از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

پرش به ناوبری

پرش به جستجو

برای دیگر کاربردها، قلب (ابهام‌زدایی) را ببینید.

رونگاره و شمای قلب

قلب گِش

[۱]

[۲] نوعی عضو عضلانی در انسان‌ها و دیگر حیوانات است که خون را از طریق رگ خونی در دستگاه گردش خون به گردش درمی‌آورد.

[۳] خون اکسیژن و مواد غذایی لازم را برایِ بدن مهیا می‌سازد و همچنین به از بین رفتن موادِّ زائد ناشی از متابولیسم (سوخت و ساز بدن) کمک می‌کند.

قلبِ (دل) انسان به میانگین در هنگام استراحت حدود 70 بار در دقیقه می‌تپد. دل انسان بینِ دو شُش در بدن جا دارد و به گونه‌ای قرار گرفته‌است که سر آن به سوی چپ و پایین کج است. هر تپش قلب حدودِ هشت دهم ثانیه زمان می‌خواهد که این زمان شامل ۰٫۱ ثانیه انقباض دهلیزها، ۰٫۳ ثانیه انقباض بطن‌ها و ۰٫۴ ثانیه استراحت قلب می‌باشد. بافت قلب نیز هم‌چون دیگر بافت‌های بدن نیاز به تغذیه دارد که تغذیهٔ قلب برعهدهٔ عروقِ کرونری (تاجی) است.

[۴] قلب در فضای میانی میان‌سینه در سینه قرار دارد.

[۵]

قلب در لغت به معنی دگرگونی است قلب از لحاظ علمی اندامی است که در مرکز قفسهٔ سینه (متمایل به سمت چپ) واقع شده‌است و وزن آن ۳۰۰گرم است و خون را پمپاژ می‌کند نام این عضو به علت اینکه باعث دگرگونی خون و تبدیل خون کثیف به خون تمیز می‌شود قلب نام‌گذاری شده‌است در دگرگون کردن خون، قلب مانند یک تلمبه عمل می‌کند. در پارسی سره این بخش دل نام دارد.

کالبدشناسی قلب[ویرایش]

در انسان‌ها، داران دیگر و پرندگان قلب به چهار حفره تقسیم می‌شود: دهلیز چپ و راست که بالا و بطن چپ و راست که در قسمت پایین قرار گرفته‌است.

[۶]

[۷] معمولاً دهلیز و بطنِ راست را به نام قلب راستی و همتایان چپی آن‌ها را به نام قلب چپی می‌شناسَند.

[۸] اما در مواردی دیگر، قلب ماهی‌ها دو محفظه، یک بطن و یک دهلیز دارد، در حالی که قلبِ خزندگان سه محفظه دارَد.

[۷] در یک قلب سالم به خاطر وجود دریچه‌های قلبی، خون از یک سمت وارد قلب می‌شود که این مسئله از جریان برعکس جلوگیری می‌کند.

[۵] قلب در یک کیسه محافظتی قرار گرفته که پیراشامه (پریکارد) نام دارد و همچنین شامل مایع است. دیوارهٔ قلب از چهار لایه چسبیده به هم تشکیل می‌شود که به ترتیب از بیرون، شاملِ: پیراشامه (پریکارد) برون شامهٔ قلب (اِپی کارد)، ماهیچه قلب (میوکارد) و درون‌شامه قلب (آندوکارد).

[۹] این عضوِ مخروطی شکل به‌صورتِ کیسه‌ایی عضلانی تقریباً در وسطِ فضای قفسه سینه(مدیاستینوم میانی) کمی متمایل به جلو و طرفِ چپ قراردارد و میان ریهٔ چپ و راست و متمایل به ریهٔ چپ است و همین موجب شده‌است تا شکل و قرارگیری ریه‌ها با هم متفاوت باشد. از آن‌جا که قلب اندامِ بسیار حساسی و حیاتی است توسط قفسهٔ سینه (توراکس) محافظت می‌شود. ابعادِ قلب در یک فرد بزرگسال حدودِ ۶x9x۱۲ سانتیمتر و وزن آن در آقایان، حدودِ ۳۰۰ و در خانم‌ها، حدودِ ۲۵۰ گرم، یعنی حدود ۰٫۴ درصد وزن کل بدن است.

[۱۰]

بطن چیست[ویرایش]

دو حفره پایین قلب بطن نامیده می‌شوند. قلب دارای یک بطن چپ و بک بطن راست است. در میانه قلب بین دو بطن دیواره ضخیم عضلانی وجود دارد که به آن "سپتوم"‌می‌گویند. کار سپتوم جدا کردن طرف راست قلب از طرف چپ قلب است

بطن‌ها دو حفرهٔ تحتانی قلب هستند که توسط دیواره‌ای قطور و محکم ماهیچهای از یک‌دیگر جدا شده‌اند. اندازهٔ بطن‌ها از دهلیزها بزرگ‌تر است؛ و وظیفهٔ آن‌ها تلمبه کردن خون به خارج از قلب است.

۱. دهلیز راست ۲. دهلیز چپ ۳. بزرگ سیاهرگ زبَرین ۴. آئورت ۵. سرخرگ ششی ۶. سیاهرگ ششی ۷. دریچه میترال (دو لتی) ۸. دریچه آئورتی ۹. بطن چپ ۱۰. بطن راست ۱۱. بزرگ‌سیاهرگ زیرین ۱۲. دریچه سه‌لتی ۱۳. دریچه ششی

هر تحتانی بطن دارای دو دریچه‌است که یکی از آن‌ها موجب ورود خون از طریق دهلیزها به بطن؛ و دیگری موجب خروج خون از بطن به خارج از قلب و اندام‌های دیگر می‌شود.

بطن راست خون را از طریق دریچهٔ سه‌ی از دهلیز راست دریافت می‌کند؛ و سپس آن را از طریق دریچهٔ ششی به سرخرگ ششی و به سوی شش‌ها می‌فرستد. بطن چپ خون اکسیژنه را از طریق دریچهٔ میترال (دوی) از دهلیز چپ دریافت کرده و آن را از طریق دریچهٔ آئورتی به آئورت و به این ترتیب به سراسر بافت‌های بدن می‌فرستد.

دیوارهٔ بطن‌ها از دیوارهٔ دهلیزها قطورتر است دیوارهٔ بطن‌ها از دیوارهٔ دهلیزها قطورتر است، چرا که فشار خونی که به دهلیزها می‌ریزد یا از آن‌ها خارج می‌شوند بسیار کم‌تر از فشار خون است از از بطن‌ها به داخل سرخرگ‌ها (آئورت و سرخرگ ششی) تلبمه می‌شود؛ بنابراین، قطر و استحکام دیوارهٔ بطن‌ها مقاومت آن‌ها را در برابر این فشار ممکن می‌سازد
.

محلِّ قلب در پشتِ استخوانِ جناغ سینه و حدفاصلِ غضروف‌هایِ دنده‌های سوم تا ششم در سمتِ چپِ قفسهٔ سینه است. یک دیوارهٔ عضلانی قلب را به دو نیمهٔ راست و چپ تقسیم می‌کند. نیمهٔ راست مربوط به خون سیاهرگی و نیمهٔ چپ مربوط به خون سرخرگی است. هر یک از دو نیمهٔ راست و چپ نیز مجدداً به‌وسیلهٔ یک تیغهٔ عضلانی افقی نازک‌ تر به دو حفرهٔ فرعی تقسیم می‌شوند. حفره‌های بالایی که کوچک‌تر و نازک‌تر هستند دهلیز نام‌دارند و دریافت‌کنندهٔ خون اَند. حفره‌های پایینی که بزرگ‌تر و ضخیم ترند بطنهای قلبی هستند و خون دریافتی را به سایر اعضای بدن پمپ می‌کنند. پس، قلب متشکل از چهار حفره‌است: دو حفرهٔ کوچک در بالا (دهلیزهای راست و چپ) و دو حفرهٔ بزرگ در پایین (بطن‌های راست و چپ).

دو نوع گردش خون در بدن انجام می‌شود: گردش خون کوچک یا ریوی که خونِ CO2دار (دی‌اکسید کربن) از بطن راست قلب به ریه‌ها می‌رود. در آن‌جا تصفیه می‌شود و خون O2دار (اکسیژن) به دهلیز چپ قلب بازمی‌گردد و خون از دهلیز چپ قلب با گذر از دریچهٔ میترال (دوی) که میان دهلیز و بطن چپ قراردارد، واردِ بطنِ چپ می‌شود و به این ترتیب با انقباضِ بطن چپ خون از بطن چپ خارج می‌شود و گردش خون بزرگ یا آئورتی آغاز می‌شود و این خون، ابتدا از طریق سرخرگِ آئورت و به ترتیب به دیگرِ عروق، در سراسرِ بدن جریان می‌یابدو سلول‌هایِ بدن را تغذیه می‌کند و سپس خون CO2دار را به دهلیز راست بازمی‌گردد و خون از دهلیز راست با عبور از دریچهٔ تریکاسپید (سه ی) که میان دهلیز و بطن راست قرار دارد، واردِ بطن راست می‌شود. به این ترتیب، گردش خون در سراسرِ بدن انجام می‌شود و همهٔ سلول‌هایِ بدن تغذیه می‌شود.

دهلیزها حفراتی با فشار کم و گنجایش بالا هستند که وظیفهٔ اصلی آن‌ها ذخیرهٔ خون در هنگامِ انقباضِ عضلهٔ بطنی (سیستول) است. انقباض دهلیزها مقداری خون اضافی را به داخل بطن‌ها می‌راند، امّا حدود ۷۰درصدِ پُرشدن بطن‌ها به‌صورت غیرفعال در هنگامِ استراحت بطنی (دیاستول) انجام می‌شود. دهلیزها به‌وسیلهٔ یک دیوارهٔ بین دهلیزی نازک از هم جداشده‌اند. بطن‌ها حفراتی با فشار بالاتر هستند که وظیفهٔ پمپاژ خون به ریه و تمام بافت‌های محیطی را به‌عهده دارند. چون فشار ایجادشده در بطن چپ بسیار بالاتر از فشارِ بطن راست است، لذا میوکارد بطن چپ به نسبت میوکارد بطن راست بسیار ضخیم‌تر است. بطن‌ها به‌وسیلهٔ یک دیوارهٔ بین بطنی از هم جدا می‌شوند. این دیواره در قسمتِ بالا به صورتِ بافت هَم‌بند و در قسمتِ میانی و پایین به‌صورت یک دیوارهٔ عضلانی است. دهلیزها و بطن‌ها با دریچه‌های دهلیزی – بطنیاز هم جدا می‌شود. این دریچه‌ها از جریانِ معِ خون از بطن‌ها به داخلِ دهلیزها در جریان سیستول جلوگیری می‌کنند. قسمت بطنی این دریچه‌ها به‌وسیلهٔ طناب‌های وتری به نام عضلات پاپیلریبه بطن خود وصل می‌شوند. هنگامی که دیواره‌های بطن منقبض شده، عضلاتِ پاپیلری نیز منقبض می‌شود، اما برخلاف آنچه ممکن است تصور شود، کمکی به بسته‌شدن دریچه‌ها نمی‌کنند، بلکه لت‌های دریچه را به سوی داخل بطن‌ها می‌کشند تا از برآمده شدن بیش از حد آن‌ها در جریان انقباض بطن به داخل دهلیزها جلوگیری کنند.

دریچه‌های نیمه هلالی بطن‌ها را از مجاری شریانی جدا می‌کند و شاملِ دریچهٔ آئورت (بین بطن چپ و شریان آئورت) و دریچه پولمونر (بین بطن راست و شریان ریوی (پولمنری)) هستند. دریچه‌های نیمه هلالی به طناب‌های وتری وصل نیستند و فشار زیاد در شریان‌ها، در پایان سیستول موجبِ بسته‌شدن بسیار سریع و محکم آن‌ها می‌شود، درحالیکه دریچه‌های دهلیزی-بطنی بسیار نرم بسته می‌شوند. قلب توسط پردهٔ دو لایه و نازک پریکارد از بقیهٔ احشای داخل سینه مجزا می‌شود. لایهٔ احشایی پریکارد موسوم به اپی کارد از لایهٔ جداری آن به‌وسیلهٔ فضای پریکاردی جدا می‌شود. کیسهٔ پریکارد، به‌طورِ طبیعی، محتوی ۵ تا ۳۰ میلی‌متر مایع شفافی است که قلب را لغزنده می کند و به آن امکان می‌دهد تا با حداقّلِ اصطکاک منقبض شود

[۱۱]

فیزیولوژی عضله قلبی[ویرایش]

قلب از سه نوع عمده عضلهٔ قلبی تشکیل شده‌است:

• عضله دهلیزی
• عضله بطنی
• فیبرهای عضلانی تخصص عمل یافته تحریکی – هدایتی

سیستمِ هدایتیِ قلب در واقع ایمپالس الکتریکی را تولید و هدایت می‌کند. این فیبرها به دلیل محتویِ کم فیبریل‌های انقباضی به‌طور ضعیف منقبض می‌شود. انواع دهلیزی و بطنی عضلهٔ قلبی به همان روش عضلهٔ اسکلتی منقبض می‌شود به استثنایِ این که مدتِّ انقباض بسیار طولانی‌تر است. اصول طب داخلی هاریسون ۲۰۰۸ قلب خون را از طریق سیستمِ گردشِ خون پمپاژ می‌کند. خونی که دارای اکسیژن اندکی باشد، از طریق گردش خون سیستمیک و بالایی و ورید اجوف تحتانی ورید اجوف واردِ دهلیزِ راست می‌شود و بعد به بطن راست می‌رود. از اینجا به گردش خون ریوی جریان می‌یابد، از طریق ریه‌ها اکسیژن دریافت می‌کند و دی‌اکسید کربن را پَس می‌دهد. خون دارایِ اکسیژن بعد از آن واردِ دهلیز چپ می‌شود و از آنجا به بطن چپ می‌رود و از طریق آئورت به گردشِ خونِ سیستمیک انتقال می‌یابد که در این روند اکسیژنِ آن مصرف می‌شود و به صورت دی‌اکسید کربن با سوخت و ساز همراه می‌گردد.

