میان آنها وجود دارد که در آن الزاما ارتباط غذایی منجر به از بین رفتن طرفین نمی‌شود بلکه در این نوع ارتباط جانداران به زیستن در کنار هم ادامه می‌دهند. ارتباط غذایی زنجیره غذایی اگر وابستگی غذایی یک موجود زنده را با موجود زنده دیگر به صورت A→B نمایش دهیم بدین معنی است که موجود زنده A غذای موجود زنده B است و به عبارت دیگر B از A تغذیه می‌کند. بدین ترتیب می‌توانیم روابط غذایی زیر را که بین چند موجود زنده برقرار می‌شود نشان دهیم. در این روابط هر موجود زنده به صورت حلقه‌ای از یک زنجیر با موجود زنده دیگر مربوط می‌شود. هر یک از این روابط را یک زنجیره غذایی می‌نامند. در تمام این زنجیره‌های غذایی حلقه اول یک گیاه سبز است حلقه دوم یک جاندار گیاهخوار است و حلقه‌های بعدی را موجودات گوشتخوار تشکیل می‌شوند. شبکه غذایی چند زنجیره غذایی که با یکدیگر ارتباط داشته باشند یک شبکه غذایی را بوجود می‌آورند. شبکه حیات همه شبکه‌های غذایی با یکدیگر ارتباط دارند بطوری که همه موجودات زنده کره زمین یک شبکه غذایی بزرگ را تشکیل می‌دهد این شبکه غذایی بزرگ ، شبکه حیات نام دارد. نوع دیگر ارتباط جانداران با هم رقابت در رقابت یک موجود به چیزهایی که مورد نیاز موجود زنده دیگر نیز هست احتیاج پیدا می‌کند. مثلا جانوران بین یافتن غذا و لانه سازی و غیره با هم رقابت می‌کنند. در عمل رقابت گاهی دو رقیب با یکدیگر با خبر نیستند. بعضی از رقابت‌ها میان جانداران یک گونه و برخی دیگر در بین جاندارانی که از گونه‌های متفاوت است صورت می‌گیرد. موضوع مورد رقابت اغلب جانوران غذاست. رقابت تختصاص به جانوران ندارد. گیاهان نیز برای بدست آوردن نور ، آب و کانی‌ها با هم به رقابت می‌پردازند. هم زیستی هم زیستی یعنی زندگی کردن با یکدیگر و با هم زیستن اما در اکولوژی منظور از هم زیستی هر نوع ارتباط نزدیک میان دو نوع موجود زنده است صورت‌هایی از هم زیستی عبارتند از: هم سفرگی در این نوع هم زیستی یکی از افراد ، نه سود می‌برند و نه زیان و دیگری سود می‌برد. مانند رابطه چسبیدن ماهی بادکش‌دار ، بدن کوسه ماهی ، که ماهی بادکش دار در این رابطه سود می‌برد. همیاری در این نوع هم زیستی دو موجود زنده هر دو از یکدیگر بهره می‌برند- همیاری ممکن است داوطلبانه و یا اجباری باشد. همیاری گل‌سنگها اجباری است و قارچی که در ساختمان گلسنگ بکار رفته بدون جلبک سبز قادر به ادامه حیات است میان باکتری‌ها و گیاهان تیره نخود نیز همیاری است - همیار s شته و مورچه حالت اجباری دارد. زندگی انگلی در این نوع همزیستی یک موجود (انگل) سود می‌برند و موجود دیگر (میزبان) زیان. زندگی صیادی مستقیم‌ترین رابطه غذایی هنگامی وجود دارد که جاندار دیگر را بخورد. هر مصرف کننده‌ای که جانداری دیگر را بکشد و بخورد یک صیاد است و جانداری که خورده شود صید نام دارد. عوامل غیر زنده اکوسیستم گرما بیشتر از اشعه مادون قرمز بخشی از نور خورشید به دست می‌آید و در فعالیت‌های موجودات زنده نیز انرژی به صورت گرما آزاد می‌شود. دما یکی از عوامل غیر زنده محیطی است و تغییرات زیادی دارد و کلیه جانداران به نحوی با این تغییرات سازش پیدا کرده‌اند سازش باعث بقای جانوران می‌شود. نور نور نقش مهم در غذاسازی تولید کننده دارد. گازها مهم‌ترین گازهایی که در اتمسفر وجود دارند عبارتند از : اکسیژن و دی‌اکسید کربن. که اکسیژن در تنفس و در اکسید کربن در فتوسنتز نقش دارد. آب آب به صورت تبخیر شده وارد اتمسفر می‌شود و به صورت برف و باران به زمین برمی‌گردد. مواد شیمیایی به دو صورت کانی و آلی در اکوسیستمها وجود دارد مواد آلی ناشی از تجزیه موجودات زنده ، در اکوسیستمهای مختلف مورد استفاده جانداران قرار می‌گیرد. مواد کانی نیز به ترکیبات مختلف مثل نمک خوراکی یا کلریدسدیم که در غذای آدمی مهم است و یا کودهای شیمیایی که در حاصل خیزی خاک اهمیت دارد.

