همان گونه که مستحضرید اهمیت علم روان شناسی درکشورمان به صورت مدرن آن در چند دهه ی اخیر، بیش از پیش آشکار شده است.

به عبارت دیگر می توان گفت برای حل قسمت عمده ای از مسائلی که بشر امروز با آن روبرو است باید از علم روانشناسی کمک گرفت.

در همین راستا کتاب روان شناسی سال سوم رشته ادبیات و علوم انسانی بیش از یک دهه است که در  چرخه ی آموزش کشور قرار دارد. 

شرطی شدن کلاسیک و شرطی شدن عامل، شکل های به نسبت ساده ی یادگیری هستند. جاذبه ی اصلی شرطی شدن، توانایی آن در تحقق هدف رفتار گرایانه است، یعنی، بیان رفتار بر حسب رویداد های قابل مشاهده.

برخی روانشناسان ادعا کرده اند که رفتار پیچیده ی انسان، غیر از مجموع رفتار های جزیی است. آن ها معتقدند که شرطی شدن نمی تواند همه ی نمونه هی رفتاری آموخته شده را، حتی در مورد موش آزمایشگاهی، تشریح کند و انواع دیگری از یادگیری را عنوان کرده اند. در میان آن ها می توان یادگیری از راه بینش، یادگیری پنهان و یادگیری مشاهده ای را نام برد.

یادگیری از راه بینش

کهلر روان شناس گشتالت آلمانی، اولین کسی بود که اعلام کرد همه ی انواع یادگیری را نمی توان با شرطی شدن تبیین کرد. او این نظر را، پس از آزمایش هایی اعلام کرد که با شمپانزه ها، به ویژه شمپانزه ای که سلطان می نامید، انجام داد. حیوان یادگرفته بود که برای به دست آوردن موزهایی که در بیرون قفس قرار داشتند، از یک چوب دستی استفاده کند.

سلطان ابتدا سعی می کند تنها با یک چوب موزها را به دست آورد. چون موفق نمی شود، به عقب بر می گردد و دستکاری چوب ها را شروع می کند. پس از مدتی ناگهان بلند می شود و دو چوب کوچک را به یکدیگر وصل می کند و یک چوب دستی دراز می سازد و به وسیله ی آن موزها را به دست می آورد.

کهلر، برای بیان این رویداد، یعنی پیدا کردن ناگهانی پاسخ یک مسأله، اصطلاح بینش را به کار برد. کهلر متوجه می شود که این نوع بینش، به تدریج و به کمک تقویت تمرین ها، آموخته نمی شود. به نظر می رسد که این بینش، وقتی عناصر یک مسأله به طور صحیح کنار هم قرار می گیرند، ناگهان جرقه می زند. در یادگیری از راه بینش، اصل رابطه بین رویداد ها به یکباره کشف می شود نه از راه کوشش و خطا.

یادگیری پنهان

یادگیری پنهان به یادگیری گفته می شود که در لحظه ی یادگیری پاسخی به دنبال ندارد، به عبارت دیگر یادگیری پنهان ظاهرا بدون تقویت آموخته می شود. فرض کنید کودک چهار ساله ای را در فصل زمسنان به بیرون از خانه آورده اید.

کودک اتومبیلی می بیند که روی برف سر می خورد و نمی تواند در سر بالایی جاده حرکت کند، کودک هیچ پاسخی از خود نشان نمی دهد اما، بیست سال بعد، وقتی کودک، صاحب اتومبیل شد، به یاد دارد که در برف و یخبندان اگر بخواهد در سر بالایی رانندگی کنند، احتمالا سر خوردن دارد.

و یا فرضا چنان چه با گروهی از نژاد زرد مواجه شویم در برخورد اول فکر می کنیم همه ی آن ها مثل هم هستند. اما پس از مدتی متوجه می شویم که آن ها تفاوت بسیار زیادی با هم دارند.

احتمالا اروپایی ها هم وقتی ما ایرانی ها را می بینند برای اولین بار فکر می کنند تفاوتی با هم نداریم. اما می دانیم که هیچ دو نفری مگر دوقلوهای همسان مثل هم نیستند. این نوع یادگیری که به ظاهر تقویت به همراه ندارد، یادگیری پنهان گفته می شود.

یادگیری مشاهده ای

بسیاری از روان شناسان معتقدند که ما تعداد زیادی از رفتار های خود را مشاهده ی رفتار های دیگران یاد می گیریم. مشاهده ی اطرافیان و فیلم ها یا نگاه کردن به تلویزیون اطلاعات زیادی در اختیار ما می گذارد. به کمک فیلم ها یا تلویزیون درباره ی سقوط آزاد، سقوط از آبشار، شنا کردن، بالا رفتن از شیب تند، طی مسیر برای گرفتن توپ در بازی فوتبال یا از بین بردن آثار انگشت، حتی اگر آن ها را تمرین نکرده باشیم، دید کلی یی به دست می آوریم.

یادگیری مشاهده ای می تواند بخش عظیمی از یادگیری ما را تبیین کند. این یادگیری با مشاهده ی آشپزی والدین، تمیز کردن خانه، شستن لباس یا تعمیر وسایل خراب توسط آن ها حاصل می شود.

یادگیری مشاهده ی ای رفتار های ساده مثل بازکردن یک اسباب بازی برای بررسی داخل آن از یک سالگی شروع می شود.

یادگیری مشاهده ای زمانی هم که معلم مسایل را روی تخته حل می کند یا زمانی که به زبان خارجی حرف می زند و ما به او نگاه می کنیم یا به حرف های او گوش می دهیم، حاصل می شود. یادگیری مشاهده ای به صورت مکانیکی و از راه تقویت حاصل نمی شود.

ما می توانیم با مشاهده یاد بگیریم بدون آن که کوچک ترین پاسخی نشان دهیم. برای این کار دقت در رفتار دیگران، ظاهرا کافی خواهد بود.