[۴] معمولاً با هر تپش قلب، بطن راست همان قدر خون را واردِ ریه‌ها می‌کند که بطن چپ خون را به سراسر بدن می‌فرستد. سیاهرگ‌ها خون را به قلب منتقل می‌نمایند، در حالی که سرخرگ‌ها، خون را از قلب خارج می‌سازند. سیاهرگ‌ها معمولاً فشار کم تری در مقایسه با سرخرگ‌ها دارند.

[۴] قلب هنگام استراحت با ضربان حدود ۷۲ بار در دقیقه می‌تپد.

[۴] فعالیت این تعداد را افزایش می‌دهد، با افزایش تعداد ضربان قلب زمان دیاستول بیشتر از زمان سیستول کم می‌شود و در طولانی مدت میزان استراحت قلب را کمتر می‌نماید و این مسئله برای سلامت قلب خوب است.

[۴]

'

عصب‌دهی قلب[ویرایش]

قلب یک عضو چهار حفره‌ای عضلانی می‌باشد که ۱ درصد سلولهایش خاصیت خود تحریکی دارند و دارای سیستم هدایت خودکاراست. این عضو دارای سلولهای ماهیچه قلبی (کاردیومیوسیتهای) تخصص یافته و فیبرهای هدایتی هست که انقباض ریتمیک را شروع می‌کنند.

[۱۲] قلب در ۲۱–۲۲ روزگی در جنین انسان شروع به تپش می‌کند و نمو قلب ۵۰ روز طول می‌کشد.

[۱۳]

در روز هشتم جنینی در موش (معادل هفته سوم در انسان)، قلب از یک لوله اولیه قلبی تشکیل شده‌است. این لوله توخالی شامل دو لایه می‌باشد: کاردیومیوسیتها در خارج و سلولهای اندوتلیال در داخل.

بین این دو لایه، ژله قلبی وجود دارد. در این مرحله هنوز اعصاب خودکار (اتونومیک) قلبی نمو پیدا نکرده‌است و خون در سرتاسر جنین به وسیلهٔ امواج انقباضی پیش برنده (پریستالتیک)، پمپ می‌شود. این حرکات پریستالتیک از قسمت دم قلبی شروع می‌شود. با ادامه نمو، لوله قلبی طویلتر شده و یک لوپ به سمت راست تشکیل می‌دهد. سلولهای اندوکاردیال به سلولهای مزانشیمی تبدیل شده و بین دو لایه مهاجرت می‌کنند و ژله قلبی را می‌پوشانند. برای تشکیل لایه سوم قلبی، لوله قلب توسط لایه اپی کاردیومی پوشیده می‌شود. سلولهای اولیه اپی کاردیومی در روز نهم جنینی در موش (تقریباً هفته چهارم در انسان)، درون ارگان پیش اپی کاردیومی (یک دسته سلول شبیه گل کلم در قاعده لوله قلبی) یافت می‌شوند. این سلولها به سمت لوله قلب مهاجرت کرده و قلب را می‌پوشانند. در روز دوازدهم جنینی در موش، پوشش اپی کاردیال کامل می‌شود. در این زمان، مهاجرت سلولهای ستیغ عصبی (نورال کرست سلها) در نمو عصبدهی قلبی نقش دارد.

[۱۲] نورال کرست سلها گروهی از سلول های مهاجر هستند که در همه مهره داران یافت می‌شود و قادر به تبدیل به انواعِ بافت از جمله عضله صاف، سلول های عصبی (نورون ها) و سلول های گلیا و غیره اَند. کنده شدنِ نورال کرست سل ها و مهاجرت آن‌ها از لوله عصبی (نورال تیوب) به کمک تغییرات در چسبندگی سلولها رخ می‌دهد که شاملِ کاهش مقدارمولکول چسبندگی سلول نورونی (NCAM) و N- کادهرین می‌باشد.

[۱۴]

در طولِ نمو قلبی، حرکات پریستالتیک به وسیلهٔ انقباض هماهنگ، توسط گره سینوسی- دهلیزی جایگزین می‌شود.

[۱۲]

مراحلِ نموِ اعصابِ قلب به این ترتیب است:

1. مهاجرت نورال کرست سلها به پشت آئورت
2. تمایز آن‌ها به سلول عصبی
3. تجمّع سلولهای عصبی برای تشکیل گانگلیا
4. گسترش انتهای آکسونی به بافت قلبی

لازم است ذکر شود که عصب دهی پاراسمپاتیک قبل از سمپاتیک انجام می‌شود.

[۱۳]

Bone morphogenetic proteins (BMPs) که توسط سلولهای اپی کاردیومی ترشح می‌شوند، سبب تمایز سلولهای عصبی به سمپاتیک و پاراسمپاتیک می‌شوند.

فاکتور نوروتروفیک مشتق از رده سلولی گلیال (GDNF), نورتورین(NRTN) و آرتمین (artemin) از جمله فاکتورهای نوروتروفیک (NTFs) برای تمایز نورونهای پاراسمپاتیک قلبی می‌باشند.

[۱۵] نورونهای پاراسمپاتیک وقتی به قلب می‌رسند تشکیل عقده (گانگلیا) را می‌دهند و از اینجا سلولهای عصبی پس عقده ای (پس گانگلیونی) منشأ می‌گیرند و این در حالیست که سلولهای عصبی پس گانگلیونی سمپاتیکی از تنه سمپاتیکی در خارج از قلب منشأ می‌گیرند.

[۱۲]

فاکتور رشد عصبی (NGF)، نوروتروفین- ۳ (neurotrophin-3) و نوروتروفین- ۴و۵ (neurotrophin-4/5) از جمله فاکتورهای نوروتروفیک هستند که عصبدهی سمپاتیک را تنظیم می‌کنند و سبب افزایش تراکم عصبدهی آن می‌شوند. اندوتلین - ۱ که از اندوتلیوم وریدی ترشح می‌شود نیز سبب افزایش بیان فاکتور رشد عصبی(NGF) می‌شود. این در حالیست که فاکتور سمافورین- ۳(semaphorin 3) تراکم عصبدهی آن را کاهش می‌دهد. به این ترتیب گرادیان عصبدهی سمپاتیک از اپی کاردیوم به اندوکاردیوم شکل می‌گیرد.

[۱۶]

بدین ترتیب اعصاب اتونومیک قلبی، ضربان قلب را تنظیم می‌کنند. تحت شرایط پاتولوژیک، تراکم فیبرهای عصبی، تغییر یافته و منجر به فعالیت زیاد (عصب‌دهی زیاد) یا خیلی کم (عصب‌دهی کم) در قلب می‌شود.

[۱۲]

تحریک نامنظم قلبی در بیماری فیبریلاسیون دهلیزی(atrial fibrilation)، سبب تحریک اندوتلین- ۱ شده و بیان فاکتور رشد عصبی را بالا می‌برد؛ که این عمل، سبب افزایش عصب‌دهی سمپاتیک می‌شود.

[۱۶]

بیماری‌های قلبی[ویرایش]

بیماری‌های قلب و عروقی (CVD) معمول‌ترین عامل مرگ در جهان در سال ۲۰۰۸ بودند که باعث ۳۰ درصد از موارد مرگ شدند.

[۱۷]

[۱۸] از این میزان بیش از سه چهارم به خاطر بیماری شریان‌های کرونری و سکته بوده‌است.

[۱۷] عوامل خطر شامل مواردی همچون: سیگار کشیدن، اضافه وزن داشتن، عدم فعالیت‌های ورزشی کافی، کلسترول بالا، فشار خون بالا، نوعی دیابت که به شکلی ضعیف کنترل شده و موارد دیگر می‌شود.

[۱۹] تشخیص بیماری قلبی عروقی اغلب با شنیدن به صدای قلب با گوشی پزشکی، ECG یا با فراصوت صورت می‌گیرد.

[۵] بیماری‌های مرتبط با قلب اصولاً با متخصصین قلب درمان می‌شود، هرچند که بسیاری از متخصصین پزشکی دیگر نیز ممکن است در حل این مسئله کمک کنند.

[۱۸]

متخصّصان اعتقاد دارند بیماریِ سرطان صرف نظر از این که فرد مبتلا اقدام به درمان دارویی کرده باشد یا خیر، می‌تواند به عضلات قلب آسیب برساند. شیمی درمانی به‌طور بالقوه موجب مسمومیت قلب می‌شود و بیماران سرطانی را در برابرِ اختلالات قلبی از جمله ایستِ قلبی یا ایسکمی میوکارد آسیب‌پذیر می‌کند ضمن اینکه رشدِ خودِ تومور نیز می‌تواند موجبِ آسیبِ بافتِ قلب شود.

[۲۰]

جستارهای وابسته[ویرایش]

• ریتم طبیعی قلب
• الکتروکاردیوگرافی
• ضربان‌ساز
• آترواسکلروزیس
• سکته قلبی
• فشار خون بالا
• منابع:ویکی پدیا

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

پرش به ناوبری

پرش به جستجو

قلب مصنوعی

قلب مصنوعی نمایش داده شده در موزه علوم لندن

در سال ۱۹۸۲، Paul Winchel نمونه اولیه‌ای از یک قلب مصنوعی را طراحی‌کرد، اما استفاده از آن در بدن یک انسان کاری مخاطره‌آمیز به‌نظرمی‌رسید. در نهایت جراح متبحری به نام William Devries از دانشگاه Utah آمریکا تصمیم به انجام این پیوند گرفت. او این دستگاه را Jarvik-۷ نامید. این نخستین ماشینی بود که می‌توانست به‌طور دائم جایگزین قلب شود. بیمار دریافت‌کننده پیوند، دندانپزشکی ۶۱ ساله به نام Barney Clark بود. شانس زندگی او در صورت عدم دریافت پیوند، کمتر از سی روز پیش‌بینی می‌شد. جراحی با موفقیت انجام‌شد و کلارک ۱۱۲ روز زنده ماند.
یکی از ویژگی‌های Jervik-۷، به‌کارگیری نوعی ف مخصوص در حفرات داخلی آن بود. خون در برخورد با این نوع ف منعقد می‌شد و لایه‌ای در داخل حفرات تشکیل می‌داد. این امر سبب تسهیل حرکت خون در قلب می‌شد.
عملکرد Jarvik-۷همانند پمپ هوا طراحی شده‌بود و برخلاف مدل پیشرفته امروزی، لازم بود چندین رشته سیم از بدن بیمار بیرون بیاید و به منبع تغذیه خارجی متصل شود. طبیعی‌ترین پیامد این طراحی، بروز عفونت‌های متعدد در محل عبور سیم‌ها از پوست بود. پیش از توقف تولیدJarvik-۷، در چندین بیمار دیگر نیز، از آن استفاده شد، اما به‌علت بروز مشکلات فنی نظیر خطاهای مکانیکی و حجم بسیار بزرگ دستگاه، تولید آن متوقف شد.
دو کشف اساسی، در تولید قلب‌های مصنوعی مدرن نقشی کلیدی داشتند؛ مورد اول تولید پوریه ضد انعقاد است که در لایه بیرونی قلب مصنوعی استفاده می‌شود و احتمال پس‌زده‌شدن آن را از سوی سیستم ایمنی و بافت‌های اطراف به حداقل می‌رساند. کشف مهم دیگر، اختراع سیستم منبع تغذیه قابل کاشت درون بدن است که هیچ‌گونه حرارتی در بافت‌های اطراف خود ایجاد نمی‌کند. این دو کشف از ابداعات فردی به نام Hiroaki Harusaki است.
این دو ویژگی به همراه ده‌ها تکنولوژی دیگر، در قالب یک مدل قلب مصنوعی با نام AbioCor ارائه شده‌است. این مدل در سال ۲۰۰۱ برای نخستین‌بار به‌کارگرفته‌شد و در سال ۲۰۰۴ با رسیدن به حد نصاب‌های لازم، مجوز FDA را دریافت کرد. ۸۶درصد از بیماران دریافت‌کننده AbioCor بیش‌از یک سال و ۶۴درصد بیش‌از ۵ سال شانس زندگی یافتند.