مفاهیم کلی

هر موجود زنده به تنهایی یک سیستم یا مجموعه منظم است و در عین حال ممکن است از سیستم‌های کوچک‌تر تشکیل یابد. وقتی موجودات زنده اجتماع و تشکل می‌یابند، روابط نظام‌مندی بین آنها پدیدار می‌شود و در نهایت وقتی همه موجودات زنده در یک محیط قرار می‌گیرند، یک سیستم بزرگ‌تر را تشکیل می‌دهند که به دلیل وجود روابط قانونمند و هدفدار بین محیط و جانداران، این مجموعه سیستم اکولوژیک یا اکوسیستم نامیده می‌شود. استقرار پایدار هر اکوسیستم منحصرا به مشارکت همه اجزای اصلی در ساختمان آن بستگی دارد. بدیهی است اگر مثلاً عوامل غیر زنده لازم وجود نداشته باشد، پایداری اکوسیستم هم، غیر ممکن خواهد بود. بر این اساس اکوسیستم از اجزای زیر تشکیل یافته است.

• مجموعه عوامل غیر زنده.
• تولید کننده‌ها یا گیاهان کلروفیل‌دار.
• مصرف کننده‌ها شامل دو گروه: گیاهخواران یا مصرف کننده‌های ردیف اول و گوشتخواران یا مصرف کننده‌های ردیف دوم.
• تجزیه کننده‌ها.

 انواع اکوسیستم از نظر ناقص یا کامل بودن چرخه مواد

اکوسیستم‌های ناقص آنهایی هستند که چرخه ماده در آنها تقریباً بسته است و اکوسیستم‌های کامل آنهایی هستند که مبادله ماده بین محیط و موجود زنده کاملاً بسته نیست. مثلاً در یک دریاچه، انرژی آفتاب به دلیل جذب مواد و تثبیت انرژی آفتاب از طریق گیاهان، ذخیره می‌شود و به مصرف ماهیها مصرف می‌رسد. مرغان ماهیخوار این مواد را با صید ماهی دریافت کرده و فضولات مرغان ماهیخوار و اجساد آنها به اکوسیستم‌های دیگر وارد می‌شود.

به این ترتیب چرخه ماده، به صورت کامل بسته در نمی‌آید. در اکوسیستم‌های مصنوعی (مصرف کننده و تولید کننده با دخالت انسان استقرار یافته است) نیز به این صورت است. اما اگر همه اکوسیستم‌های کره زمین را یک اکوسیستم تلقی کنیم، این مجموعه حالت اکوسیستم کامل دارد. زیرا در این اکوسیستم بزرگ مجموعه موادی که از محیط گرفته می‌شود سرانجام به محیط باز می‌گردد.

مکانیسم روند تولید در اکوسیستم

روند توالی یا انباشتن انرژی در اتمهای کربن مستلزم آن است که اتمهای هیدروژن از یک ملکول محتوی هیدروژن جدا گردد و به اتمهای کربن که از تجزیه CO۲ بدست می‌آیِند، اتصال داده شود. گیاهان کلروفیل‌دار برای اخذ هیدروژن، ملکولهای آب (H۲O) را تجزیه و ضمن تولید مواد آلی، اکسیژن را آزاد می‌کنند. علاوه بر گیاهان کلروفیل‌دار، برخی از باکتریها نیز عمل فتوسنتز را انجام می‌دهند. اما منبع هیدروژن برای این باکتریها H۲O نیست، بلکه یک ترکیب دیگر است. برای مثال، باکتریهای سبز آزاد کننده گوگرد بجای H۲O و H۲S را تجزیه و در نتیجه بجای رها کردن O۲، گوگرد یا S را آزاد می‌کنند.

 مکانیسم روند مصرف در اکوسیستم

اساس روند مصرف مبتنی بر تجزیه یا شکستن ترکیبات آلی حاصل از روند تولید است که به دو صورت انجام می‌شود:

• تنفس هوازی: در این روند، مواد آلی با طی مسیرهای طولانی در نهایت با اتمهای اکسیژن ترکیب می‌شوند.
• تخمیر یا تنفس غیر هوازی: در جریان این روند، مواد قندی به صورت کامل شکسته نمی‌شوند، بلکه سهمی از آرایش مواد قندی حفظ می‌شود. به همین دلیل تمام انرژی انباشته در آنها آزاد نمی‌گردد.

 زنجیر غذایی و شبکه غذایی در اکوسیستم

در دانش اکولوژی هر یک از از سطوح انباشتگی مواد آلی یا انرژی را یک پله غذایی یا یک سطح غذایی (trophilevel) می‌نامند و تولید کننده‌ها بالطبع سطح اول و هر یک از ردیفهای مصرف کننده، یک سطح دیگر تلقی می‌شوند. این زنجیره‌های غذایی مستقل از هم نیستند و بین اکثر زنجیره‌های غذایی حلقه‌های مشترک وجود دارد.