منشا انرزی اقیانوسی چیست؟

برای آشنایی با انرژی اقیانوس ها ابتدا باید با جزر و مد آشنا شوید؛ نیروی گرانشی که بین ماه  و خورشید و زمین  سبب بالا و پایین رفتن منظم آب اقیانوس ها در سراسر جهان می شود که نتیجه آن امواج جزر و مدی می باشد. بنابراین بهتر است یادآوری مختصری درباره نیروی گرانشی و ماهیت آن داشته باشیم.

نیروی گرانشی یکی از انواع نیروهاست. نیروی گرانشی بین هر دو جسم و ذره ای که در جهان بتوان در نظر گرفت، وجود دارد؛ مقدار این نیرو به جرم دو جسم و فاصله ی که بین آن ها بستگی دارد یعنی اگر جرم دو جسم کم و یا فاصله ی بین آن ها زیاد باشد این نیرو خیلی کم است. (نیروی گرانشی ضعیف ترین نیرو از میان چهار نیروی الکتریکی، نیروی مغناطیسی، نیروی هسته ای و نیروی گرانشی است)

ماه نیرویی بیش از دو برابر نیرویی که خورشید بر امواج جزر و مد تاثیر می گذارد، اعمال می کند. در نتیجه جزر و مد تابعی از گردش ماه به دور زمین است. ایجاد موج در روز و سیکل جزر در هر سطح  جزئی از اقیانوس وجود دارد. دامنه ارتفاع موج  جزر و مد در اقیانوس های آزاد بسیار کم است، این در حالی است که  در مرکز موج بالغ بر صدها کیلومتر آشفتگی ایجاد می شود.

نزدیک سواحل دریا، سطوح آب می‌توانند تا 24 متر بالا کشیده شوند. تنها حدود 24 نقطه وجود دارد که دارای شرایط مناسب و حدود جزر و مدهای کافی (حدود 6 متر) برای تولید انرژی به صرفه است. ساده‌ترین سیستم تولید نیرو برای دستگاه های جزر و مدی شامل سدی به صورت مانع در عرض مدخل کولاب حاشیه‌ای دریا است. دروازه‌های آبگیر مانع به ظرف جزر و مد هنگام جزر و مدهای بزرگ اجازه ورود آب را می‌دهد و آب را از میان سیستم توربین خروجی عبور می‌‌‌دهد. این زمان که بین بالاترین نقطه مد و پایین ترین نقطه جزر وجود دارد را ebb tide می‌گویند.

حصارهای جزر و مدی می‌توانند انرژی جزر و مد را مهار کنند، یک حصار جزر‌‌ و ‌مدی دارای توربین‌های قائم محور هستند که روی یک حصار سوار شده است. تمام آبی که عبور می‌کند به درون توربین‌ها رانده می‌شود. این تأسیسات در نواحی مانند کانال‌های بین خشکی‌ها نیز می‌توانند بکار گرفته شوند. حصارها تأثیر زیست محیطی کمتری نسبت به موانع جزر و مدی دارند، اگرچه می‌توانند برای حرکت حیوانات بزرگ دریایی مشکل ساز باشند. هزینه نصب حصارهای جزر و مدی نیز کمتر از موانع جزر و مدی است. یک حصار جزر و مدی در سواحل فیلیپین در حال فعالیت است.

توربین‌های جزر و مدی تکنولوژی جدیدی هستند که در بسیاری از نواحی جزر و مدی به کار گرفته می‌شود. اساساً آن ها توربین‌های بادی هستند که در هر محلی که جریان جزر و مدی قوی دارد، واقع شده‌اند. از آنجا که آب 800 مرتبه چگال تر از باد است، توربین‌های جزر و مدی مجبور به داشتن مقاومت بیشتری از توربین‌های بادی خواهند بود. این توربین‌ها سنگین‌تر و گران‌تر هستند اما قادرند انرژی بیشتری را به دام بیاندازند.

انرژی امواج

موج در اثر وزش باد روی سطح اقیانوس بوجود می‌آید. در امواج اقیانوس انرژی خارق‌العاده‌ای وجود دارد. مجموع نیروی امواجی که خطوط ساحلی دنیا را در می‌نوردند، 2 تا 3 میلیون مگاوات تخمین زده می‌شود. سواحل غربی ایالات متحده و اروپا و سواحل ژاپن و نیوزلند محل های مناسبی برای مهار انرژی امواج اقیانوس هستند. یکی از راه های مهار انرژی امواج این است که خط سد امواج را به کانال های باریک کج کرده و در آنجا متمرکز کنیم. این کار باعث افزایش نیرو و اندازة امواج می‌شود. سپس امواج می‌توانند به ظرف‌هایی کانال کشی شده و یا مستقیماً برای گرداندن توربین‌ها به کار روند. هیچ دستگاه انرژی موجی تجاری بزرگی وجود ندارد، اما انواع کوچک آن موجود می‌باشند، در آینده ای نزیدیک مکان های ساحلی کوچک بهترین وضعیت را برای تولید انرژی موجی کافی برای جوامع محلی ایجاد خواهند کرد.

تبدیل انرژی حرارتی اقیانوس (OTEC)

انرژی خورشید سطح آب اقیانوس را گرم می‌کند. در نواحی استوایی، سطح آب تا بیش از 40 درجه گرم تر از درون آب است. این اختلاف حرارتی می‌تواند برای تولید برق به کار برده می‌شود. سیستم OTEC باید اختلاف دمایی حداقل 25 درجه سیلیوس داشته باشد تا بتواند کار کند، هاوایی از سال 1970 برای OTEC مورد بررسی قرار گرفت. امروزه به دلایلی که در زیر به آن اشاره می کنیم هیچ عملکردی وجود ندارد.

1.  سیستم‌های OTEC بهرة‌ بالای انرژی ندارند.

2. پمپ کردن آب مشکل مهندسی بزرگی‌ست.

3. برق باید به خشکی انتقال یابد که برای رسیدن به تکنولوژی لازم جهت تولید و انتقال اقتصادی برق از سیستم 10 تا 20 سال وقت نیاز است.