نحوه عملکرد قلب مصنوعی[ویرایش]

قلب انسان به‌طور میانگین خون را با نرخ ۶۰ تا ۱۰۰ بار در دقیقه پمپاژ می‌کند. قلب در دو مرحله عمل می‌کند:

1. در مرحله اول، دهلیزهای راست و چپ به‌طور هم‌زمان منقبض می‌شوند و خون را به ترتیب به بطن‌های راست و چپ قلب می‌فرستند.
2. در مرحله دوم، بطن‌ها منقبض می‌شوند و خون را به ریه‌ها توسط بطن راست و توسط بطن چپ به سایر نقاط بدن هدایت می‌کنند.

پس از آن عضلات قلب تا تپش بعدی استراحت می‌کنند. در این فاصله قلب دوباره از خون پر می‌شود.
در بیمارانی که از قلب مصنوعی جدید استفاده می‌کنند، قلب مصنوعی جایگزین بطن‌ها می‌شود و دهلیزها هنوز در جای خود باقی‌مانده‌اند؛ بنابراین در مرحله اول از فرایند پمپاژ خون، همچنان دهلیزهای قلب طبیعی، به‌طور هم‌زمان منقبض می‌شوند و خون را به خارج از قلب می‌فرستند. اما مرحله دوم متفاوت با قلب طبیعی انجام می‌شود. از آنجا که نحوه طراحی قلب مصنوعی به صورتی است که در هر لحظه خون را تنها به یکی از دو بطن می‌فرستد، ابتدا خون به ریه‌ها فرستاده، سپس به سایر نقاط بدن پمپ می‌شود. قلب مصنوعی قادر است خون را با نرخ ده لیتر در دقیقه پمپ کند که برای فعالیت‌های روزانه کافیست.

اجزای قلب مصنوعی[ویرایش]

قلب مصنوعی AbioCor از جنس تیتانیوم و پلاستیک است و چهار بخش زیر را به هم متصل می‌کند:

• دهلیز راست
• دهلیز چپ
• آئورت
• شریان ریوی

مکانیسم عملکرد دستگاه بسیار شبیه به یک پمپ هیدرولیک است. در این نوع از پمپ‌ها، مایع هیدرولیک فشار را از نقطه‌ای به نقطه دیگر منتقل می‌کند. برای درک بهتر عملکرد قلب مصنوعی، نحوه کار اجزای مختلف آن را بررسی می‌کنیم:

• پمپ هیدرولیک

عملکرد این قطعه همانند پمپ هیدرولیک صنعتی است. نوعی ماده غیرقابل‌فشرده‌سازی در این پمپ جریان دارد که نیروی اعمال‌شده را از یک نقطه به نقطه دیگر می‌فرستد.

• دریچه ورودی

این دریچه برای جریان‌یافتن مایع هیدرولیک از یک قسمت به قسمت دیگر، باز و بسته می‌شود. هنگامی‌که مایع به سمت راست حرکت می‌کند، خون از درون بطن مصنوعی به ریه‌ها پمپ می‌شود و هنگامی‌که مایع به سمت چپ می‌رود، خون به سایر نقاط بدن فرستاده‌می‌شود.

• سیستم انتقال انرژی به صورت بی‌سیم

این سیستم به نام Transcutaneus Energy Transfer (انتقال انرژی از درون پوست، خوانده‌می‌شود. اجزای تشکیل‌دهنده آن دو سیم‌پیچ داخلی و خارجی هستند. این دو سیم‌پیچ انرژی را از یک باتری خارجی می‌گیرند و از طریق القای الکترومغناطیسی آن را به باتری داخلی و واحد کنترل می‌فرستند.

• باتری داخلی

یک باتری قابل شارژ است که در داخل شکم بیمار ایمپلنت می‌شود. باتری داخلی ۳۰ تا ۴۰ دقیقه وقت در اختیار بیمار قرارمی‌دهد تا بتواند فعالیت‌هایی نظیر حمام‌کردن را که در طی آن‌ها مجبور به جداکردن باتری خارجی است، انجام بدهد.

• باتری خارجی

این باتری روی یک کمربند قرارمی‌گیرد و به دور کمر بیمار بسته‌می‌شود. قابل شارژ است و ۴ تا ۵ ساعت کار می‌کند.

• واحد کنترل

این ابزار الکترونیکی کوچک در جداره شکم بیمار کارگذاشته‌می‌شود و به کنترل نحوه پمپاژ قلب و ریتم قلبی اختصاص دارد. وزن کلی دستگاه در حدود ۲ پوند (۰٫۹ کیلوگرم) است.

مراحل جراحی[ویرایش]

پیوند قلب مصنوعی، جراحی بسیار ظریفی است. نه‌تنها جراح باید دو بطن راست و چپ را از قلب بیمار جدا کند، بلکه باید یک شیء خارجی را در قفسه سینه کار بگذارد. در طی جراحی، بیمار موقتاً به پمپ مصنوعی قلب و ریه متصل می‌شود تا قلب از تپش بایستد و جراحی میسر شود. قلب مصنوعی به وسیله صدها بخیه به دهلیزهای قلب طبیعی وصل می‌شود و جراح برای پوشاندن بخیه‌ها از یک لایه بافت مصنوعی استفاده می‌کند. تعداد پرسنل حاضر در پیوند قلب مصنوعی معمولاً بسیار زیاد است. علاوه‌بر دو جراح زبده و دستیارانشان، چندین متخصص و تیم پرستاری به کنترل شرایط می‌پردازند.
مراحل به این شرح هستند:

1. جای‌گذاری سیم‌پیچ داخلی در شکم
2. بازکردن جناغ سینه و اتصال دستگاه پمپ قلب و ریه (در این مرحله قلب از تپش می‌ایستد و خون بیمار از طریق دستگاه پمپ می‌شود).
3. جداسازی بطن‌های قلب طبیعی (دهلیزها جدا نمی‌شوند).
4. استفاده از یک مدل پلاستیکی برای تعیین محل دقیق قرارگیری قلب مصنوعی
5. بریدن بافت‌های مصنوعی در اندازه‌های مطلوب و بخیه‌زدن آن‌ها به آئورت و شریان ریوی
6. قلب مصنوعی وارد قفسه سینه می‌شود و اتصالات آن با شریان ریوی، آئورت، و دهلیزهای راست و چپ برقرار می‌شود.
7. تخلیه کامل هوای داخل دستگاه
8. جداسازی بیمار از پمپ قلب و ریه
9. حصول اطمینان از صحت عملکرد قلب
10. بستن قفسه سینه

شرایط دریافت پیوند[ویرایش]

کاندیداهای دریافت قلب مصنوعی معمولاً بیمارترین بیماران» هستند؛ یعنی در شدیدترین حالت ناراحتی قلبی به‌سرمی‌برند. پیوند قلب مصنوعی تنها هنگامی انجام می‌شود که کاندیدای پیوند حائز تمامی شروط زیر باشد:

• در حادترین مرحله بیماری قلبی باشد.
• امید به زندگی در وی کمتر از ۳۰ روز برآورد شده‌باشد.
• هیچ امکانی برای دریافت قلب طبیعی وجود نداشته باشد.
• هیچ راه درمانی جایگزین در دسترس نباشد.
• سایز قفسه سینه بیمار با ابعاد قلب مصنوعی همخوانی داشته‌باشد. این شرط از طریق عکس برداری CAT Scan و X-Ray بررسی می‌شود. عکس‌های بدست‌آمده با استفاده از یک برنامه کامپیوتری به نام CAD برای نوعی اندازه‌گیری مجازی، بازسازی می‌شوند. این نرم‌افزار قلب طبیعی را به صورت مجازی حذف می‌کند و AbioCor را مجازاً در قفسه سینه قرارمی‌دهد و درصورت همخوانی ابعاد، اجازه پیوند داده‌می‌شود.

جستارهای وابسته[ویرایش]

• اختراع‌ها در ایالات متحده (۱۹۴۶–۱۹۹۱)

منابع[ویرایش]

• مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا.

  Artificial heart». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی.

• پزشکان بدون مرز
• بی‌بی‌سی فارسی
• ویکی پدیا

سلول های بنیادی چیست؟

سلول بنیادی مادر تمام سلول‌ها است و توانایی تبدیل به تمام سلول‌های بدن را دارد. این سلول‌ها توانایی خود نوسازی (Self Renewing) و تمایز (Differentiating)  به انواع سلول‌ها از جمله سلول‌های خونی، قلبی، عصبی و غضروفی را دارند. هم چنین در بازسازی و ترمیم بافت‌های مختلف بدن بدنبال آسیب و جراحت موثر بوده و می‌توانند به درون بافت‌های آسیب دیده‌ای که بخش عمده سلول‌های آنها از بین رفته است، پیوند زده‌شوند و جایگزین سلول‌های آسیب دیده شده و به ترمیم و رفع نقص در آن بافت بپردازند.

به دلیل توانایی منحصر به فرد سلول‌های بنیادی، این سلول‌ها امروزه از مباحث جذاب در زیست شناسی و علوم درمانی است. هم چنین تحقیقات در این زمینه دانش ما را درباره چگونگی رشد و تکوین یک اندام از یک سلول منفرد افزایش داده و مهم تر آنکه به فهم مکانیزم جایگزینی سلول‌های سالم با سلول‌های آسیب دیده کمک کرده است.

سلول‌های بنیادی را بر اساس خصوصیات و ویژگی به سه دسته سلول‌های بنیادی جنینی، سلول‌های بنیادی بالغ و سلول‌های بنیادی خون بندناف تقسیم می‌کنند.

سلول‌های بنیادی جنینی

از توده سلولی داخلی جنین 16-14 روزه گرفته می‌شود و قادر است تمام سلول‌ها و بافت‌های یک فرد کامل را بسازد.

سلول‌های بنیادی بالغ

به سلول‌هایی که پس از تولد از بافت‌های مختلف فرد بالغ جدا می‌شوند، گفته می‌شود. سلول‌های بنیادی خون ساز مستقر در مغز استخوان، مغز، کبد و سایر بافت‌ها از این دسته هستند که قدرت تمایز به برخی از بافت‌ها را دارند.

سلول‌های بنیادی خون بندناف

از بندناف استخراج شده و همانند سلول‌های بنیادی خون ساز مغز استخوان هستند.

شیمی فضایی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

بیشترین کاربرد شیمی فضایی در مولکول‌های آلی است. (درپرونده: شکل فضایی مولکول اکستازی)

شیمی فضایی (به انگلیسی: Stereochemistry) شاخه‌ای از دانش پایه‌ی شیمی است که به بررسی و مطالعه آرایش فضایی اتم‌ها برای تشکیل مولکول می‌پردازد.

دو موضوع اساسی در شیمی فضایی، کایرالیته و تقارن مولکولی هستند. شیمی فضایی با عنوان شیمی سه‌بعدی (به انگلیسی: 3D Chemistry) نیز شناخته می‌شود. این شاخه از دانش، بر ایزومریِ فضایی و ارتباط آن‌ها با طیف‌های ورودی در شیمی آلی، شیمی معدنی، زیست‌شیمی و به‌ویژه شیمی فراذره‌ای تمرکز دارد.

محتویات

• ۱تاریخچه شیمی فضایی
• ۲مولکول‌های کایرال و اِنانتیومرها
• ۳فعالیت نوری
• ۴ترکیب‌های مزو
• ۵منابع

تاریخچه شیمی فضایی[ویرایش]

در سال ۱۸۴۸ لوئی‌پاستور، شیمی‌دان دانشسرای عالی پاریس، آزمایش‌هایی را انجام داد که چند سال بعد او را واداشت تا پیشنهادهایی در زمینه اساس شیمی فضایی ارائه دهد. پاستور در آن هنگام مرد جوانی بود که با درجه دکتری در علوم از کالج سلطنتی بزانکن (جایی که موفق به اخذ دیپلم علوم با درجه متوسط در شیمی شده بود) به دانشسرای عالی آمد. برای به‌دست آوردن تجربه در زمینه بلورشناسی، وی کار قبلییک شیمی‌دان دیگر را بر روی نمک-های تارتاریک اسید تکرار نموده و چیزی را مشاهده کرد که قبلاً به آن توجهی نشده بود. سدیم‌آمونیم‌تارتارات غیرفعال نوری به‌صورت مخلوطی از دو نوع بلور متفاوت وجود دارد که تصویر آینه‌ای هم هستند. وی با استفاده از یک عدسی و یک پنس، با دقت و کوشش فراوان مخلوط را به دو توده کوچک مجزا کرد (یکی بلورهای راست‌دست و دیگری چپ‌دست)، به‌همان صورتی که دستکش‌های دست راست و چپ را که در پیشخوان مغازه‌ای بر روی هم انباشته شده‌اند، از هم جدا می‌نمائیم (شکل ۳–۱). اگرچه مخلوط اصلی از نظر نوری غیرفعال بود ولی هر قسمت از بلورها که در آب حل می‌شدند از خود فعالیت نوری نشان می‌دادند! به‌علاوه چرخش ویژه هر دو محلول دقیقاً با هم برابر اما با علامت مخالف بود، یعنییکی از محلول‌ها نور پلاریزه مسطح را به راست و محلول دیگر به‌همان مقدار به چپ می‌چرخاند. این دو ترکیب در سایر خصوصیت‌ها کاملاً مشابه هم بودند. از آنجا که اختلاف در چرخش نوری در محلول مشاهده شد، پاستور نتیجه گرفت که این اختلاف به ساختار مولکول‌ها مربوط بوده و به بلور بستگی ندارد. وی پیشنهاد نمود که مولکول‌هایی که آن بلورها را تشکیل می‌دهند مانند خود بلورها تصویر آینه‌اییکدیگر هستند. او وجود ایزومرهایی را پیشنهاد کرد که ساختار آن‌ها فقط از نظر تصویر آینه‌ای و خواص آن‌ها فقط از نظر جهت چرخاندن نور پلاریزه متفاوت بود. ساختارهایی وجود دارند که تصویر آینه‌ای آن‌ها روی خودشان منطبق نیست، همان‌طورکه دست چپ و راست برهم منطبق نمی‌شوند. برخی اجسام، ترکیب‌ها و ساختارها وجود دارند که تصویر آینه‌ای یکدیگر بوده ولی قابل انطباق نیستند؛ بنابراین هر کدام خصوصیت‌های متفاوتی دارند و در مورد ترکیب‌های آلی، ممکن است به شکل‌های مختلف وارد واکنش شوند. چنین ترکیب‌هایی را اصطلاحاً دست‌واره نیز می‌نامند. بسیاری از ترکیب‌های طبیعی آلی مانند کربوهیدرات‌ها، نوکلئیک‌اسیدها، آمینه-اسیدها و… دست‌وار هستند.