برای مثال در یک اکوسیستم مرتعی، یک زنجیره غذایی با سه حلقه گیاه، خرگوش و گرگ استقرار می‌یابند و زنجیر دیگری نیز با سه حلقه گیاه، گوسفند و گرگ تشکیل می‌شود. حلقه سوم بین دو زنجیر مشترک است. پس گرگ این دو زنجیر را بهم پیوند می‌دهد. مجموعه زنجیره‌های غذایی را که باهم حلقه‌های مشترک دارند در اصطلاح رشته یا شبکه غذایی (tood Web) می‌نامند.

[ هرمهای اکوسیستم

هر چقدر از پله پایین‌تر اکوسیستم به طرف پله‌های بالاتر پیش رویم، تعداد موجودات زنده پله‌ها کمتر می‌شود، در واقع می‌توان گفت مقدار انرژی انباشته در پله‌های اکوسیستم از پایین به بالا به تدریج کاهش می‌یابد. توجه به این مطلب، انگیزه اصلی طرح مبحثی تحت عنوان هرمهای اکوسیستم است. اگر در یک اکوسیستم، موجودات زنده پله اول را یک جا جمع کنیم و بعد موجودات زنده پله‌های دیگر را به همان توالی طبیعی به ترتیب پله‌ها روی هم قرار دهیم، شکل عمومی آنها، به صورت یک هرم خواهد بود.

اگر گیاهان و حیوانات موجود در اکوسیستم از نظر مدت زمان رشد، حجم و وزن بدن با همدیگر هماهنگ باشند می‌توان از هرم تعداد، به عنوان هرم وزن استفاده نمود به این نوع هرم، هرم وزن زنده یا توده زنده نیز گفته می‌شود. اما شرط اصلی این هرم این است که همه موجودات زنده همه پله‌های آن یکساله باشد اگر بیشتر از این باشد هرم وزن زنده گویایی خود را از دست می‌دهد.

چرا که در اینحالت، وزن زنده جانداران مختلف در این هرم، در طول یکسال یکسان نخواهد بود. مثلاً وزن زنده مصرف کنندگانی مانند فیل و زرافه، در یکسال تفاوت فاحشی خواهد داشت. به خاطر همین، هرم انرژی مطرح گردید که منظور از آن، محاسبه مقدار انرژی‌ای است که در مدت معینی در هر کدام از پله‌های اکوسیستم ذخیره می‌شود در اینحالت مقدار انرژی انباشته شده در مدت معین مثلاً یکسال، ملاک رسم هرم قرار می‌گیرد.

 اکوسیستم آب

• عوامل غیرزنده
• دما: در اکوسیستم‌های آب دما نقش ارزنده‌ای دارد زیرا گرمای ویژه آب زیاد است و می‌تواند به تدریج مقدار زیادی گرما را جذب کند و یا ازدست بدهد. بنابراین موجودات آبزی کمتر از موجودات خشکی‌زی در معرض تغییرات شدید دما قرار می‌گیرند. حیات دراعماق زیاد بستگی به این دارد که مواد غذایی تا چه حد از سطح به آنها برسد. در هر حال جثه جانوران نواحی عمیق کوچک است. در اعماق تاریک اقیانوسها تولید کننده‌ای وجود ندارد و تنها عده کمی مصرف کننده با جثه کوچک دیده می‌شود.
• گازها: دو گاز مهم و موثر در حیات یعنی O۲ و CO۲ را بررسی می‌کنیم که اکسیژن در آب بسیار کمتر از هواست. مقدار اکسیژن هوا در یک لیتر هوا و در دمای ۱۵ درجه سانتیگراد، ۲۱۰ سانتیمتر مکعب است ولی مقدار O۲ در یک لیتر آب شیرین و دمای ۱۵ درجه سانتیگراد ۷.۲ سانتیمتر مکعب است. که مقدار آن درآب شور به ۵.۸ سانتیمتر مکعب کاهش می‌یابد. آبزیان با این مقدار کم اکسیژن سازش حاصل کرده‌اند و دستگاه تنفسی آنها قادر است که اکسیژن مورد نیاز بدن را از آب جذب نمایند.
• عوامل زنده اکوسیستم‌های آب

موجودات زنده اکوسیستم‌های آب عبارت‌انداز: تولیدکننده‌ها، مصرف کننده‌ها و تجزیه کننده‌ها که این موجودات برحسب اینکه اکوسیستم، آب شور داشته باشد یا آب شیرین فرق خواهد کرد.