خورشید

تحقیقاتی برای ساخت مزارع خورشیدی روی اقیانوس انجام شده است. اقیانوس ها 70 درصد سطح کرة زمین را می‌پوشانند. برخی عقیده دارند که نزدیک سواحل کامل ترین محل برای مزارع خورشیدی است. اخیراً، انرژی خورشیدی در سکوهای نزدیک به ساحل و برای راه اندازی تجهیزات دریایی کنترل از راه دور به کار گرفته شده است. انرژی خورشیدی منبع انرژی تجدید پذیری است که آزاد و سالم است.

به نظر شما کشف جوهر نامرئی به چه زمانی بر می گردد؟

مردم به چه منظوری می توانستند از جوهر نامرئی استفاده کنند؟

در این مقاله ابتدا تاریخچه کشف جوهر نامرئی را می گوییم سپس به انواع و چگونگی عمل کردن آن می پردازیم؛

در زمان جنگ جهانی دوم، کارت پستال هایی از لهستان پست می‌شد که سربازان آلمانی به آن ها توجهی نداشتند. این کارت ها کاملا معمولی به نظر می آمدند اما واقعیت چیز دیگری بود. همه این کارت ها حاوی مطالبی به صورت رمز بودند. از جمله درخواست غذا و دارو، اعلام مکان پایگاه ها و زندان های اسرا.

چگونه این عمل اتفاق می‌افتاد؟ درست حدس زده اید با استفاده از جوهر نامرئی.

جوهرهای نامریی انواع مختلف دارند که هر کدام به گونه ی خاصی عمل می‌کنند.

نوع اول بر اساس خاصیت تغییر رنگ در اثر تغییر PH  عمل می‌کنند که این نوع پرکاربردتر است، و نوع دوم که بر اساس اکسیداسیون مواد در اثر حرارت عمل می کند.

جوهر نامرئی که با تغییر و  تنظیم PH عمل می‌کند؟

وقتی چنین جوهر نامرئی به یک ماده متخلخل اضافه می‌شود، آب موجود در جوهر با دی‌اکسید کربن موجود در هوا ترکیب می شود و اسید کربنیک را به وجود می‌آورد. اسید کربنیک به نوبه خود با سدیم هیدروکسید وارد واکنش خنثی شدن می‌شود و کربنات سدیم را به وجود می آورد. خنثی شدن باز، سبب تغییر رنگ معرف می‌شود و در نتیجه اثر جوهر، ناپدید می شود.

این واکنش ها را می توان به صورت زیر نمایش داد:

مواد لازم برای تهیه جوهر نامریی

مواد مورد نیاز برای تهیه جوهر نامریی قرمز یا آبی به شرح زیر است:

0.1 گرم تیمول فتالئین برای جوهر آبی یا فنل فتالئین برای جوهر قرمز

20 قطره محلول سدیم هیدروکسید 3 مولار  یا 10 قطره محلول سدیم هیدروکسید 6 مولار. ( برای تهیه محلول سدیم هیدروکسید 3 مولار، 12 گرم سدیم هیدروکسید _ NaOH  را در 100 میلی لیتر آب حل کنید).

طرز تهیه جوهر نامریی

برای تهیه جوهر نامریی به طریق زیر عمل کنید:

1. تیمول فتالئین یا فنل فتالئین را در الکل حل کنید.

2. محلول را به 90 میلی لیتر آب اضافه نموده،‌ هم بزنید. ( محلولی شیری به دست می آید.)

3. محلول سدیم هیروکسید را قطره قطره اضافه کنید تا رنگ آبی یا قرمز به دست آید.

4. جوهر را روی پارچه آزمایش کنید. ( پارچه کتانی یا رومیزی کهنه غیر قابل استفاده). کاغذ، فشرده تر است و کمتر به هوا اجازه واکنش می‌دهد، ‌بنابر این واکنش تغییر رنگ دیرتر صورت می‌پذیرد.

5. طی چند ثانیه، لکه ها ناپدید می‌شوند. PH محلول جوهری بین 10 تا 11 است اما بعد از اینکه در مجاورت هوا قرار می گیرد، به 5 تا 6 کاهش میابد.

6. اگر محل لکه ها را با پنبه آغشته به محلول بازی مثل امونیاک رقیق مرطوب کنید، لکه ها دوباره ظاهر می شوند. برعکس اگر این کار را با سرکه انجام دهید،  لکه ها سریع تر بی رنگ می‌شوند. شستن پارچه ها، جوهر را به طور دایمی می شوید.

نکات ایمنی

هرگز جوهر را به صورت یا بدن کسی نپاشید. به خصوص از برخورد آن با چشم ها اجتناب کنید.

تهیه و حمل محلول سدیم هیدروکسید، حتما بایستی توسط یک فرد متخصص انجام پذیرد. این ترکیب خطرناک است و به هیچ وجه نباید کار کردن با آن را با بی توجهی انجام داد. اگر به هر دلیلی این محلول با پوست تماس پیدا کرد، با آب فراوان شستشو دهید.

جوهر های نامرئی که با حرارت عمل می کند

اساس کار این جوهرها به این صورت است که مواد به کار رفته در اثر حرارت، اکسید می شوند که نتیجه ظاهر شدن رنگ قهوه ای در اثر حرارت است. مواد گوناگونی برای این کار استفاده می‌شوند از جمله شیر، سرکه، آب پیاز و آب لیمو که آب پیاز و آب لیمو از همه بهتر هستند. متن مورد نظر را با قلم های قدیمی یا با خلال دندان روی کاغذ بنویسید. اجازه دهید تا پیام تان خشک شود. برای آشکار شدن پیام کافی است آن را روی شمع یا حرارت ملایم لامپ بگیرید.( احتیاط کنید!)

جوهر های نامریی تحت اشعه ماورا بنفش

بعضی از جوهرهای نامریی، تابش فلورسانس دارند. این جوهرها در تاریکی و تحت نور ماوراء بنفش، خیلی براق و درخشنده به نظر می‌آیند. آن ها را می‌توان در رنگ های بسیار متنوعی یافت و درهمه سطوح از جمله پلاستیک و شیشه به کار برد.