مولکول‌های کایرال و اِنانتیومرها[ویرایش]

وقتی در مولکولی چهار گروه مختلف به یک اتم کربن متصل باشند، آن کربن، کایرال (مرکز فضایی یا مرکز کایرال) نامیده می‌شود. به کربن موجود در این نوع مولکول‌ها مرکز کایرال یا کربن نامتقارن نیز می‌گویند. مرکز کایرال را در متون علمی به‌طور قراردادی با ستاره (*) نشان می‌دهند. رابطهٔ بین انانتیومرها همانند رابطهٔ دست چپ و راست است و در صورتی که چهار گروه مختلف به کربن چهار وجهی متصل باشند، به وجود می‌آید. مولکول-هایی که حداقل یک مرکز کایرال داشته باشند بر تصویر آینه‌ای خود قابل انطباق نیستند و به-صورت یک جفت انانتیومر وجود دارند. خصوصیت‌های فیزیکی همچون نقطهٔ ذوب، جوش، میزان حلالیت و چگالی یک جفت انانتیومر کاملاً شبیه هم است و به وسیلهٔ این روش‌ها نمی‌توان دو ترکیب انانتیومر را از هم جدا کرد.

تقارن درمولکول به تشخیص مولکول کایرال از غیرکایرال (ناکایرال) کمک می‌کند. مولکول فوق صفحه تقارن دارد. صفحه تقارن صفحه‌ای فرضیاست که از وسط جسم یا مولکول می-گذرد (مانند یک آینه آن را از وسط نصف می‌کند) و نیمی از جسم یا مولکول را به‌صورت تصویر آینه‌ای نیمه دیگر درمی‌آورد. در واقع صفحه تقارن یکی از عناصر تقارنی است که اگر مولکولی دارای صفحه تفارن باشد، غیرکایرال خواهد بود، همانند مولکول متان. تعداد زیادی از مولکول‌ها رامی‌توان با تشخیص صفحه تقارن به مولکول‌های کایرال و غیرکایرال دسته‌بندی کرد. به‌طور مثال، یک دست فاقد تقارن است. نصف یک دست، تصویر آیینه‌ای نیم» دیگر نیست. البته مولکول‌هایی نیز وجود دارند که صفحه تقارن و مرکز کایرال ندارند ولی کایرال هستند که در اینجا مورد بحث قرار نمی‌گیرند.

فعالیت نوری[ویرایش]

نورخواصی دارد که با در نظر گرفتن آن به‌عنوان یک پدیده موجی به‌خوبی درک می‌شود. تعداد سطح‌هایی که از خط مسیر نور می‌گذرند بی‌شمارند و نور معمولی در همه این سطوح در حال ارتعاش است (در واقع نور معمولی دارای امواج الکترومغناطیسی است که در تمام صفحات عمود بر مسیر تابش، ارتعاش می‌کند). اگر مستقیماً به باریکه‌ای از نور یک لامپ بنگریم، نوع ارتعاش‌هایی که روی می‌دهند و همگی عمود بر خط بین چشمان ما و منبع نور (لامپ) هستند را نشان می‌دهد (شکل۳–۵). هنگامی‌که نور از داخل منشور نیکول، (نوعی بلور CaCO3) که یک پلاریزه‌کننده می‌باشد، عبور داده شود، فقط برخی از امواج در یک صفحه معین (امواجی که در جهت عمود بر یک صفحه خاص نوسان کنند) عبور می‌کنند. این نور موسوم به نور پلاریزه مسطح (نورقطبیده) می‌باشد. مولکول‌هایی که نور پلاریزه مسطح را می‌چرخانند، فعال نوری نامیده می‌شوند. انانتیومری که سطح نور را در جهت حرکت عقربه ساعت (با قرار گرفتن بیننده در مقابل منبع) بچرخاند به ایزومر راست-گرد (Dexter در لاتین، راست) معروف است و آن را باعلامت (+) نشان می‌دهند و انانتیومر دیگر که سطح نور را درخلاف جهت حرکت عقربه‌های ساعت بچرخاند به ایزومر چپ‌گرد (Laevus در لاتین، چپ) معروف است وآن‌را باعلامت (-) نشان می‌دهند. این اثر متقابل با نور را فعالیت نوری گویند و انانتیومرها را ایزومرهای نوری می‌نامند. ما نه‌تنها می‌توانیم چرخیدن سطح و جهت آن را تشخیص دهیم، بلکه مقدار این چرخش را هم می‌توانیم تعیین کنیم. این میزان چرخش نور توسط دستگاهی به نام پلاریمتر اندازه‌گیری می‌شود. در واقع دستگاهی که برای تعیین فعالیت نوری ترکیب‌های کایرال مورد استفاده قرار می‌گیرد، دستگاه پلاریمتر است که قسمت‌های آن شامل منبع نور، منشور پلاریزه‌کننده، لوله نمونه و آنالیزور می‌باشد. جسم را می‌توان به‌صورت مایع خالص یا محلول در حلال معینی در لوله نمونه قرار داد، سپس نور که اغلب نور تکفام لامپ سدیم است (بعد از پلاریزه‌شدن توسط منشور نیکول) از ظرف عبور داده می‌شود. میزان چرخش‌نوری مشاهده شده به‌وسیلهα و برحسب درصد(%) بیان می‌گردد. مقدار چرخش نوری به غلظت، ساختار مولکول فعال نوری، طول ظرف نمونه، حلال، دما و طول‌موج نور قطبیه بستگی دارد. برای رفع ابهام، طبق قرارداد برای هر ترکیب مقدار استاندارد α، یعنی چرخش‌ویژه]α[ تعریف می‌گردد. چرخش‌ویژه (که به حلال بستگی دارد) عبارت است از مقدار چرخشی که توسط یک ترکیبی با غلظت g/mL 1 در لوله‌ای به طول dm 1 و طول موج ۵۸۹٫۶ نانومتر انجام می‌شود. چرخش‌ویژه همانند نقطه‌ذوب، نقطه‌جوش، چگالی، ضریب‌شکست و غیره یکی از خواص فیزیکی ترکیب‌های فعال نوری می‌باشد. انانتیومرهاییک ترکیب، خواص فیزیکی و شیمیایی بسیار شبیه هم دارند ولی تأثیر آن‌ها بر نور قطبیده مسطح متفاوت است. از این‌رو می‌توان دو انانتیومر یک ترکیب را با استفاده از این چرخش (جهت و میزان آن) از یکدیگر تشخیص داد.

ترکیب‌های مزو[ویرایش]

ترکیبی که دو یا حتی بیشتر از دو مرکز فضایی قابل انطباق با تصویر آینه‌ای خود داشته باشد، ترکیب مزو نامیده می‌شود. یکی از ویژگی‌های مهم ترکیب مزو این است که یک صفحه آینه-ای دارد که مولکول را به دو نیم می‌کند، به‌طوری‌که یک‌نیمه تصویر آینه‌ای نیمه دیگر است. یک ترکیب مزو با وجود داشتن مراکزکایرال، بر روی نور قطبیده مسطح بی-اثر است چرا که فعالیت نورییک مرکز توسط فعالیت نوری مرکز مشابه خنثی می‌شود، ولی چون دارای مراکز کایرال است ایزومر نورینامیده می‌شود. ساختار مزو در مورد ترکیب‌های حلقوی نیز صادق است.

منابع[ویرایش]

• شیمی آلی، تألیف دکتر عبدالرضا حاجی پور، دکتر هیربد کریمی ودانشنامه ویکی پدیا

این متن دومین مطلب آزمایشی من است که به زودی آن را حذف خواهم کرد.

زکات علم، نشر آن است. هر

وبلاگ می تواند پایگاهی برای نشر علم و دانش باشد. بهره برداری علمی از وبلاگ ها نقش بسزایی در تولید محتوای مفید فارسی در اینترنت خواهد داشت. انتشار جزوات و متون درسی، یافته های تحقیقی و مقالات علمی از جمله کاربردهای علمی قابل تصور برای ,بلاگ ها است.

همچنین

وبلاگ نویسی یکی از موثرترین شیوه های نوین اطلاع رسانی است و در جهان کم نیستند وبلاگ هایی که با رسانه های رسمی خبری رقابت می کنند. در بعد کسب و کار نیز، روز به روز بر تعداد شرکت هایی که اطلاع رسانی محصولات، خدمات و رویدادهای خود را از طریق

بلاگ انجام می دهند افزوده می شود.

این متن اولین مطلب آزمایشی من است که به زودی آن را حذف خواهم کرد.

مرد خردمند هنر پیشه را، عمر دو بایست در این روزگار، تا به یکی تجربه اندوختن، با دگری تجربه بردن به کار!

اگر همه ما تجربیات مفید خود را در اختیار دیگران قرار دهیم همه خواهند توانست با انتخاب ها و تصمیم های درست تر، استفاده بهتری از وقت و عمر خود داشته باشند.

همچنین گاهی هدف از نوشتن ترویج نظرات و دیدگاه های شخصی نویسنده یا ابراز احساسات و عواطف اوست. برخی هم انتشار نظرات خود را فرصتی برای نقد و ارزیابی آن می دانند. البته بدیهی است کسانی که دیدگاه های خود را در قالب هنر بیان می کنند، تاثیر بیشتری بر محیط پیرامون خود می گذارند.

روش‌های مطالعه

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

پرش به ناوبری

پرش به جستجو

روش‌های مطالعه یا مهارت‌های مطالعه مجموعه‌ای از مهارت‌هایی هستند که در راستای آموختن و فراگرفتن به‌کار گرفته می‌شوند. این روش‌ها بسته به هدف یادگیری با یکدیگر متفاوت بوده و برای موفقیت در مدرسه و کسب نمرات عالی ضروری و حیاتی هستند. در تمام مراحل زندگی فرد می‌توانند مفید باشند. رسپیشس رومبزیا در کتاب خود به نام آشنایی با روش‌های یادگیری و مهارت‌های مؤثر یادگیری» در سال ۲۰۱۳ اظهار می‌کند که، بسیاری از دانش آموزان به دلیل اینکه فاقد مهارت‌های مطالعه یا روش‌های آزمون هستند، در امتحانات خود مردود می‌شوند.

مهارت‌های مطالعه عبارتند از مجموعه‌ای از مهارت‌های مطالعه که در سازماندهی و به دست آوردن اطلاعات جدید، حفظ اطلاعات، یا برپایی آزمون نقش دارند. این روش‌ها عبارتند از یادیارها و نکته برداری که در به خاطر سپردن لیستی از اطلاعات، خواندن مؤثر و تمرکز کردن کمک می‌کنند.

درحالی که مهارت‌های مطالعه اغلب به عهدهٔ خود دانش آموزان و پشتیبان‌های آن‌ها گذاشته می‌شوند، این مهارت‌ها، اخیراً به‌طور فزاینده‌ای در دبیرستان و دانشگاه تدریس می‌گردند. کتاب‌ها و وب سایت‌های بسیاری در این مورد، موجود می‌باشند، آثاری در مورد روش‌های خاص، مثل کتاب‌های نقشه ذهنی تونی بوزان که راهنمایی‌های کلی در مورد مطالعه موفق ارائه می‌دهد تا راهنمایی‌های کلی مطالعه موفق مثل آثار استلا کوترل و آشنایی با روش‌های یادگیری و مهارت‌های مؤثر یادگیری نوشته رسپیشس رومبزیا.