·          

• تولیدکنندگان: در آبهای شور یا دریاها فقط فیتوپلانکتونها هستند ولی در آبهای شیرین گیاهان آبی نیز جزء تولیدکنندگان هستند.
• مصرف کنندگان: عبارت‌انداز موجوداتی که از فیتوپلانکتونها تغذیه می‌کنند (مثل سخت پوستان) و ماهی‌های کوچک‌تر و بعد ماهی‌های بزرگ‌تر.
• تجزیه کنندگان: شامل بعضی باکتریها و قارچها هستند که با تجزیه اجساد جانداران آبزی باعث می‌شوند که چرخه مواد در آب برقرار بماند.

 چشم انداز بحث

با توجه به اهمیت هر کدام از اعضای یک اکوسیستم خاص در تداوم آن بقای تک تک آنها ضروری و غیر قابل اغماض است. اما درجه اهمیت هر یک از این اعضا، با همدیگر فرق می‌کند. با این وجود، باید برنامه‌های مربوط به زیست محیطی، آنچنان در نظر گرفته شود که بقای همه موجودات یک اکوسیستم تضمین گردد

اصول علمي زيست مكانيك

فصل اول: معرفي تجزيه هاي بيومكانيك

فصل دوم: ويژگي هاي مكانيكي مواد

فصل سوم: بيومكانيك استخوان

فصل چهارم: بيومكانيك عضله اسكلتي

فصل پنجم: بيومكانيك زردپي و رباط

فصل هفتم: بيومكانيك مفاصل

فصل اول:

اين فصل، اصول پايه اي به كار گرفته شده در سرتاسر اين كتاب را براي درك ساختار و عملكرد سيستم اسكلت يا عضلاني به خواننده معرفي مي كند. بيومكانيك مطالعه ي سيستم هاي بيولوژيكي توسط اجراي قوانين فيزيك مي باشد. اهداف اين فصل مرور اصول و ابزار تجزيه هاي مكانيكي و توضيح رفتار مكانيكي بافت هايي است كه سيستم اسكلت عضلاني را مي سازند. اهداف ويژه ي اين فصل موارد زير مي باشد:

1)     مرور اصولي كه اساس قواعد بيومكانيكي بدن هاي استوار را شكل داده اند.

2)     مرور رويكرد هاي رياضي به كار گرفته شده براي انجام قواعد اسكلت استوار.

3)     بررسي مفاهيم به كار رفته براي ارزيابي ويژگي هاي مواد دگرديس پذير

4)     توضيح ويژگي هاي بافت هاي بيولوژيكي اوليه

5)     مرور اجزاء و رفتار مجموعه ي مفاصل

با ادراك اصول قواعد بيومكانيكي و ويژگي هاي زيستي بافت هاي اوليه ي سيستم اسكلت- عضلاني، خواننده در جهت اجراي اين اصول براي هر قسمت بدن آماده خواهد شد تا مكانيك هاي حركت نرمال هر قسمت را بداند و تأثيرات اختلالات پاتومكانيك يا مكانيك بيماري را در مورد جابه جايي احساس كند.

معرفي اصول بيومكانيك،       دكتر اَندرو آركادونا.

اگرچه بدن انسان يك سيستم پيچيده ي بيولوژيكي باورنكردني است كه با تريليون ها سلول ساخته شده، موضوعي است كه مشابه قوانين بنيادي، بر ساختارهاي ساده فلزي يا پلاستيك حكومت مي كند. مطالعه ي جوابگويي سيستم هاي بيولوژيكي به نيروهاي مكانيكي اشاره به يك عنوان بيومكانيكي دارد. با اين كه تا قرن بيستم به عنوان يك رشته علمي رسمي شناخته نشده بود، ولي بيومكانيك توسط علاقه منداني چون لئوناردوداوينچي، گليلئو گاليله، و آريستوتل مورد تحقيق قرار گرفته شده بود. به كارگيري بيومكانيك براي سيستم اسكلت عضلاني منجر به درك بهتر عمل و بد عملي اتصالات بدن شد و در نتيجه تجهيزات و شيوه هايي چون سيستم هاي اورتوپلاستي يا مفصل سازي و حل ورم مفاصل بهبود يافت. به علاوه، مفاهيم بيومكانيكي اسكلت- عضلاني براي متخصصين باليني از قبيل جرّاحان ارتوپد و متخصصان درمان شناسي و **** مهم مي باشند.

بيومكانيك گاهي اوقات به اتصال ميان ساختار و عملكرد اشاره مي كند. ماداميكه يك درمان شناسي به طور نمونه يك بيمار را از منظره ي حركت شناختي بدن ارزيابي مي كند، گاهي اجراي يك تجزيه ي كامل بيومكانيكي عملي يا ضروري نمي باشد. امّا يك دانش جامع از بيومكانيك و آناتومي (كالبدشناسي) براي درك چگونگي عملكرد سيستم عضلاني ضروري مي باشد. بيومكانيك همچنين مي تواند در ارزيابي انتقادي درمان ها و سنجش هاي پيشنهادي جديد و رايج براي بيمار، مفيد واقع شود. در نهايت يك درك كلّي از بيومكانيك براي فهميدن برخي اصطلاحات علمي همراه با حركت- شناسي (مثل: توركو، دَم و ...) لازم است.