شناساگرها مواد رنگی است که معمولا از مواد گیاهی گرفته می‌شوند و می‌توانند به شکل اسیدی یا بازی باشند. شناساگرها برای شناسایی اسیدها و بازها به ما کمک می‌کنند.

برای تعیین نقطه پایان در حین تیتر کردن از ترکیبات شیمیایی مشخص استفاده می‌شود که در نزدیکی نقطه تعادل در اثر تغییر غلظت مواد تیترشونده شروع به تغییر رنگ می‌کنند. این ترکیبات رنگی، شناساگر می‌باشند. به عبارتی دیگر، شناساگرها  مواد رنگی هستند که رنگ آن ها در محیط اسیدی و قلیایی با هم تفاوت دارد.

 کاربرد شناساگرها

یکی از ساده ترین راه تخمین کمی PH ، استفاده از یک شناساگر است. با افزودن مقدار کمی از یک شناساگر به یک محلول، تشخیص اسیدی یا بازی بودن آن ممکن می‌شود. در صورت مشخص بودن PH، تغییر شناساگر از یک شکل به شکل دیگر ، با توجه به رنگ مشاهده شده، می‌توان تعیین کرد که PH محلول کم‌تر یا بیشتر از این مقدار است. شیمیدان‌ها از این گونه مواد برای شناسایی اسیدها و بازها کمک می‌گیرند.

شناساگرهای زیادی وجود دارد که معروف ترین آن ها لیتموس (تورنسل) است که در محیط اسیدی، قرمز، در محیط بازی، آبی و در حدود خنثی بنفش رنگ است. تغییر رنگ آن در نزدیکی PH برابر 7 رخ می‌دهد. در هر حال تغییر رنگ ناگهانی نیست. فنل فتالئین، معرف دیگری است که بیشتر برای بازها قابل استفاده است. این ماده جامدی سفید رنگ است که در آزمایشگاه محلول الکلی آن را به کار می‌برند. این محلول در محیط اسیدی بی رنگ و در محیط قلیایی رقیق ارغوانی است.

می‌توان از آب کلم سرخ یا انواع گل های سرخ مثل شقایق و رز سرخ نیز به‌عنوان یک شناساگر اسید و باز استفاده کرد. از آمیختن شناساگرهای مختلف با یکدیگر نوار کاغذی به دست می‌آید که با یک مقیاس رنگ مقایسه‌ای همراه است و برای اندازه گیری‌های تقریبی PH به طور گسترده کاربرد دارد.

در اینجا به معرفی دو نوع شناساگر داخلی و خارجی می پردازیم:

1. شناساگر داخلی: اگر به محلول تیتر شونده، چند قطره از یک شناساگر افزوده شود و پس از پایان عمل تغییر رنگ در محلول ایجاد شود، چنین شناساگری را شناساگر داخلی یا درونی نامند.

2. شناساگر خارجی: در برخی حالات، قبل از آن که نقطه پایان به ظهور برسد، بین شناساگر و محلول تیتر شونده یک واکنش صورت می‌گیرد و در این حالت نقطه پایان بسیار سریع پدیدار می‌شود، مثل تیتر کردن فسفات با استات اورانیل در حضور شناساگر فروسیانور پتاسیم، فروسیانور پتاسیم با یون های اورانیل قبل از رسیدن به نقطه پایان واکنش می‌دهد.

برای به دست آوردن نتیجه صحیح و خوب باید به دفعات لازم چند قطره از محلول بالای رسوب ( یا محلولی که پس از صاف کردن رسوب به دست می‌آید ) را در فاصله زمان های مساوی، روی یک قطعه کاغذ صافی با شناساگر سیانور پتاسیم آزمایش کرد. چنین شناساگری، شناساگر خارجی نامیده می‌شود.

فاصله تغییر PH و تغییر رنگ برخی از شناساگرهای مهم اسید و باز که متداولند و جدول زیر آمده است:

معمولا مواد را به سه دسته: جامد، مایع و گاز می شناسیم اما موادی مانند سس مایونز ماده ای است که حالتی بین یک مایع و یک جامد دارد.

کریستال های مایع نیز نه کاملا مایع و نه کاملا جامد هستند،‌ از لحاظ فیزیکی مانند جریان مایعات به چشم می آیند، اما آن ها برخی از خواص جامدات بلورین را نیز دارند. کریستال های مایع را می توان کریستالی در نظر گرفت که  برخی یا همه نظم موقعیتی خود را از دست داده اند، در حالی که از نظر جهت گیری نظم خود را حفظ کرده است.

بین سال های 1850 تا 1888محققان در پژوهش هایی که در زمینه فیزیک، شیمی، زیست شناسی و پزشکی انجام می دادند، متوجه شدند که بعضی مواد در دماهای نزدیک به دمای ذوب شان رفتار عجیبی از خود نشان می دهند. آن ها مشاهده کردند که خواص نوری (اپتیکی) این مواد با افزایش دما به طور ناپیوسته ای تغییر می کند.

مثلا استرین (stearin) در دمای 52 درجه سانتیگراد از جامد به مایع ابری شکل ذوب می شود و تا دمای 58 درجه سانتیگراد به صورت مایعی مات باقی می ماند و در دمای 5/62 به یک مایع شفاف تبدیل می شود. یا مثلا ترکیبات سنتز شده از کلسترول وقتی سرد می شوند، به رنگ آبی دیده می شوند. زیست شناسان در مواد بیولوژیکی مایع، رفتار ناهمسانگرد نوری که فقط در بلورها دیده می شود، مشاهده کردند.

این مواد (بلورهای مایع) شامل مولکول های آلی هستند که دارای شکل طویل با یک ناحیه مرکزی ثابت و لبه های انعطاف پذیر اند.

 رفتار ناهمسانگرد بلور مایع ناشی از طویل بودن مولکول های آن است. خواص فیزیکی مولکول ها در امتداد موازی با خواص فیزیکی در امتداد عمود بر صفحه مولکول متفاوت است. این تفاوت خواص مولکول ها باعث تفاوت خواص توده ای آن ماده (حجم زیادی از ماده) نیز می شود.