در سطح وسیع تر، هر مهارتی که توانایی فرد را در مطالعه و قبولی در امتحانات افزایش می‌دهد می‌تواند مهارت مطالعه نامیده شود، این موارد می‌توانند شامل مدیریت زمان و روش‌های انگیزشی باشند.

مهارت‌های مطالعه روش‌های جداگانه‌ای هستند که معمولاً در زمان کوتاه و در تمام یا بیشتر زمینه‌های مطالعه می‌توانند آموخته شوند؛ بنابراین باید آن‌ها را از روش‌های خاصی که به یک زمینه خاص از مطالعه مربوط هستند، مثل موسیقی یا تکنولوژی، و توانایی‌های ذاتی دانش آموزان، مثل جنبه‌های هوشی یا سبک‌های یادگیری، تمیز داد.

پیشینه تاریخی

اصطلاح مهارت‌های مطالعه به‌طور کلی برای روش‌های یادگیری، مهارت‌های مطالعه برای دوره‌ای خاص، استفاده می‌شود. بسیاری از کارهای نظری از جمله تعداد زیادی از کتاب‌ها و وب سایت‌های محبوب، در این زمینه وجود دارند. کتابچه‌های راهنمای جیبی برای دانش آموزان از سال ۱۹۴۰ منتشر شده‌اند.

در سال‌های ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰، مدرسان دانشگاه در رشته‌های روانشناسی و آموزش و پرورش برای نوشتن کتابچه‌های راهنما، روی دانش آموزان خود، پژوهش، تحقیقات نظری و آزمایش انجام می‌دادند. ماروین کوهن در سال ۱۹۷۹، بر اساس تجربه‌های شخصی خود به عنوان محقق و رئیس دانشگاه کلینیک خواندن که نوجوانان و بزرگسالان جوان را سرپرستی می‌کرد، توصیه‌هایی را برای والدین، در کتاب خود به نام کمک به دانش آموزان نوجوان شما، آورده‌است. در ۱۹۸۶، زمانی کتاب راهنمایی‌های اساسی گرفتن آزمون برای کودکان دکتر گری گروبر برای اولین بار منتشر شد که نویسنده ۲۲ کتاب در مورد گرفتن آزمون‌های استاندارد نوشته بود. این کتاب‌ها در دو جلد، یکی برای سطح‌های بالاتر از ابتدایی و دیگری برای دوره متوسطه، راهنمایی‌ها و روش‌هایی برای گرفتن آزمون و تکالیف مدرسه داشتند.

روش‌ها

از برکردن

از برکردن یا حفظ کردن، فرایند به خاطر سپردن یک مطلب است. مهم‌ترین روش از برکردن، به‌یادسپاری و تمرین است. از برکردن یک فرایند ذهنی عمدی برای در حافظه نگاه داشتنِ مواردی است که در آینده به آن‌ها رجوع می‌شود، مثل آزمایش‌ها، اسامی، قرار ملاقات‌ها، آدرس‌ها، شماره تلفن، لیست وسایل، داستان‌ها، شعرها، عکس‌ها، نقشه‌ها، نمودارها، قانون‌ها، موسیقی یا دیگر جلوه‌های بصری، شنوایی یا اطلاعات عملی. حفظ کردن همچنین می‌تواند ذخیره اطلاعات خاص، در داخل کارت‌های حافظه باشد. یکی از اساسی‌ترین روش‌های یادگیری هر اطلاعاتی تکرار طوطی‌وار آن می‌باشد. بطور کلی این روش شامل خواندن همه مطلب یا کتاب و دوباره نوشتن نکات است.

توانایی‌های ارتباطی

یکی از نقص‌های یادگیری طوطی‌وار سبک گوش دادن یا خواندن غیرفعال است. بعضی از دانشمندان مثل جان دیویی معتقدند که روشِ از برکردن، برای دانش‌آموزان درست نیست و آن‌ها نیازمندِ اندیشه انتقادی– پرسش و سنجیدن مدارک در زمان مطالعه هستند. این روش می‌تواند در طول کنفرانس‌ها یا زمان خواندن کتاب انجام شود. شنیدن و خواندن اساس این روش‌ها هستند. مهم‌ترین روش با بنیان توانایی‌های ارتباطی روش پی کیو آر اس تی (به انگلیسی: PQRST) است که شامل پنج مرحله می‌باشد.

یک دانشجو از دانشگاه کلمبیا، در حال استفاده از روش PQRST برای مطالعه آزمون نهایی

1. پیش‌خوانش (به انگلیسی: Preview): دانش آموز یک نظر اجمالی به موضوع و سرفصل‌های اصلی یا نکات مهم درسی می‌اندازد.
2. پرسش (به انگلیسی: Question): دانش آموز سوالاتی را مانند سوالاتی که باید در امتحان پاسخ بدهد تنظیم می‌کند.
3. خواندن (به انگلیسی: Read): دانش آموز مطالب مرتبط را با تمرکز روی اطلاعات مربوط به سوالات مورد قبلی، مطالعه می‌کند.
4. خلاصه نویسی (به انگلیسی: Summerize): دانش آموز موضوعات و برداشت‌های خود را در مورد موضوع، خلاصه‌نویسی می‌کند. این موارد شامل نکته برداری، نمودار عنکبوتی، نمودار گردشی، نمودار علامتی، یادیاری یا حتی ضبط صدا می‌باشد.
5. آزمایش (به انگلیسی: Test): دانش آموز به سوالات پیش‌نویس قبلی پاسخ می‌دهد و از اضافه کردن هر سؤالی که متضاد با موضوع است یا موضوع را عوض می‌کند اجتناب می‌کند.

مطالعات مختلفی از دانشگاه‌های سراسر کشور در مورد ارتباطات کمک‌کننده برای بهبود عادت‌های مطالعه انجام شده‌است. یکی از این مطالعات نشان می‌دهد که بطور متوسط امتیاز کسانی که مطالب را در کلاس یادمی‌گیرند ۷۳٪ افزایش می‌یابد.

کلید واژگان و اطلاعات

فلش کارت‌ها، نشانه‌های بصری روی کارت‌ها می‌باشند. این کارت‌ها استفاده‌های متعدد در آموزش و یادگیری دارند و می‌توانند بازبینی شوند. دانش آموزان اغلب فلش کارت‌ها یا جزئیات کارت‌های شاخص را خودشان درست می‌کنند- کارت‌های طراحی شده برای نوشتن اغلب در سایز A5 بوده و خلاصه کوتاهی روی آن‌ها نوشته می‌شود. مزیت‌های جداگانه بودن کارت‌ها اینست که دانش آموزان می‌توانند آن‌ها را دوباره تنظیم کنند، یک کارت را برای چند بار خواندن انتخاب کرده یا برای آزمایش خود انتخاب تصادفی داشته باشند.

اشاره و راهنمایی

روش‌های خلاصه‌نویسی بستگی زیادی به موضوع دارد اما بیشتر شامل مقدار زیادی از اطلاعات از یک بخش یا کتاب به صورت نکات کوتاه است. اغلب این یادداشت‌ها، اطلاعات متراکم فشرده شده در نکات کلیدی هستند.

خلاصه‌های سازمان یافته: از جمله سلسله مراتبی که کلمات کلیدی، تعریف‌ها و ارتباطات را نشان می‌دهند، معمولاً به صورت ساختار درختی می‌باشند.

نمودارهای عنکبوتی: استفاده از نمودارهای عنکبوتی یا نقشه ذهنی می‌تواند روش بسیار مؤثری در اتصال مفاهیم با یکدیگر باشد. آن‌ها می‌توانند در مقالات طرح‌ریزی شده و پاسخ‌های طولانی در امتحانات مفید باشند. این ابزارها می‌توانند خلاصه‌ای بصری از موضوع را با حفظ ساختار منطقی آن و خط‌هایی که قسمت‌های مختلف را بهم متصل کرده‌است، ارائه دهند.

تصویرسازی ذهنی

بعضی از دانش آموزان تصور می‌کنند که سبک یادگیری تصویری دارند و تا حد زیادی می‌توانند اطلاعات را از مطالعات خود که اغلب کاملاً شفاهی هستند، بدست بیاورند و با استفاده از تکنیک‌های بصری به رمز دهی و حفظ آن‌ها در ذهن خود کمک کنند.

برخی از روش‌های استفاده از حافظه بصری، روش جایگاهی (کاخ حافظه) (به انگلیسی: method of loci) می‌باشد، یک سیستم از تجسم اطلاعات کلیدی، در مکان‌های فیزیکی واقعی، به عنوان مثال وسایل اطراف اتاق.

نمودارها اغلب دست کم گرفته می‌شوند. آن‌ها می‌توانند برای جمع‌آوری تمام اطلاعات در کنار هم و سازمان دهی دوباره تمرین‌های ارائه شده مورد استفاده قرار بگیرند. آن‌ها همچنین می‌توانند به یادآوری اطلاعات آموخته شده کمک کنند، بخصوص اگر دانش آموز نمودارها را در زمان مطالعه کشیده باشد. عکس‌ها نیز می‌توانند به فلش کارت‌ها که ابزار بسیار مؤثری برای بازبینی و بازخوانی موارد نوشته شده در آخرین لحظات هستند، منتقل شوند.

سرنام‌ها و یادیارها

یادیارها روشی برای سازمان دهی و حفظ اطلاعات می‌باشند. معمولاً از یک عبارت ساده به عنوان محرک برای یک لیست طولانی از اطلاعات استفاده می‌شود.

آزمون دادن

روش سیاه-قرمز-سبز (ایجاد شده توسط صندوق ادبی سلطنتی) به دانش آموز کمک می‌کند تا از تمام جنبه‌های مطرح شده در آزمون و مقاله اطمینان پیدا کند. دانش آموز قسمت‌های مشخص شده در سؤال را با سه رنگ مختلف (یا معادل آنها) خط می‌کشد. علامت سیاه، دستورالعمل مشکل» به عنوان مثال، مواردی که حتماً باید انجام شوند؛ بخشنامه یا دستورالعمل مستقیم. علامت قرمز یک نقطه عطف یا موارد خواسته شده‌ای که معمولاً باید با یک تعریف، اصطلاح، تئوری و غیره بیان شوند. علامت سبز، نکته ظریفی که نباید نادیده گرفته شود، یا چراغ سبز» که یک راهنمایی برای ادامه پاسخ یا نکته ایست که در پاسخ باید تأکید شود. یکی دیگر از روش‌های محبوب در مطالعه پی.ای.ای. (P.E.E) می‌باشد؛ نکته (point)، شواهد (evidence) و توضیحات (explain)، دلیل داشتن، این روش به دانش آموز کمک می‌کند تا سؤال آزمون را چند قسمت کرده و امتیاز خود را بالا ببرد. بسیاری از مدارس تمرین روش P.E.E را قبل از امتحانات در دستور کار دارند.

مدیریت زمان و شیوه زندگی

بهبود اثربخشی مطالعه می‌تواند از طریق تغییرات هر چیز غیر مرتبط با موارد مطالعه بدست آید، مثل مدیریت زمان، تقویت انگیزه و اجتناب از فردا فکنی و بهبود وضعیت خواب و خوراک.

مدیریت زمان در جلسات مطالعه به دست یابی فعالیت‌های با بیشترین بهره و ایجاد تمرکز عالی کمک می‌کند. سیستم چراغ راهنمایی یک روش ساده برای تشخیص اهمیت اطلاعات، هایلایت کردن یا خط کشیدن زیر اطلاعات با رنگ‌های مختلف است:

• سبز: موضوعاتی که اول باید مطالعه شوند؛ مهم و ساده
• زرد: موضوعاتی که در مرحله بعد باید مطالعه شوند؛ مهم اما وقت گیر
• قرمز: موضوعات با اولویت کمتر؛ پیچیده و غیر مهم

این موارد به دانش آموزان یادآوری می‌کنند که شروع با کدام موارد بیشترین مزیت را دارد و رنگ قرمز در صورتی که زمان اجازه بدهد مطالعه شود. مفهوم این مورد بسیار مشابه تحلیل ABC(تحلیل موجودی کالا) می‌باشد که معمولاً توسط کارگران برای اولویت بندی استفاده می‌شود. همچنین از بعضی وب سایت‌ها می‌توان برای اضافه کردن اصول مطالعه، مدیریت زمان و افزایش انگیزش استفاده کرد.

منابع

• ویکی‌پدیا انگلیسی

رده: 

• روش‌های یادگیری

انرژی هسته‌ای

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

پرش به ناوبری

پرش به جستجو

این مقاله دربارهٔ انرژی هسته‌ای از دیدگاه فیزیکی است. برای مبحث انرژی هسته‌ای به عنوان یک منبع انرژی در صنعت و غیره، فناوری هسته‌ای و نیروگاه هسته‌ای را ببینید. برای فیلمی با این نام، انرژی اتمی (فیلم) را ببینید.