اهداف اين فصل:

1)     مرور بعضي از اصول كلي رياضي به كار رفته در بيومكانيك

2)     توضيح نيروها و لحظه ها

3)     بحث راجع به اصولِ قواعد ايستا

4)     ارائه ي مفاهيم اصولي در جنبش شناسي و مسائل سينتيك (جنبشي)

قواعد محدود به مطالعه در حيطه ي اسكلت استوار يا بدن سالم مي باشد. بدن هاي دگرديس پذير را در فصول 2 و 6 مورد مطالعه قرار خواهيم داد. موارد اين فصل مرجع مهمي براي فصل هاي تجزيه هاي نيرو در سرتاسر متن مي باشد.

-       مرور اجمالي به رياضيات

اين بخش به عنوان دور برخي مفاهيم اصولي رياضي به كار گرفته شده در بيومكانيك انتخاب شده است. با وجود اينكه، در صورت آشنايي خواننده با اين موارد بالا و پايين مي رود ولي، حداقل به دور اين فصل كمك به سزايي مي كند.

-       واحد هاي اندازه گيري

اهميّت واحدهاي اندازه گيري به تنهايي كافي نمي باشد. اندازه گيري بايد همراه با واحدي باشد كه مفهوم فيزيكي داشته باشد. برخي اوقات شرايطي وجود دارند كه واحدهاي خاصّي حذفي مي شوند. اگر يك متخصص باليني از قد بيمار بپرسد و جواب «5-6» باشد، انصافاً فرض مي كند كه بيمار 5 فيت، 6 اينچ قد دارد. با اين وجود كه اگر بيمار در اروپا باشد، جايي كه سيستم متري به كار مي رود، اين تفسير اشتباه است. همچنين شرايطي موجود است كه فقدان يك واحد، عددي را به كلي بي فايده مي سازد. اگر به بيماري گفته مي شد كه تمرينات دنباله داري را براي 2 انجام دهد، بيمار نظري نداشت كه معناي 2، 2 روز، هفته، ماه يا حتي سال باشد. استفاده ي واحدها در بيومكانيك مي تواند به 2 گروه تقسيم شود. اول، 4 واحد اساسيِ طول، جرم، زمان و دما وجود دارند كه بر حسب استانداردهاي جهاني پذيرفته شده، تعريف شده اند. هر واحد ديگري، يك واحد اشتقاقي در نظر گرفته شده است و مي تواند در شرايط اين واحدهاي اساسي، تعريف شوند. براي مثال سرعت برابر طول تقسيم بر زمان است و نيرو برابر جرم ضرب در طول تقسيم بر مجذور زمان مي باشد. ليستي از واحدهاي ضروري براي بيومكانيك در جدول 1-1 تهيه شده است.

جدول 1-1 واحدهاي  به كار رفته در بيومكانيك                                                      

اززماني كه زاويه ها در تجزيه ي سيستم اسكلت عضلاني مهم محسوب شده اند، مثلثات يكي از مفيدترين ابزارهاي بيومكانيك است. واحد پذيرفته شده براي سنجش زوايا در درمانگاه درجه است. در يك دايره ْ360 درجه وجود دارد، يا به بيان ديگر دايره ْ360 است. اگر فقط يك بخش از دايره در نظر گرفته شود، آنگاه زاويه ي تشكيل شده بخشي از ْ360 است. به عنوان مثال،  دايره شامل يك زاويه ي ْ 90 است. اگرچه، در كل، درجه ي واحد مسئله ي مورد بحث اين متن است، زوايا نيز مي توانند در قسمت راديان توضيح داده شوند. از زماني كه  راديان در يك دايره وجود دارد، در هر راديان ْ3/57 است. وقتي از يك ماشين حساب استفاده مي كنيم، تعيين اين كه وقت استفاده از درجه راديان است مهم مي باشد.

به علاوه، برخي برنامه هاي كامپيوتر از قبيل Microsoft Excel ، براي محاسبه ي مثلثات از راديان استفاده مي كنند. عملكردهاي مثلثات در بيومكانيك براي حل و رفع نيروها به اجزاء آنها توسط زواياي مربوط به فواصل در يك زاويه ي قائم خيل مفيد هستند (يك مثلث ْ90 دارد). اصولي ترينِ اين روابط (سينوس، كسينوس، تانژانت) در شكل 1 1A تشريع شده اند. يك مرور ساده براي كمك به يادآوري اين معادلات Sohcatoa، (sine) سينوس طرف معكوس است تقسيم بر h وتر (hypotenuse)، (cosine) كسينوس طرف مقابل است a(adjacent) تقسيم بر (h) وتر (hypotenuse)، و (tangent) (t) تانژانت طرف معكوس تقسيم بر (adjacent)a.