بلور مایع در سه نوع دسته بندی می شوند: Nematic نماتیک، Smectic اسماتیک و Cholesteric کایرال. 

برای بلورهای مایع یک جهت n به عنوان جهت مبنا در نظر می گیرند که مولکول ها تمایل دارند که در آن جهت قرار بگیرند.

بلور مایع نماتیک

تصور کنید تعداد زیادی خلال دندان در یک جعبه مستطیل شکل به صورت نامنظم قرار داده شده است. وقتی شما جعبه خلال دندان را باز می کنید خلال دندان ها تقریبا هم جهت هستند اما در یک امتداد نیستند یعنی زاویه بین هر خلال داندان با محوری معین با هم فرق می کند. (دقیقا در امتداد یک خط نیستند فقط جهت آن ها مثلا متمایل به شمال است). آن ها آزادانه حرکت می کنند اما جهت حرکت آن ها یکسان است. این نوع کریستال مایع به نماتیک معروف اند.

بلور مایع اسماتیک

بلورهای مایع smectic نسبت به nematic این تفاوت را دارند که بعضی از آن ها دقیقا موازی با همدیگر هستند. بلورهای مایع smectic به دو نوع A و C تقسیم می شوند، نوع A همه مولکول ها در یک جهت تقریبا موازی اند اما نوع  C در هر ردیف مولکول ها موازی اند و جهت گیری ردیف ها با هم کمی متفاوت است. به شکل زیر توجه کنید.

بلور مایع Cholestric

بلور مایع Cholestric ( نوع پیچیده بلور مایع نماتیک است) کایرال است. در این نوع بلور مایع اگر مولکول های چند لایه را در نظر بگیریم. مثل این است که در هر لایه یک نمونه از نماتیک را داریم به ترتیب که در لایه ها پیش می رویم جهت مولکول ها نسبت به لایه قبلی می چرخد تا در نهایت در لایه ی آخر به جهت لایه اول می رسد، به فاصله بین این چند لایه یک گام (pitch) می گویند. (مطابق شکل) جهت مولکول در لایه اول از A به B بوده و در لایه آخر نیز همین طور است.

 برای بسیاری از واکنش های مربوط به مایعات یا گازها، افزایش غلظت واکنش دهنده ها، سرعت واکنش را افزایش می دهد. در چند مورد استثناء افزایش غلظت واکنش دهنده ها تاثیر کمی بر روی سرعت واکنش می گذارد.

در زیر چند مثال می بینید که افزایش فشار در گاز غلظت آن را افزایش داده است.

روی و اسید هیدروکلریک

دانه های روی با اسید هیدروکلریک رقیق به آرامی واکنش می دهد اما وقتی غلظت اسید را زیاد کنیم، سرعت واکنش افزایش می یابد.

تجزیه کاتالیزوری پراکسید هیدروژن

جامد منگنز معمولا به صورت اکسیدی است و در واکنش ها به عنوان کاتالیزور استفاده می شود، جدا شدن اکسیژن (تجزیه آن) وقتی که غلظت آن زیاد باشد نسبت به وقتی که رقیق باشد بسیار سریع تر اتفاق می افتد.

واکنش بین محلول سدیم سولفات و اسید هیدروکلریک

واکنش بین محلول سدیم سولفات و اسید هیدروکلریک، واکنشی است که اغلب برای بررسی رابطه بین غلظت و سرعت واکنش استفاده می شود. وقتی یک اسید رقیق به محلول تیوسولفات سدیم اضافه می شود، رسوب زرد کم رنگ گوگرد تشکیل می شود.

هر چقدر که محلول تیوسولفات سدیم رقیق تر شود، زمان بیشتری طول می کشد تا رسوب شکل بگیرد.

مواردی که تغییر غلظت بر سرعت واکنش تاثیر می گذارد

این موارد بسیار پر استفاده و رایج است و در ک آن بسیار آسان است.

برخورد دو ذره: برای این که بین دو ذره واکنشی رخ دهد، باید دو ذره با هم برخورد کنند، یا هر دو محلولند یا یکی محلول و دیگری جامد است. هر چه غلظت آن ها بیشتر باشد، احتمال برخورد آن ها با هم بیشتر است.

واکنشی که برخورد یک ذره صورت می گیرد:

اگر در واکنشی یک ذره برخوردکننده باشد، تعداد برخوردهای موثر محدود و کم می شود یعنی بعضی از برخوردها مفید نیستند؛ آن چه که مهم است این است که کدام ذره انرژی کافی برای واکنش را دارد.

 فرض کنید که در یک زمان از یک میلیون ذره یک ذره انرژی کافی برابر یا بیشتر از انرزی فعال سازی را دارد. اگر شما 10 میلیون ذره داشته باشید، 100 تا از آن ها واکنش می دهند، اگر 200 میلیون ذره در همان حجم داشته باشید، 200 تا از آن ها واکنش می دهد. بنابراین سرعت واکنش با دو برابر کردن غلظت دو برابر شده است.

مواردی که تغییر غلظت بر سرعت واکنش تاثیری ندارد

در نگاه اول به نظر می سد که این گفته بسیار عجیب و غیر ممکن است.

اما این مورد زمانی اتفاق می افتد که کاتالیزور تا حد ممکن واکنشی را تسریع بخشیده است.

فرض کنید مقدار کمی از کانالیزور جامد را در واکنشی استفاده می کنید و غلظت آن به اندازه کافی بالاست، طوری که سطح کاتالیزور کاملا با ذرات واکنش دهنده اشغال شده است، افزایش غلظت محلول تاثیری روی آن ندارد چون کاتالیزور حداکثر ظرفیت خود را تا قبل از افزایش غلظت به کار گرفته است و دیگر سطحی از کاتالیزور برای ذرات واکنش دهنده بیشتر نیست.

پیکر گیاهان از  تعدادی اجزای میکروسکوپی کوچک به نام سلول ساخته شده است. به بیان دیگر سلول ها واحد های عملکردی و ساختاری پیکر گیاان و دیگر موجودات زنده هستند. اندازه  و شکل سلول ها بر اساس عملکردشان، شرایط محیطی و نیازهای موجودات زنده بسیار متنوع است. برخی از موجودات زنده تک سلولی هستند، در حالی که بقیه چند سلولی بوده و اشکال پرسلولی را تولید می کنند.