کشتی‌های هسته‌ای آمریکایی، (از بالا به پایین) رزم‌ناوهای یواس‌اس بینبریج، یواس‌اس لانگ بیچ و یواس‌اس اینترپرایز، طولانی‌ترین کشتی دریایی، و اولین ناو هواپیمابر هسته‌ای. این عکس در سال ۱۹۶۴، هنگام شکستن رکورد سفر دریایی به اندازهٔ ۲۶۵۴۰ مایل دریایی انگلیس (۴۹۱۹۰ کیلومتر) دور جهان، در ۶۵ روز و بدون سوخت‌گیری گرفته شد. خدمه به گونه‌ای در عرشهٔ کشتی آرایش گرفته‌اند که هم‌ارزی جرم و انرژی اینشتین را نشان می‌دهند.

یخ‌شکن هسته‌ای روسی به نام یامال در یک سفر علمی مشترک با بنیاد ملی علوم در ۱۹۹۴.

انرژی اتمی یا انرژی هسته‌ای (به انگلیسی: Nuclear Energy) عبارت است از استفادهٔ فرایندهای هسته‌ای حرارت‌زا برای ایجاد گرما و الکتریسیته ی مفید. این واژه شامل شکافت هسته‌ای، پرتوزایی و همجوشی هسته‌ای می‌باشد. امروزه، شکافت هسته‌ای عناصر دستهٔ آکتینیدها در جدول تناوبی اکثریت قریب به اتفاق انرژی هسته‌ای مورد نیاز بشر را با استفاده از فرایندهای پرتوزایی تولید می‌کند، که در درجهٔ اول به شکل انرژی زمین گرمایی و مولد گرما-الکتریکی ایزوتوپی نیاز انسان را برطرف می‌سازد. نیروگاه‌های هسته‌ای، جدا از سهمی که در تأمین رآکتورهای شکافت هسته‌ای نیروهای دریایی دارند، حدود ۵٫۷ درصد انرژی جهان و ۱۳ درصد الکتریسیته جهان را در سال ۲۰۱۲ تأمین می‌کردند. در سال ۲۰۱۳، آژانس بین‌المللی انرژی اتمی گزارش داد که ۴۳۷ رآکتور هسته‌ای فعال در ۳۱ کشور وجود دارد اگرچه تمام رآکتورها الکتریسیته تولید نمی‌کنند. به علاوه، تقریباً ۱۴۰ کشتی دریایی وجود دارد که با استفاده از حدوداً ۱۸۰ رآکتور، نیرو محرکهٔ هسته‌ای آنان را تأمین می‌کنند. پس از ۲۰۱۳، رسیدن به افزوده خالص انرژی به وسیلهٔ همجوشی هسته‌ای پایدار، به استثنای منابع انرژی همجوشی مانند خورشید، فضایی مداومی برای تحقیقات فیزیکی و مهندسی ایجاد کرده‌است. انرژی هسته‌ای نوعی انرژی است که توسط واپاشی هسته‌ای، شکافت هسته‌ای، یا گداخت هسته‌ای تولید شده و اساس آن را می‌توان با معادلهٔ ΔE = Δm.c² توصیف کرد.

[۱]

در هر اتمی، ذراتی از انرژی نهفته که اجزای مختلف اتم نیز به وسیلهٔ همان بهم پیوند یافته‌است لذا هسته اتم منبعی از انرژی به‌شمار می‌رود که با شکافت اتم این انرژی رها می‌شود. انرژی نهفته در هسته اتم‌های برخی از عناصر (مانند اورانیوم) می‌تواند با آزاد شدن، همان کاری را بکند که سوزاندن مقدار زیادی نفت و گاز انجام می‌دهد که البته سوزاندن نفت و گاز، مشکلات زیست‌محیطی ایجاد کرده و مقدار زیادی گاز گلخانه‌ای تولید می‌کند.

شکافت و همجوشی را می‌توان با این نمودار انرژی بستگی هسته توصیف کرد.

مذاکرات انرژی هسته‌ای به‌طور مداوم وجود دارد. حامیانی چون سازمان هسته‌ای جهانی، آژانس بین‌المللی انرژی اتمی و طرفداران محیط زیست انرژی هسته‌ای مدعی هستند که انرژی اتمی، یک منبع انرژی ایمن و پایدار است که تولید کربن را کاهش می‌دهد. مخالفانی چون سازمان جهانی صلح سبز و اطلاعات و منابع خدمات هسته‌ای، بر این باورند که انرژی هسته‌ای خطر بزرگی برای انسان و محیط زیست محسوب می‌شود.

حوادث و اتفاقات هسته‌ای و تابشی شامل حادثه چرنوبیل (۱۹۸۶)، حادثه اتمی فوکوشیما ۱ (۲۰۱۱) و حادثه تری مایل آیلند (۱۹۷۹)، می‌باشد. تاکنون چندین حادثهٔ زیر آبی نیز اتفاق افتاده‌است. بررسی از دست دادن حیات به ازای هر واحد انرژی تولید شده، نشان می‌دهند که انرژی هسته‌ای، مرگ و میر کمتری نسبت به دیگر منابع اصلی انرژی، ایجاد می‌کند. انرژی حاصل از زغال سنگ، نفت، گاز طبیعی و انرژی آبی به ازای واحد انرژی تولید شده، به علت آلودگی هوا و حوادث انرژی مرگ و میر بیشتری ایجاد می‌کنند. هزینهٔ انسان برای تخلیهٔ جمعیت‌های تحت تأثیر معیشت‌های از دست رفته، بسیار گزاف است.

همراه سایر منابع انرژی پایدار، انرژی هسته‌ای، روش تولید انرژی کم‌کربن برای ایجاد الکتریسیته است، که در مقایسه با انتشار گازهای گلخانه‌ای در هر واحد از انرژی تولید شده، شبیه سایر منابع تجدید پذیر است. بدین ترتیب، از زمان آغاز تجاری‌سازی نیروگاه‌های هسته‌ای در دههٔ ۱۹۷۰، از تولید ۶۴ گیگاتن کربن دی‌اکسید معادل، جلوگیری شده‌است.

بعد از سال ۲۰۱۲، بر اساس گزارش‌ها آژانس بین‌المللی انرژی اتمی، ۶۸ رآکتور هسته‌ای در ۱۵ کشور در حال ساخت بود و تقریباً ۲۸ عدد از آن‌ها با جدیدترین رآکتورهای هسته‌ای، به جمهوری خلق چین تعلق داشت. آن‌ها بعد از ماه مه ۲۰۱۳، به تورین برقی متصل شدند. این ماجرا در ۱۷ فوریهٔ ۲۰۱۳ در نیروگاه هسته‌ای هنگیان در چین اتفاق افتاد. در ایالات متحده دو رآکتور نسل سه جدید در وگتل در حال ساخت هستند. مقامات عالی رتبهٔ صنعت هسته‌ای ایالات متحده انتظار دارند تا سال ۲۰۲۰، ۵ رآکتور جدید وارد تمام نیروگاه‌های موجود شوند. در سال ۲۰۱۳، رآکتورهای چهار ساله و غیر رقابتی، برای همیشه از رده خارج شدند.

حادثهٔ اتمی فوکوشیما ۱ ژاپن، در سال ۲۰۱۱، که در رآکتوری اتفاق افتاد که در دههٔ ۱۹۶۰ طراحی شده بود، یک بازرسی دوباره برای امنیت و ایمنی هسته‌ای و ت انرژی هسته‌ای در بسیاری از کشورها، ایجاد کرد. آلمان تصمیم گرفته‌است که تا سال ۲۰۲۲ تمام رآکتورهای خود را غیرفعال کند و ایتالیا نیز انرژی هسته‌ای را تحریم کرده‌است. پس از واقعهٔ فوکوشیما در سال ۲۰۱۱، آژانس بین‌المللی انرژی اتمی تصمیم گرفته‌است که ظرفیت تولید انرژی هسته‌ای را تا سال ۲۰۳۵ به نصف کاهش دهد.

تاریخ های استفاده[ویرایش]

تاریخچه و طرح استفادهٔ جهانی از منابع انرژی، ۱۹۹۰–۲۰۳۵، منبع: چشم‌انداز بین‌المللی انرژی، سازمان اطلاعات انرژی.

ظرفیت و تولید انرژی هسته‌ای، ۱۹۸۰ تا ۲۰۱۰ (سازمان اطلاعات انرژی).

روند رشد در ۵ کشور برتر در زمینهٔ تولید انرژی هسته‌ای (داده‌های سازمان اطلاعات انرژی ایالات متحده).

وضعیت جهانی انرژی هسته‌ای (برای اطلاعات بیشتر کلیک کنید)

درصد برق تولید شده به وسیلهٔ نیروگاه‌های هسته‌ای

آژانس بین‌المللی انرژی اتمی اعلام کرد که در سراسر جهان، ۴۳۹ رآکتور انرژی هسته‌ای وجود دارد که در ۳۱ کشور فعالیت می‌کنند. اما اکنون، در پی فاجعهٔ هسته‌ای فوکوشیما، در طی ارزیابی‌ها بسیاری از فعالیت‌ها متوقف شده‌اند. در سال ۲۰۱۱ تولید انرژی هسته‌ای در جهان به اندازهٔ ۴٫۳ درصد کاهش یافت که این مقدار، پس از کاهش شدید در ژاپن (۴۴٫۳- درصد) و آلمان (۲۳٫۳- درصد) بیشترین مقدار بود.

پس از آغاز تجاری شدن انرژی هسته‌ای در اواسط دهه ۱۹۵۰، سال ۲۰۰۸ نخستین سالی بود که هیچ نیروگاه هسته‌ای جدیدی به شبکهٔ جهانی افزوده نشد، اگرچه در سال ۲۰۰۹ دو نیروگاه جدید ساخته شد.

تولید سالانهٔ انرژی هسته‌ای از سال ۲۰۰۷ به بعد، در سراشیبی نسبتاً ملایمی قرار گرفته‌است، به‌طوری‌که در سال ۲۰۰۹، ۱٫۸ درصد کاهش یافت و به ۲۵۵۸ تریلیون وات ساعت رسید که قادر بود ۱۳–۱۴ درصد تقاضای الکتریسیتهٔ جهان را تأمین کند. یکی از عوامل اصلی کاهش میزان انرژی هسته‌ای پس از ۲۰۰۷، تعطیلی طولانی مدت رآکتورهای موجود در نیروگاه هسته‌ای کاشیوازاکی کاریوا در اثر زمین‌لرزه دورکران چووتسو بود.

ایالات متحده با تأمین ۱۹ درصد الکتریسیتهٔ مصرفی، بیشترین انرژی هسته‌ای را تولید می‌کند، در حالی که فرانسه بالاترین درصد انرژی (۸۰ درصد) را به وسیلهٔ رآکتورهای هسته‌ای تولید می‌سازد. در سراسر اتحادیه اروپا، انرژی هسته‌ای ۳۰ درصد الکتریسیته را تأمین می‌کند. ت انرژی هسته‌ای بین کشورهای اتحادیه اروپا متفاوت است، و برخی مانند استرالیا، استونی، ایرلند و ایتالیا هیچ نیروگاه هسته‌ای فعالی ندارند. در مقابل، فرانسه تعداد زیادی از این نیروگاه‌ها، به همراه ۱۶ نیروگاه چند واحدی در اختیار دارد.

در ایالات متحده در حالی که برنامه‌ریزی شده‌است که در سال ۲۰۱۳، ارزش صنعت الکتریسیتهٔ گاز و زغال سنگ، به ۸۵ میلیارد دلار برسد، ارزش ژنراتورهای هسته‌ای ۱۸ میلیارد دلار پیش‌بینی شده‌است. بسیاری از کشتی‌های نظامی و غیرنظامی (مانند یخ‌شکن)، از نیرو محرکهٔ هسته‌ای دریای استفاده می‌کنند، که نوعی نیروی محرکه است. چند سفینهٔ فضایی نیز به وسیلهٔ رآکتورهای هسته‌ای ارتقا یافته، پرتاب شده‌اند: ۳۳ رآکتور متعلق به سری ررست شوروی و یکی متعلق به اسنپ-۱۰آ آمریکایی بود.

تحقیقات بین‌المللی در زمینهٔ توسعهٔ امنیت ادامه دارد، از جمله می‌توان به نیروگاه‌های ایمن غیرفعال، استفاده از همجوشی هسته‌ای و استفاده‌های اضافی از فرایند گرمایش مانند شکافت آب (در حمایت از اقتصاد هیدروژن)، برای نمک‌زدایی آب دریا و استفاده در سیستم گرمایی ناحیه‌ای اشاره کرد.

استفاده در فضا[ویرایش]

هم شکافت و هم همجوشی با تولید سرعت بالاتر با حجم عکس‌العمل کمتر، در پیشرانش فضایی نقش مهمی ایفا می‌کنند. علت آن چگالی انرژی بالاتر رآکتورهای هسته ایست: حدوداً ۱۰ به قوهٔ ۷ برابر نیرومندتر از عکس العملهای شیمیاییست که نیروی موشک‌های فعلی را تأمین می‌کنند. جهان در اتم هست.