اگرچه بيشتر ماشين حساب ها مي توانند براي محاسبه ي اين عملكردها استفاده شوند، برخي يادآوري هاي با ارزش اينجا هستند.

(معادله ي 2-1)                  1=)ْ90)sin و )ْ0)sin

(معادله ي 2-2)                  0=)ْ90) cos و 1=)ْ0)cos

(معادله ي 3-2)                  1= )ْ45)tan

به علاوه تئوري فيثاغورثي اظهار مي كند كه براي يك مثلث قائمه، مجموع مجذور دو ضلع مجاور زاويه ي قائمه برابر با مجذور در وتر مي باشد. (شكل 1. A1) اگرچه به طور معمول كمتر به كار مي رود، همچنين معادلاتي موجودند كه زوايا و اضلاع مجاور براي مثلث ها شامل يك زاويه راست نمي شوند.

-       قواعد بردار

پارامترهاي بيومكانيكي مي توانند به عنوان كميّت يا بردار ارائه شوند. يك كميت به آساني توسطِ اندازه اي كه دارد ارائه مي شود. جرم، زمان و طول مثال هايي از كميّت مي باشند، يك بردار معمولاً به عنوانِ دامنه يا جهت ياب معرفي مي شود. به علاوه يك تعريف كلي از بردار همچنين شامل جهت آن (مسير) و نقطه ي اجراي آن است. نيروها و لحظه ها مثال هايي از كميّت هاي برداري هستند. شرايط يك مرد lb160 را كه به مدت 10 ثانيه روي يك صندلي نشسته است را در نظر بگيريد. نيرويي كه وزن او روي صندلي اعمال مي كند، توسط يك بردار به بزرگي lb160، جهت (عمودي)، مسير (رو به پايين)، و نقطه ي اجرا يا حركت (جايگاه صندلي)، ارائه خواهد شد. با اين وجود، زمان سپري شده روي صندلي يك كميّت عددي است و مي تواند با مقدار مقدار آن تعيين شود (10 ثانيه). براي جلوگيري از اشتباه، در تمام اين متن، براي (A) بردارهاي مشخص شده، جسورانه بيان مي كنيم.

(B) براي كميت ها- بيان ديگر براي بردارها در ادبيات پيدا مي شود (و در كلاس ها جايي كه بيان جسورانه سخت است) مثل كشيدن يك خط زير حرف (A) يك خط بالاي  يك پيكان بالاي حرف  بزرگي بردار (A) توسط حرف مشابه ارائه مي شود نه گستاخ. به علاوه رايج ترين استفاده از بردارها در بيومكانيك ارائه ي نيروهايي از قبيل عكس العمل عضله و مفصل و نيروهاي پايداري است.

اين بردارها مي توانند با استفاده از يك خط يا يك پيكان در يك طرف آن نشان داده شوند (شكل1.A2) طول خط بزرگي آن را نشان مي دهد. شرايط زاويه اي خط مسير آن را ارائه مي دهد، موقعيت نوك پيكان جهت آن را ارائه مي دهد و موقعيت خط در فضا نقطه ي آغاز آن را بيان مي كند. متناوباً، اين بردار مشابه مي تواند از لحاظ رياضي با استفاده از مختصات (قطبي) يا تجزيه ارائه شود. مختصات اندازه و جهت آن را نشان مي دهد. در مختصات قطبي، بردار مشابه 5 شمال در ْ37 افقي مي باشد (شكل 1.B2). در اين مثال بردار A به اجزايش تجزيه شده است A_x=4N و A_y=3N (شكل 1.c2(. گاهي اوقات تجزيه كردن بردارها به اجزايشان كه در يك رديف با جهت هاي تشريحي قرار دارند كار مناسبي است. براي مثال، محورهاي y,x ممكن است به ترتيب به جهت هاي بالايي و پيشين مربوط باشند. با وجود اين كه ارائه ي هندسي بردارها براي اهدافِ فكري مفيدند، ارائه ي تحليلي خيلي مناسب است. توجه داشته باشيد كه اطلاعات هدايتي بردار همچنين در اين اطلاعات جاسازي شده اند. شكل 1.c2 برداري است با A_x=-4N و A_y=-3N يا N5*ْ217

-       جمع برداري

وقتي بيومكانيك اسكلت عضلاني را مطالعه مي كنيم، در نظر گرفتن بيش از يك نيرو طبيعي است بنابراين فهم چگونگي كار كردن با بيشتر از يك بردار مهم است. وقتي كه دو بردار را جمع يا از هم كم مي كنيم، ويژگي هاي مهمي هستند كه بايد در نظر گرفته شوند. جمع برداري جابه جايي پذير است.

(معادله 4-2)                      A+B=B+A

(معادله 5-2)                      A-B=A+(-B)

جمع برداري شركت پذير است.