در مقاله قبل مطالبی در رابطه با سلول گیاهی دانستیم. در ادامه می خوانیم...

میکروبادی ها

اندامک های تک غشا به اندازه ی 2/0 تا 1 میکرون هستند. میکرو بادی ها شامل پروکسی زوم ها و گلی اکسی زوم ها می باشند. پراکسی زوم ها سرشار از کاتالاز و آنزیم های اکسید کننده هستند. مهم ترین عملکرد پراکسی زوم در گیاهان شرکت در تنفس نوری است. گلی اکسی زوم ها اندامک های مشابه پراکسی زوم ها هستند  و دارای آنزیم های مهم چرخه ی گلی اکسیلات می باشند. که چربی ها را به قند تبدیل می کنند.

هسته

هسته اندامکی مشخص و کم و بیش کروی شکل است. که با دو غشاء لیپوپروتئینی احاطه شده است. هسته از غشاء هسته، شیره ی هسته، هستک و شبکه کروماتین ساخته شده است.

غشاء هسته دو لایه است که بین دو لایه فضای پیرامون هسته ای قرار دارد. غشای بیرونی به شبکه ER خشن اتصال دارد.

در پوشش هسته منافذی وجود دارند که از طریق این منافذ شیره ی هسته با سیتوپلاسم ارتباط پیدا می کند.

شیره هسته ای یا نوکلئوپلاسم ماده ی نیمه سیالی است ه بخش عمده ی آن را پروتئین تشکیل می دهد. هیستون ها و پروتئین های غیر هیستونی از پروتئین های مهم شیره ی هسته ای هستند.

هستک کروی شکلی است ه به مقدار زیادی از پروتئین ها ساخته شده است. هستک به طور فشرده ای به سازمان دهندگان هستکی کروموزوم های ویژه ای پیوسته است و به طور فعال در سنتز انواع متفاوتی از RNA های ریبوزومی دخالت دارد.

شبکه کروماتین رشته های در هم رفته کروماتینی د رمرحله اینترفاز ظاهر شبکه ای هسته را تشکیل می دهند. این رشته ها جایگاه اصلی ماده ژنتیکی هستند که همه ی فعالیت های سلول، متابولیسم و وراثت را کنترل می کنند. رشته های کروماتین از DNA پروتئین های هیستون و پروتئین های غیر هیستونی و مقداری RNA ساخته شده اند.

واکوئل

واکوئل ها در سلول های جوان به شکل حفرات کوچکی ظاهر می شوند. و در ضمن رشد، سلول یا اتصال به هم به شکل یک واکوئل بزرگ در بلوغ بخشی زیادی از فضای درون سلول گیاهی را اشغال میک نند. به طوری که سیتو پلاسم به شکل یک لایه سیتو پلاسمی نازک در اطراف واکوئل و هسته دیده می شد.

درون واکوئل را شیره ی واکوئل پر کرده است که دارای مواد کانی، قند ها، اسید های آلی، رنگیزه ها مانند آنتوسیانین و ... می باشد.

واکوئل نقش مهمی در متابولیسم سلول به عهده دارد. مواد اضافی می تواند درون واکوئل ها ذخیره شود.

هم چنین نقش مهمی در تنظیم آب سلول داردو و به تنظیم تور گر و سم زدای کمک می کنند.

پیکر گیاهان از  تعدادی اجزای میکروسکوپی کوچک به نام سلول ساخته شده است. به بیان دیگر سلول ها واحد های عملکردی و ساختاری پیکر گیاان و دیگر موجودات زنده هستند. اندازه  و شکل سلول ها بر اساس عملکردشان، شرایط محیطی و نیازهای موجودات زنده بسیار متنوع است. برخی از موجودات زنده تک سلولی هستند، در حالی که بقیه چند سلولی بوده و اشکال پرسلولی را تولید می کنند.

در مقالات قبل مطالبی در رابطه با اجزای سلول گیاهی دانستیم. در ادامه می خوانیم...

ریبوزوم ها

ریبوزوم ها اندامک های کروی شکل کوچکی هستند که در سلول های یوکاریوتی به طور آزاد یا چسبیده به شبکه آندوپلاسمی و در سلول های پروکاریوتی درون سیتوپلاسم قرار دارند.

از اسید های نوکلئیک از نوع اسید ریبونوکلئیک RNA و پروتئین ساخته شده اند. به عبارت دیگر ریبوزوم ها ساختار ریبونوکلئوپروتئینی دارند.

هر ریبوزوم از دو زیر واحد ساخته شده است که به وسیله ی یون های منیزیم به هم متصل می شوند.

 ریبوزوم ها درون میتوکندری ها و کلروپلاست نیز دیده می شوند. ریبوزوم ها در هستک سلول های یوکاریوتی سازمان پیدا می کنند.

شبکه آندوپلاسمی

شبکه آندوپلاسمی یک شبکه ی در هم رفته از بخش های لوله ای کیسه مانند و حفره ای شکل است که از غشای

هسته تا غشای سیتوپلاسمی در سلول های یوکاریوتی گسترش دارد.

هر بخش شبکه دارای دو غشاء و فضایی واقع در بین آن ها می باشد. شبکه ی آندوپلاسمی به دو حالت در سلول دیده می شود:

شبکه ی آندوپلاسمی زبر یا دانه دار که در سطح بیرونی به ریبوزوم ها اتصال دارد و

شبکه آندوپلاسمی صاف یا بدون دانه.

ریبوزوم ها در RER به صورت گروهی در اتصال به شبکه دیده می شوند.

ساختار شیمیایی ER ز پروتئین ها و لیپید ها می باشد.

 شبکه ی آندوپلاسمی هم چنین در نقل و انقالات درون سلولی، ساخت دیواره و .... نقش دارد.