تاریخچه[ویرایش]

تعقیب انرژی هسته‌ای به منظور استفاده از آن برای تولید انرژی الکتریکی پس از کشف این موضوع در قرن ۲۰ام میلادی آغاز شد که عناصر پرتوزا مانند رادیوم، بر اساس هم‌ارزی جرم و انرژی مقدار زیادی انرژی آزاد می‌کنند. اما، کنترل این انرژی نشدنی بود، زیرا طول عمر عناصر پرتوزا، به دلیل طبیعتشان، خیلی کم بود. (شدت انرژی آزاد شده با نیمه‌عمر عناصر نسبت عکس دارد). اما رؤیای مهار کردن انرژی اتمی، اندکی بلندپروازانه بود، حتی با این وجود که پدران فیزیک هسته‌ای، از جمله ارنست رادرفورد آن را مهتاب» خوانده بودند. این شرایط بعدها و با کشف شکافت هسته‌ای تغییر کرد.

در سال ۱۹۳۲، جیمز چادویک نوترون را کشف کرد، که به دلیل نداشتن بار الکتریکی، به عنوان ابزاری بالقوه برای آزمایش‌های هسته‌ای شناخته شد. بمباران مواد با نوترون‌ها به فردریک ژولیو کوری و ایرن ژولیو-کوری کمک کرد تا در سال ۱۹۳۴، رادیواکتیویته مصنوعی را کشف کنند، که سبب شد تا عناصری مانند رادیوم، با قیمت بسیار کمتری نسبت به رادیوم طبیعی، تولید شوند. انریکو فرمی، در ادامهٔ راه آنها، طی تحقیقاتی در دههٔ ۱۹۳۰، بر روی کند کردن نوترونها به منظور افزایش تأثیر رادیواکتیویته مصنوعی تمرکز کرد. آزمایش بمباران اورانیوم با نوترون‌ها سبب شد که فرمی عنصر جدیدی ایجاد کند که عدد اتمی آن بیشتر از اورانیوم و نامش پلوتونیوم بود.

اما در سال ۱۹۳۸، شیمیدانهای آلمانی، اتو هان و فریتس اشتراسمان، به همراه فیزیکدان استرالیایی، لیزه مایتنر و خواهر زاده‌اش اوتو رابرت فریش، برای بررسی گفته‌های فرمی، آزمایش‌هایی را بر روی محصولات بمباران نوترونی اورانیوم انجام دادند. آن‌ها نشان دادند که برخلاف گفتهٔ فرمی، نوترون‌های نسبتاً کوچک، هسته‌های سنگین اتم‌های اورانیوم را به دو قسمت نسبتاً مساوی تقسیم می‌کنند. این یک نتیجهٔ بسیار شگفت‌انگیز بود: تمام سایر شکل‌های فروپاشی هسته‌ای، تنها شامل تغییرات کوچکی در جرم هسته بودند، در حالی که این فرایند، در بر دارندهٔ یک گسستگی کامل بود. دانشمندان متعددی از جمله لیو زیلارد معتقد بودند که اگر عکس العمل‌های شکافت، نوترون‌های اضافی آزاد می‌کرد، یک واکنش زنجیره‌ای هسته‌ای خود به خودی ایجاد می‌شد. هنگامی که فردریک ژولیو کوری این موضوع را در سال ۱۹۳۹ مطرح کرد، دانشمندان در بسیاری از کشورها (از جمله ایالات متحده، بریتانیا، فرانسه، آلمان و شوروی) دولت‌های خود را متقاعد ساختند تا قبل از آغاز جنگ جهانی دوم، به منظور به دست آوردن بمب هسته‌ای، از آن‌ها در تحقیقات شکافت هسته‌ای حمایت کنند.

در ایالات متحده، جایی که فرمی و زیلارد، هر دو مهاجر بودند، اولین رآکتور ساخت بشر با نام شیکاگو پایل-۱ اختراع شد که در دوم دسامبر ۱۹۴۲ به حالت بحرانی رسید. این کار به بخشی از پروژه منهتن تبدیل شد که غنی‌سازی اورانیوم را ایجاد کرد و رآکتورهای بزرگی را برای تولید پلوتونیوم به منظور استفاده در اولین جنگ‌افزارهای هسته‌ای ساخت، همان جنگ‌افزارهایی که بر سر شهرهای هیروشیما و ناگازاکی فرود آمد.

اولین لامپ‌هایی که با برق تولید شده توسط انرژی هسته‌ای در رآکتور آزمایشگاهی بریدر ۱ در آزمایشگاه ملی آرگون به تاریخ ۲۰ دسامبر ۱۹۵۱، روشن شدند.

به‌طور غیرمنتظره، هزینه‌های بالای برنامهٔ جنگ‌افزارهای هسته‌ای، به همراه رقابت با شوروی و تمایل به گسترش دموکراسی در سرتاسر جهان، فشاری بر روی مقامات فدرال وارد ساخت تا صنعت انرژی هسته‌ای غیرنظامی را توسعه دهند تا بتواند به توجیه مصرف‌های قابل توجه دولت کمک کند. در سال ۱۹۴۵، کتاب جیبی عصر اتمی ندا داد که انرژی اتمی وارد اشیای روزمره شده و در آینده، سوخت‌های فسیلی نا کارآمد خواهند شد. نویسندهٔ علمی، دیوید دیاز، بیان کرد که در آینده زمانی فرا خواهد رسید که به جای دو یا سه بار پر کردن باک اتوموبیل در هفته، می‌توان به وسیلهٔ یک ساچمهٔ اتمی به اندازهٔ قرض جوشان ویتامین، به مدت یک سال رانندگی کرد. گلن سیبورگ رئیس سابق کمیسیون انرژی اتمی نوشت، در آینده، شاتل‌های زمین به ماه هسته‌ای، مصنوعات هسته‌ای، استخرهای شنای گرمایشی به وسیلهٔ پلوتونیوم و غیره به وجود خواهد آمد.»

بریتانیا، کانادا و اتحاد جماهیر شوروی در اواخر دههٔ ۱۹۴۰ و اوایل دههٔ ۱۹۵۰ پا به این عرصه نهادند. برای اولین بار، در بیستم دسامبر ۱۹۵۱، حدود ۱۰۰ کیلو وات الکتریسیته به وسیلهٔ یک رآکتور هسته‌ای در نیروگاه رآکتور آزمایشگاهی بریدر ۱ نزدیک آرکو، ایداهو تولید شد. همچنین در ایالات متحده، با تست یک رآکتور توسعه یافته در ۱۹۵۳، تحقیقاتی بر روی نیرو محرکه هستهای دریایی صورت گرفت. در سال ۱۹۵۳، رئیس‌جمهور وقت ایالات متحده، دوایت آیزنهاور سخنرانی خود را با موضوع اتم برای صلح، با تأکید بر نیاز فوری به توسعهٔ استفادهٔ صلح‌آمیز از انرژی هسته‌ای، در سازمان ملل ارائه کرد. این موضوع با اصلاحات فعالیت انرژی اتمی در ۱۹۵۴ ادامه یافت و سبب ساختارشکنی سریع تکنولوژی رآکتور ایالات متحده و توسعهٔ بخش خصوصی شد.

نیروگاه انرژی هسته‌ای[ویرایش]

پویا نمایی یک رآکتور آب فشرده در حال عملیات

برخلاف نیروگاه‌های سوخت فسیلی تنها ماده‌ای که برج‌های خنک‌کنندهٔ نیروگاه‌های هسته‌ای را ترک می‌کند، بخار آب است و بنابرین سبب آلودگی هوا یا گرمایش زمین نمی‌شود.

همان‌طور که اکثر نیروگاه‌های حرارتی با مهار انرژی حرارتی آزاد شده از سوخت‌های فسیلی برق تولید می‌کنند، نیروگاه‌های انرژی هسته‌ای نیز انرژی آزاد شده از هستهٔ اتم‌ها در فرایند شکافت هسته‌ای درون رآکتور هسته‌ای را مورد استفاده قرار می‌دهند. گرمای هستهٔ رآکتور، به وسیلهٔ یک سیستم سرمایشی دفع می‌شود و با استفاده از این گرما، توربین بخار متصل به ژنراتور، به منظور تولید الکتریسیته به حرکت در می‌آید.

کیک زرد[ویرایش]

پس از استخراج سنگ معدن تکه سنگ‌ها به آسیاب فرستاده می‌شود تا به خوبی خرد شده و خرده سنگ‌هایی با ابعاد یکسان تولید می‌شود. اورانیم توسط اسید سولفوریک از دیگراتم‌ها جدا می‌شودعلم شیمی و محلول حاصل که دارای اورانیم است، تصفیه و خشک می‌شود. محلول به دست آمده، کنستانترهٔ جامد اورانیم است که به آن کیک زرد گفته می‌شود.

تبدیل[ویرایش]

کیک زرد جامد است، ولی برای استفاده در مرحلهٔ بعد یعنی غنی سازی، از فناوری ویژه‌ای استفاده می‌شود تا بتوان آن را تبدیل به گاز uf6یا همان هگزا فلورید تبدیل کنیم. uf6 در دمای اتاق جامد است اما در دمایی نه چندان بالا به صورت مایع در می‌آید.

غنی‌سازی[ویرایش]

برای آن که گاز uf6 به دست آمده از مرحلهٔ تبدیل، به عنوان سوخت هسته‌ای مورد استفاده قرار بگیرد، باید ایزوتوپ قابل شکاف آن را غنی کرد. برای یک رآکتور آب سبک سوختی با ۵ درصد اورانیم ۲۳۵ نیاز است، در حالی که برای ساخت یک بمب اتمی باید حداقل۹۰ درصد غنی شده باشد. در حال حاضر دو روش برای غنی‌سازی اورانیم وجود دارد : انتشار گاز (فیزیکی) استفاده از نیرو ی گریز از مرکز (سانتریفیوژ) در روش جدا کردن به وسیلهٔ سانتریفیوژ، گاز uf6 طبیعی را به مخزن‌هایی استوانه‌ای تزریق می‌کنند و گاز را با سرعت زیادی می‌چرخانند، نیروی گریز از مرکز باعث می‌شود مولکول‌های سنگین تر گاز uf6های سبک‌تر جدا شود. امروزه فناوری غنی‌سازی جدید تری نیز نیز توسعه یافته‌است که با استفاده از کاربردهای لیزر غنی‌سازی را انجام می‌دهد.

زباله‌های هسته‌ای[ویرایش]

نوشتار اصلی: ضایعات هسته‌ای

در هر هشت مگاوات ساعت، انرژی الکتریکی تولید شده در نیروگاه هسته‌ای ۳۰ گرم زبالهٔ رادیو اکتیوی به وجود می‌آید. اگر چه مقدار آن بسیار کم است اما بسیار مادهٔ خطرناکی است و دفع آن نیز به شیوهٔ صحیح ودرست به مراتب از سوخت‌های دیگر پر هزینه تر می‌باشد.

جستارهای وابسته[ویرایش]

• نیروی هسته‌ای

منابع[ویرایش]

1. ↑ Basic Nuclear Science Information

• اندیشمند ششم ابتدایی چاپ ۱۳۹۲ صفحهٔ ۸۴
• ویکی‌پدیای انگلیس

تاریخ فیزیک

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

پرش به ناوبری

پرش به جستجو

گهواره نیوتون

به عنوان یکی از شکل‌های علم فیزیک(از زبان یونانی: φύσις تلفظ:فیزیس به معنی طبیعت») به‌طور تاریخی از فلسفه گسترش یافت و در زمان گذشته به فیزیک به نام فلسفه طبیعی شناخته می‌شد و اصطلاحی بود برای بیان زمینه‌ای که بررسی‌اش نحوه کار طبیعیت» بود.

عناصری که فیزیک را تشکیل می‌دهند از رشته‌های اخترشناسی، اپتیک و مکانیک مشتق شده‌اند که از طریق بررسی هندسه در یک حوزه جمع می‌شوند. این قوانین ریاضی از تاریخ باستان با تمدن بابل و نویسندگان هلنی مانند ارشمیدس و بطلمیوس آغاز شده‌است. در همین حال، فلسفه‌ای که شامل فیزیک می‌شد و بر روی موضوعات تشریحی (نه توصیفی) تمرکز می‌کرد عمدتاً حول عقاید ارسطو دربارهٔ علت‌های چهارگانه وی، رشد یافت.

حرکت به سوی درک منطقی از طبیعت حداقل از دوره کهن یونان (۶۵۰ پیش از میلاد مسیح – ۴۸۰ پیش از میلاد مسیح) با فیلسوفان پیشاسقراطی آغاز گشت. تالس (قرون ۶ و ۷ پیش از میلاد) لقب پدر علم را برای امتناع از پذیرش توصیفات مختلف مافوق طبیعی، مذهبی یا اساطیری برای پدیده‌های طبیعی گرفت، او معتقد بود که هر واقعه‌ای در جهان، یک علت طبیعی دارد.

[۱]

لئوکیپتوس (نیمه اول قرن ۵ پیش از میلاد) نظریه اتمیسم را گسترش داد – این نظریه به این صورت است که: همه چیزها به‌طور کامل از اجزاء تفکیک‌ناپذیری به نام اتم تشکیل شده‌اند. این نظریه به وسیله دموکریت به‌طور مفصل شرح داده شده‌است.