(معادله 6-2)                      A+(B+C)=(A+B)+C

بر خلاف عددي ها كه فقط مي توانستند با خودشان شوند، اندازه و جهت يك بردار بايد با هم جمع شوند. روش پر جزئيات براي اضافه كردن دو بردار A+B=C در جعبه ي 1-1 نشان داده شده است. روش هندسي از شيوه ي “tiptotail” يا سروته يا دنباله رو استفاده مي كند.

مرحله ي اول كشيدن بردار اول است، A. آنگاه بردار دوم B كشيده مي شوند به طوري كه دُم آن روي نوك محور يا بردار اول مي نشيند. نمايش برداري C خلاصه ي اين دو بردار است به طوري كه دُم اولي A به سر دومي B وصل مي شود و بردار C را مي سازد. به اين دليل كه جمع برداري جابه جايي پذير يا مبادله اي است، راه حل مشابه، در صورتي كه بردار B بردار اول باشد، به دست مي آيد. در هنگام استفاده از مختصات قطبي، بردارها به روش هندسي كشيده مي شوند و آنگاه قانون cosine كسينوسي براي تعيين اندازه ي C و قانون sines سينوسي براي تعيين جهت C به كار مي رود (شكل 1-1 را براي تعاريف اين قانون مشاهده كنيد.)

براي روش تفكيك اجزاء، هر بردار به اجزاي x , y مربوط به خود تجزيه مي شود. اجزاء اندازه ي بردار را در آن جهت ارائه مي كند. y , x فرضي هستند.

(معادله ي 7-2)                           C_x=A_x+B_x

(معادله ي 8-2)                           C_y=A_y+B_y

بردار، مي تواند با اجزايش باقي بماند C_y , C_x يا به يك اندازه تبديل شود C با استفاده از نظريه ي فيثاغورث و جهت،  با استفاده از مثلثات. اين روش موثرترين روش از 3 مورد ارائه شده است و در سرتاسر متن به كار مي رود.

-       ضرب برداري

ضرب يك بردار توسط يك عدد نسبتاً آسان است. در اصل هر جزء بردار به تنهايي در عدد ضرب مي شوند و بردار ديگري را ايجاد مي كند. براي مثال اگر بردار شكل 1-2 در 5 ضرب شود نتيجه:

.N15=N        3*5=A_y و      N20=N                 4*5=A_x

شكل ديگر ضرب برداري حاصلضرب ضربدري است، كه دو بردار در هم ضرب شوند و در نتيجه بُردار جديدي خواهد شد. ß (B*(C=A . جهت C طوري است كه آن متقابلاً عمود به B,A است. اندازه ي C اين طور محاسبه مي شود  كه  زاويه ي بين B,A را بيان مي كند و * علامتِ ضرب عددي است. اين روابط در شكل 1-3 بيان شده اند.

-       سيستم هاي مختصات

يك تجزيه ي سه بعدي براي ارائه ي كاملِ حركت انسان ضروري است. چنين تجزيه هايي يك سيستم مختصاتي را لازم دارد كه به طور نمونه از محورهايي تركيب شده بود كه به طور خودكار در يك رديف قرار گرفته بودند، مياني/افقي (ML)، جلوي/عقبي(AP) و بالايي/پاييني(SI).

گاهي اوقات در نظر گرفتن فقط يك تجزيه يا طرح دوبعدي خيلي مناسب است كه فقط 2 يا 3 محور در نظر گرفته مي شوند. در بدن انسان سه صفحه تشريحي عمودي وجود دارد كه به عنوان صفحه هاي كاردينال معرفي شده اند. صفحه سهمي به وسيله ي محورهاي AP , SI، صفحه ي جلويي با محورهاي SI , ML و صفحه ي عرضي يا افقي با محورهاي AP , ML ، شكل يافته اند. (شكل 1-4)

حركت هر استخوان مي تواند با پاسخ به سيستم محورهاي مختصات موضوعي يا يكپارچه، ارجاع داده شود. براي مثال، حركت درشت ني را مي توان توسط چگونگي حركت آن با استخوان ران و چگونگي حركت آن نسبت به

هدف: بررسي آميزش ew و + در مگس سرکه

چکيده: آميزش مگس در آزمايش مگس سرکه ماده ي ew و نر ++ بوده که براي انجام اين آميزش ابتدا به ماده ي آميزش نکرده ew احتياج داريم که براي اين کار ابتدا 5 نر و ماده ew را با هم کشت داديم که بعد از آميزش تخم ريزي کرده و لارو و شفيره مي دهند وقتي که شفيره تيره بود و اندام هاي بدن مگس سرکه ديده شد، فردا صبح رأس ساعت 30/7 در آزمايشگاه حاضر شديم و باکره گيري را انجام داديم که 5 تا 6 ماده ي باکره گرفتيم و در کشت جديد انتقال داديم و 5 نر وحشی گرفته و در همان لوله اي گذاشتيم که ماده هاي باکره هستند و F1 ا تا 10 روز شمارش کرديم بيش از 10 روز شمارش انجام نداديم چون ممکن است F1 با F2 آميزش يابد و همه را با هم نشمارديم و سري به سري شمارديم و مگس هاي شمارش شده را دور ريختيم و تا 100 تا 150 تا F1 شمارديم و همچنين F2 را مثل F1 انجام داده و 100 تا 150 عدد از نسل F2 را شمارديم.