دستگاه گلژی

این دستگاه به وسیله ی کامیلو گلژی برای اولین بار به عنوان دستگاه شبکه ی درونی کشف شده بود.عملکرد این دستگاه دخالت در فرایند ترشح است. دستگاه گلژی هم چنین در تشکیل دیواره ی سلول، در انتقال درون سلولی، تشکیل لیزوزوم های اولیه و نیز در تشکیل غشاء سیتوپلاسمی نقش دارد.

لیزوزوم ها

اندامک های کروی کوچکی که با داشتن آنزیم های هیدرولیز کننده در گوارش درون یاخته ای و برون یاخته ای دخالت دارند. لیزوزوم ها به قطر 4/0 تا 8/0 میکرون هستند.

هر لیزوزوم از یک غشاء واحد با ماده ی زمینه ای سرشار از آنزیم ساخته شد است.

لیزوزوم ها علاوه بر دخالت در عمل گوارش و هضم مواد غذایی با تخریب بخشی از محتویات سلولی در زمان مواجهه سلول با فقر غذایی در تأمین مواد ضروری برای سلول دخالت دارند. (پدیده ی خود خواری) لیزوزوم ها عمل حذف سلول های مرده را نیز انجام می دهند.

ریز رشته ها و ریز لوله ها

بیشتر سلول ها دارای شبکه ای از ساختارهای پروتئینی رشته ای و لوله ای هستند که در مجموعاسکلت یاخته ای (cytoskeleton) نامگذاری شده اند.

ریز شته ها یا رشته های اکتینی به قطر 6 تا 8 نانومتر هستند.

این رشته ها در فعالیت های انقباضی در سلول های عضلانی، در جریانات سیتوپلاسمی، در تقسیم سلول ... دخالت دارند.

ریز لوله ها یا میکروتوبول ها به قطر 24 تا 25 نانومتر ساختار های استوانه ای تو خالی هستند. ریز لوله ها در انتقالات درون سلولی، جنبش های سلولی، حرکت مژکی و تاژکی، حرکت اندام ها و حرکت کروموزوم ها در زمان تقسیم، در ساختار دستگاه دوک تقسیم و... دخالت دارند.

پیکر گیاهان از  تعدادی اجزای میکروسکوپی کوچک به نام سلول ساخته شده است. به بیان دیگر سلول ها واحد های عملکردی و ساختاری پیکر گیاان و دیگر موجودات زنده هستند. اندازه  و شکل سلول ها بر اساس عملکردشان، شرایط محیطی و نیازهای موجودات زنده بسیار متنوع است. برخی از موجودات زنده تک سلولی هستند، در حالی که بقیه چند سلولی بوده و اشکال پرسلولی را تولید می کنند.

در مطلب قبل مطالبی در رابطه با سلول گیاهی دانستیم. در ادامه می خوانیم...

غشای سیتوپلاسمی

در اطراف همه ی سلول ها، غشایی ظریف، نرم و نازک به نام پلاسمالم یا غشاء سیتوپلاسمی وجود دار د. آرایش لیپید ها و پروتئین ها در غشاء به شکل مدل موزاییک سیال می باشد. دو تک لایه لیپیدی با پروتئین های فرورفته در این دو لایه.

بر اساس میزان نفوذ پروتئین ها در لایه ی لیپیدی، پروتئین ها به انواع پروتئین های سطحی و پروتئین های عمقی تقسیم می شوند. غشا با تشکیل سدی با نفوذپذیری انتخابی در اطراف سلول از خروج ترکیبات مهم مانند پروتئین و  لیپید ها از سلول جلوگیری می کند در حالی که به آب و مواد مورد نیاز اجازه می دهد تا به سلول وارد شوند. چنین غشایی را غشای نیمه تراوا می نامند.

سیتوپلاسم

بخش زنده پروتوپلاسم در بیرون هسته که از طریق غشاء ظریف سیتوپلاسمی محدود شده است سیتوپلاسم نامیده می شود. سیتوپلاسم شامل بخش زمینه ای به نام سیتوئل (سیتوزول) و اندامک هاست. سیتوپلاسم به عنوان محیطی برای انتقال محصولات سلولی متنوع و حرکات درون سلولی عمل می کند. اندامک های سیتوپلاسمی جایگاه فعالیت های متابولیکی گوناگون ومهمی هستند مانند تنفس، فتوسنتز و...

برخی از این اندامک های مهم عبارتند از:

پلاست ها

پلاست ها اندامک های کوچک و قرصی هستند که در اغلب سلول های گیاهی به ویژه، سلول های فتوسنتز کننده یافت می شوند.

سه نوع اصلی پلاست بر اساس نوع رنگیزه تشخیص داده شده اند.

همه ی پلاست ها از اندامک تمایز نیافته ای به نام پیش پلاست تمایز پیدا می کنند.

به پلاست های رنگین که دارای انواع رنگیزه ها به غیر از کلروفیل هستند کروموپلاست ها گفته می شود.

این پلاست ها به عنوان مثال در ریشه های هویج و گلبرگ گل ها یافت می شوند. پلاست های بیرنگ دارای انواع مواد ذخیره ای لوکوپلاست ها هستند. به لوکوپلاست دارای ذخیره نشساسته آمیلوپلاست اطلاق می شود.

کلروپلاست ها مهم ترین پلاست های گیاهی دارای کلروفیل و دانه های نشاسته هستد. این پلاست ها جایگاه فتوسنتز هستند.

کلروپلاست ها از غشاء دو لایه، ماده زمینه تیلاکوئیدها به صورت لاملاهای استرومایی و لاملاهای گرانومی، ذرات اسموفیل(توده چربی یا یون کلسیم)، ریبوزوم ها، DNAو RNA ساخته شده اند.

کلروفیل و رنگیزه ها در غشاء لاملا ها قرار دارند. استروما جایگاه اصلی واکنش های تاریکی فتوسنتز و فعالیت های دیگر است. غشاء کلروپلاست لیبوپروتئینی است، غشاء بیرونی صاف و غشاء درونی به صورت ساختار های تیغه ای به درون استروما فرورفتتگی دارد. تیغه های حاصل از فرورفتگی غشاء درونی در محل گرانوم بر روی هم چیده شده اند.  در واقع هر گرانوم از مجموعه ای از کیسه های قرصی شکل ساخته شده است. گرانوم ها به وسیله ی تیغک های رابطه به هم وصل شده اند.

عملکرد اصلی کلروپلاست انجام فرایند فتوسنتز است. کلروپلات با داشتن DNA یک اندامک خود همانند سازی کنندهself - replication در نتیجه با قابلیت تقسیم می باشد.

میتوکندری ها

وجود میتوکندری ها اولین بار توسط محققی به نام آلتمن در سلول های یوکاریوتی گزارش شد. میتوکندری اندامی کروی یا بیضی شکل است. این اندامک دارای دو غشاء است، غشاء بیرونی صاف، اما غشاء درونی دارای پیچیدگی هایی به نام کریستاها به درون می باشد. بر روی غشاء درونی ساختارهای کوچکی به نام ذرات ATP ساز به تعداد بی شمار دیده می شوند.

درون میتوکندری با ماده زمینه پر شده است. ریبوزوم ها، DNA ،  RNA ، آب، لیپید ها، پروتئین ها، آنزیم ها و ... درون ماده زمینه قرار دارند.

میتوکندری ها جایگاه تنفس سلولی هستند و قابل مقایسه با یک نیروگاه می باشند. این اندامک ها شکل قابل استفاده انرژی را به طور آماده به صورت مولکول های ATP برای سلول فراهم می کنند.

در این مقاله می خواهیم چگونگی کشف اشعه کاتدی را بیان کنیم:

قبل از این که به هدف اصلی این مقاله بپردازیم بهتر است الکترولیز محلول ها و گازها را بررسی کنیم.

نکاتی درباره الکترولیز محلول ها

آزمایش زیر را با هم مرور می کنیم: سه ظرف حاوی نمک سه فلز با ظرفیت های شیمیایی متفاوت (ظرف اول نمک یک ظرفیتی، ظرف دوم نمک دو ظرفیتی و ظرف سوم نمک سه ظرفیتی) را در نظر بگیرید که جریان الکتریکی یکسانی را از آن ها می گذرانیم.

می توانید حدس بزنید که نتیجه این آزمایش چه می شود؟

مقدار رسوب های ظرف ها چه رابطه ای با مقدار محلول نمک ها داشت؟

رسوب هر فلز متناسب با جرم اتمی فلز تقسیم بر ظرفیت آن است. یعنی هر اتم مقداری ثابت بار می گیرد و به ازای هر ظرفیت فلز یک بسته بار روی فلز می نشیند یعنی اتم یک ظرفیتی یک بسته، اتم دو ظرفیتی دو بسته و اتم سه ظرفیتی سه بسته بار می تواند حمل نماید و هرگز جزء کسری از بار الکتریکی مانند 1.23 را به خود نمی گیرند. این بسته برای تمام اتم ها یکسان است، یعنی الکتریسیته از بسته ها یا ذرات کوچکی تشکیل شده اند که آن ها را الکترون می گوییم.

بعد از آزمایش الکترولیز در محلول ها نوبت به الکترولیز گازها رسید که در الکترولیز گازها نتایج زیر به دست آمد:

1- ولتاژ معمولی از گازها عبور نمی کند.

2- در ولتاژهای بالا چنانچه فاصله دو الکترود زیاد باشد جریان الکتریسیته عبور نمی کند.

3- در فشار معمولی به ازای هر سانتیمتر فاصله الکترودها به 30000 ولت اختلاف پتانسیل نیازمندیم. 

در جریان این آزمایش ها دانشمندان مجبور به ساختن لوله هایی از جنس شیشه شدند تا بتوانند فشار داخل آن را کاهش داده و به بررسی های مختلف بپردازند. بعد از ساخت این لوله ها دانشمندان به نتایج زیر دست یافتند:

1- در فشار 0.01 اتمسفر اگر ولتاژ 10000 ولت برقرار شود، گاز درون لوله ملتهب شده و به رنگ های گوناگون پرتو افشانی می نماید. به عنوان مثال نئون رنگ قرمز، هوا رنگ صورتی ملایم، بخار سدیم رنگ زرد و بخار جیوه رنگ آبی مایل به سبز را ایجاد می نماید.

 2- در فشار کمتر از 0.0001 اتمسفر و ولتاژ بالای  10000 ولت جداره شیشه ملتهب شده و نور سبز مغز پسته از خود منتشر می نماید.

3- با کم کردن فشار تا 0.000001 اتمسفر روشنایی از بین رفته و نوعی درخشندگی یا تابش مهتابی در دیواره لوله ایجاد می شود که در حضور صفحات فلوئور به طور کامل قابل مشاهده است.

پرتو کاتدی چگونه تشکیل می شود ؟

وقتی بین دو الکترود اختلاف ولتاژ بسیار بزرگی برقرار شود الکترون از سطح کاتد کنده شده و به طور مستقیم به حرکت در می آید، این الکترون ها ضمن حرکت مستقیم خود به اتم های گازی شکل برخورد می کنند و موجب یونیزه شدن آن ها می شوند به عبارت بهتر اتم های گازی پس از این که بمباران الکترونی شدند با از دست دادن الکترون به یون های مثبت گازی تبدیل می شوند این یون های مثبت به طرف الکترود منفی یعنی آند شتاب می گیرند و الکترون های کنده شده از مولکول های گاز نیز به فلز کاتد ضربه زده  و موجب کنده شدن الکترون های بیشتری از سطح  کاتد  می شوند.

 الکترون های کنده شده از مولکول های گاز (که به یون مثبت تبدیل شده اند) و الکترون های گسیل شده از کاتد باعث یونیزه شدن مولکول های بیشتری از گاز شده و موجب ایجاد یون های مثبت بیشتر و بیشتری می شوند و این روند همین طور ادامه می یابد. الکترون هایی که طبق شرح فوق کنده می شوند و به آند می رسند جریان الکتریکی برقرار می شود. اگر این دو الکترود را در یک لامپ قرار دهیم یک لامپ اشعه کاتدی خواهیم داشت.