آميزش من يک آميزش دي هيبريد جنسي بود که از قوانين مندل پيروي نمي کند.

F1 :    نر W = 15

          ماده + = 33

F2:

نسل F1:

نسل F2:

81/7 > 574/31 àX² جدول <X² محاسبه شده از قوانين مندل پيروي نمي کند.

مواد و روش ها:

مواد: محيط کشت مگس سرکه به صورت آماده در لوله ي آزمايش دراختيار ما قرار گرفت، مگس سرکه

روش ها: ابتدا در روز 8/8/86 يک لوله ي آزمايش که درون آن تعدادي مگس سرکه ي نر و ماده ي ew بود در اختيارم گذاشتند و اعلام کردند که آميزش ما ew و + است. سپس اين لوله ي آزمايش را در دستگاه قرار داديم و اولين مشاهده در روز 13/8/86 بود که در آن لاروس III و شفيره قابل مشاهده بود و والدين را رهاسازي کرديم.

و در صبح روز 16/8/86 دوباره رهاسازي کرديم و بعد از ظهر همان روز به مگس ها سر زديم ولي ماده ي باکره نداشتيم و دوباره در صبح روز 17/8/86 به آزمايشگاه آمدم و يک باکره ew داشتم و آن را به محيط کشت دوم منتقل کردم و در روز 19/8/86 رهاسازي کردم و صبح و بعد از ظهر همان روز هنوز مگس ها درنيامده بودند و دوباره در صبح روز 20/8/86 رهاسازي کرديم و در بعد از ظهر همان روز باکره گيري تمام شد و 5 ماده ي باکره به لوله ي دوم منتقل کردم و چند نر وحشي در آن قرار دادم، و دوباره در روز 26/8 دوباره به لوله ي آزمايش سر زدم و لارو نس III , II , I قابل مشاهده بود.

و در روز 29/8 والدين رهاسازي شد و در روز 5/9/86 فرزندان (F1) را شمارش کردم که 44 فرزند مشاهده کردم که 12 تا از آنها نر W بودند و 32 تا از آنها ماده وحشي بود. که در همان روز 7 و 8 تا از نر و ماده جدا کردم و به داخل لوله ي F2 منتقل کردم و لوله ي F2 را داخل انکيباتور قرار دادم و دوباره در روز 7/9/86، 4 فرزند از F1 مشاهده شد که 3 تا از آنها نر W و 1 ماده ي وحشي بود.

در روز 11-9-86 لوله ي F2 را رهاسازي کردم و F1 در مرحله ي شفيرگي بود. در روز 13/9/86 لوله ي F1 را دور انداختم چون 10 روز تمام شده بود و محيط گشت در حال خراب شدن بود ولي لوله ي F2 لارووسن III بودند. در روز 20/9/86 لوله ي F2 را شماردم که 110 تا بودند که 42 تا W و 40 تا + و 15 تا e و 13 تا ew بودند.

نتايج:

اين آميزش يک آميزش جنسي دي هيبريد بود.

        *       

گامت هاي مادري :

گامت هاي پدري :

جدول فنوتيپ ها:

نسل F1:       نر W = 15

                   ماده + = 33

نسل F2:

نسل F1:

نسل F2:

81/7 > 574/31 àX² جدول <X² محاسبه شده از قوانين مندل پيروي نمي کند.

بحث

آميزش من يک آميزش دي هيبريد جنسي بود که از قوانين مندل پيروي نمي کرد.

در نسل دوم فنوتيپ وايت 42 عدد مشاهده شد در صورتي که بر طبق قوانين مندل بايد اين تعداد در حدود 62 عدد باشد و فنوتيپ وحشي 40 عدد مشاهده شد در صورتي که طبق قوانين مندل اين تعداد مي بايست حدود 21 عدد باشد و فنوتيپ ابوني 15 عدد مشاهده شد. در صورتي که طبق قوانين مندل اين تعداد بايد حدود 21 عدد باشد و فنوتيپ ابوني وايت 13 عدد مشاهده شد در صورتي که طبق قوانين مندل اين تعداد مي بايست حدود 7 عدد باشد و با نتايج و اعداد به دست آمده X² محاسبه شده از X² جدول بيشتر شد و اين مسئله تأييد کنندة اين است که اين نوع آميزش از قوانين مندل پيروي نمي کند.

منابع

-          www.iranianphotorit.com

-          www.sharghnewspaper.com