تاریخ اولیه[ویرایش]

نوشتار(های) وابسته: تاریخ اخترشناسی

منشأ بسیاری از علوم در طول تاریخ فلسفه بوده، ولی فیزیک در اصل از فلسفه طبیعی مشتق شده‌است. اصطلاحی که زمینه مطالعاتی کارکرد طبیعت» را توضیح می‌دهد. آنچه باعث ایجاد شاخهٔ فیزیک در دانش شد به زمینه‌های اخترشناسی، نورشناخت و مکانیک بازمی‌گردد که پایهٔ نخست همهٔ آن‌ها هندسه بود. سرآغاز این رشته‌های ریاضیاتی را باید در دوران باستان و در تمدن‌های بابل و هلنی جستجو کرد. دانشمندانی مانند ارشمیدس و کلاو بطلمیوس به آن دوران تعلق دارند. در آن دوران فلسفه و آنچه که فیزیک را در بر می‌گرفت بیشتر به توضیح و فهم کلی پدیده‌ها می‌پرداخت تا به مطالعهٔ عمیق آن‌ها، این روش بیشتر در دورهٔ ارسطو و در بحث‌هایی مانند علت‌های چهارگانه گسترش یافت.

حرکت رو به جلو در علم و مطالعهٔ ریشه‌ای و عمیق پدیده‌های طبیعت، می‌توان گفت دست کم از دورهٔ Archaic Greece و در میان سال‌های ۴۸۰ تا ۶۵۰ پیش از میلاد، با فلسفهٔ پیشاسقراطی آغاز شد. تالس فیلسوف سده‌های ۶ و ۷ پیش از میلاد، چون از پذیرش دلیل‌های فرای طبیعی و آوردن توضیح‌های افسانه‌ای و مذهبی برای پدیده‌های طبیعی سر باز زد و ادعا کرد که هر رویدادی باید عاملی طبیعی داشته باشد، عنوان پدر علم» (به انگلیسی: the Father of Science) را از آن خود کرد.

[۱] لئوکیپوس (فیلسوف) (نیمهٔ نخست سدهٔ ۵ پیش از میلاد) مکتب اتم‌گرایی را ایجاد کرد و پس از او دموکریت این مکتب را به تفصیل توضیح داد. اتم‌گرایی به این معنی است که هر چیزی در جهان از عنصرهایی تغییرناپذیر و تجزیه نشدنی به نام اتم ساخته شده‌است.

ارسطو (۳۸۴–۳۲۲ پ. م)

ارسطو (به یونانی: Ἀριστοτέλης, Aristotélēs) (سال‌های ۳۸۴–۳۲۲ پیش از میلاد) شاگرد افلاطون این اندیشه را پیشنهاد کرد که مشاهدهٔ پدیده‌های فیزیکی در نهایت منجر به شناخت قوانین طبیعی حاکم بر آن‌ها می‌شود. او این پیشنهاد را در قالب یک کتاب با نام فیزیک» (Physics) ارائه کرد. در دوران کلاسیک یونان (سده‌های ۴، ۵ و ۶ پیش از میلاد) و دوران تمدن هلنی، فلسفهٔ طبیعی کم‌کم گسترش یافت و به یکی از شاخه‌های پُر تکاپوی دانش تبدیل شد.

در اوایل دوران کلاسیک یونان کروی (گِرد) بودن زمین برای عموم مفهومی جا افتاده بود و نزدیک به سال ۲۴۰ پیش از میلاد بود که اراتوستن (۱۹۴ تا ۲۷۶ پیش از میلاد) با دقت خوبی توانست پیرامون کرهٔ زمین را برآورد کند. در برابر اعتقاد زمین‌مرکزی ارسوط، آریستارخوس ساموسی (به یونانی: Ἀρίσταρχος) (سال‌های ۲۳۰ تا ۳۱۰ پیش از میلاد) برهان روشنی بر مرکزی بودن خورشید و نه زمین در منظرمهٔ شمسی آورد. Seleucus of Seleucia از پیروان نظریهٔ آریستارخوس بود و او بود که پی برد، هنگامی که زمین به گرد خورشید در حرکت است هم‌زمان به دور خودش نیز می‌گردد. برهانی که آن زمان Seleucus of Seleucia ارائه می‌کند در دسترس نیست ولی پلوتارک دربارهٔ او گفته‌است که Seleucus of Seleucia نخستین کسی بود که نظریهٔ مرکزی بودن خورشید را با دلیل اثبات می‌کند.

در سدهٔ سوم پیش از میلاد ریاضی‌دان یونانی، ارشمیدس پایه‌های دانش ایستاشناسی سیالات و استاتیک را بنا می‌کند و قانون اهرم را توضیح می‌دهد. وی در سال ۲۵۰ پیش از میلاد بر روی اجسام شناور کار می‌کند و در نهایت به قانونی با نام قانون ارشمیدس دربارهٔ شناوری دست می‌یابد. کلاو بطلمیوس ستاره‌شناس نامدار، نوشته‌ای مفهومی در زمینهٔ اخترشناسی به نام المجسطی فراهم می‌کند، نوشته‌ای که بعدها پایهٔ بسیاری از زمینه‌های دانش شد.

بیشتر دست نوشته‌های دانشمندان باستان از بین رفته‌است حتی کارهای بسیاری از اندیشمندان پرآوازهٔ آن دوران نیز از دست رفته و تنها بخش اندکی از آن‌ها به جای مانده‌است. برای نمونه هیپار دست کم چهارده کتاب نوشته بود که می‌توان گفت هم‌اکنون هیچ‌کدام از آن‌ها به‌طور مستقیم در دسترس نیست. از ۱۵۰ مورد کارهای خوب مربوط به سامانهٔ فلسفی ارسطویی تنها ۳۰ مورد برجای مانده که تعدادی از آن‌ها نیز بیشتر شبیه یک مقاله‌اند تا یک کتاب. در تمدن اسلامی در دوران خلافت عباسیان بسیاری از کارهای دانشمندان دورهٔ باستان جمع‌آوری شد و به عربی ترجمه شد. همچنین فیلسوفان اسلامی مانند ابویوسف کندی، فارابی، پور سینا و ابن رشد مفاهیم مطرح شده در میان اندیشمندان یونان را به زبان خود و با توجه به مفهوم‌های آشنای خود باز ترجمه کردند و توضیح دادند. برجسته‌ترین این تلاش‌ها از سوی ابن هیثم و ابوریحان بیرونی

[۲]

[۳] بود و نکتهٔ مهم اینجا است که این دانشمندان اسلامی این کارها را پیش از آنکه محققانی چون راجر بیکن و ویتلو در غرب آغاز کنند، انجام داده بودند.

دانش دوران باستان با ترجمهٔ از عربی به لاتین دوباره به دنیای غرب وارد شد ولی این بار این ترجمه‌ها با نظرهای الهی اسلام و یهود در گوشه و کنار آن‌ها آمیخته شده بود و این رویداد تأثیر مهمی بر فیلسوفان قرون وسطی مانند توماس آکویناس، اخلاق‌گرای اروپایی گذاشت. آکویناس کسی بود که همواره در اندیشهٔ آشتی دادن فلسفهٔ دوران باستان با الهیات مسیحی بود و از ارسطو با نام بزرگترین اندیشمند دوران باستان یاد می‌کرد و در جاهایی که مطلب مغایر با انجیل بود، فیزیک ارسطویی پایهٔ توضیحات فیزیکی کلیساهای اروپا می‌شد.

گالیله و خیزش فیزیک ریاضیاتی[ویرایش]

نوشتار اصلی: گالیلئو گالیله

گالیلئو گالیله (۱۵۶۴–۱۶۴۲)

گالیله همچنین به عنوان پدر علم اخترشناسی نوین رصدی»،

[۴] و پدر فیزیک نوین»،

[۵] و پدر علم»،

[۵] و پدر علم نوین» شناخته می‌شود.

[۶] استیون هاوکینگ می‌گوید گالیله احتمالاً بیش از هر شخص دیگری مسئول به وجود آمدن علم نوین است.»

[۷] گالیله از کشف ماه‌های گالیله‌ای که در سال ۱۶۰۹ میلادی با تلسکوپ خود انجام داده بود، در کتاب خود سایدروس نونسیوس که در سال ۱۶۱۰ منتشر شد صحبت به میان آورد، و از این فرصت استفاده کرد تا موقعیتی به عنوان فیلسوف و ریاضیدان در دربار خاندان مدیچی بیابد. به عنوان فیلسوف دربار، ازو انتظار می‌رفت در مباحث فلسفی دربار با دیگر فیلسوفان به شیوه ارسطویی مشارکت کند. او به سبب نوشتارهایش همچون کتب The Assayer و Discourses and Mathematical Demonstrations Concerning Two New Sciences محبوبیت پیدا کرد. این دو اثر گالیله در سال ۱۶۳۲ و پس از اینکه به سبب انتشار کتاب دیگرش گفتگو در باب دو سامانه بزرگ جهان مورد حبس خانگی قرار گرفت چاپ شدند.

[۸]

[۹]

گالیله به بیان ریاضی مکانیک طبیعت علاقه‌مند بود و می‌کوشید حرکت را به صورت ریاضی درآورد. این سنت با تأکید غیر ریاضی مجموعه تاریخچه آزمایش‌ها» توسط فلسفه‌دانانی همچون ویلیام گیلبرت و فرانسیس بیکن ترکیب شد؛ و به جنبشی انجامید که در سراسر اروپا به شدت دنبال شد که شامل اوانجلیستا توریچلی و دیگران در ایتالیا، مارین مرسن و ب پاسکال در فرانسه، کریستیان هویگنس در هلند، و رابرت هوک و رابرت بویل در انگلستان بودند.

فلسفه حرکت دکارتی[ویرایش]

نوشتار اصلی: رنه دکارت

رنه دکارت (۱۵۹۶–۱۶۵۰)

حرکت نیوتونی در مقابل حرکت دکارتی[ویرایش]

سر آیزاک نیوتن (۱۶۴۳–۱۷۲۷)

گوتفرید لایبنیتس (۱۶۴۶–۱۷۱۶)

حرکت دورانی در سده هجدهم[ویرایش]

لئونارد اویلر (۱۷۰۷–۱۷۸۳)

آزمایش‌های فیزیکی در سده هجدهم و اوایل سده نوزدهم[ویرایش]

در همین هنگام، سنت آزمایش‌گری که توسط گالیله و شاگردانش پایه‌گذاری شده بود، به راه خود ادامه داد. انجمن سلطنتی در انگلستان و فرهنگستان علوم در فرانسه مراکز مهمی برای انجام و گزارش کارهای تجربی شدند، و نیوتون خود از تأثیرگذارترین آزمایش‌گران، به ویژه در زمینه آزمایش‌های نورشناختی شد که در آن‌ها یک منشور نور سفید را به طیف‌های رنگی تشکیل‌دهنده‌اش تقسیم می‌کند. او برای این کار و چاپ کتابش با نام نورشناسی در سال ۱۷۰۴ بسیار مورد توجه قرار گرفت. آزمایش‌های در زمینه مکانیک، نورشناسی، مغناطیس، الکتریسیته ایستا، شیمی، و فیزیولوژی در طول سده ۱۸ام آنچنان از هم تمایزپذیر نبودند، ولی تفاوت‌های بنیادین در روش‌های انجام و در نتیجه، طراحی آزمایش آرام آرام در حال پدید آمدن بودند. برای نمونه، تلاش‌ها در زمینه فشار آوردن به واکنش‌های شیمیایی برای بروز نیروهای نیوتونی نافرجام ماندند و در عوض، باعث شکل گرفتن روش‌های مدون برای طبقه‌بندی عناصر شیمیایی و واکنش‌ها شدند.

[۱۰]

ترمودینامیک، مکانیک آماری و نظریه الکترومغناطیس[ویرایش]

نوشتار(های) وابسته: پیشینه ترمودینامیک

ویلیام تامسون (۱۸۲۴–۱۹۰۷), بعدها به نام لرد کلوین شناخته شد

تأسیس فیزیک ریاضیاتی انرژی بین دهه ۱۸۵۰ تا ۱۸۷۰ رخ داد. در حالی که پیر لاپلاس بر روی مکانیک اجرام آسمانی کار می‌کرد و با فیزیکی رابطه داشت که کاملاً معلوم (دترمینستیک) و برگشت‌پذیر بود. فیزیک انرژی که فقط به صورت جریان‌هایی از گرما بود مکانیک را به زیر سؤال برد. تکیه بر نظریه مهندسی لازار کارنو، نیکولا سعدی کارنو و بنویت پال امیل کلایپرون و آزمایش جیمز ژول مبنی برای تغیرپذیری شکل‌های الکتریکی، گرمایی، شیمیایی و مکانیکی کار؛ و تمرینات امتحان ریاضی کمربیج در ریاضی تحلیلی؛ ویلیام تامسون دایره‌ای از فیزیکدانان تأسیس کرد که کارهای آنان به قانون بقای انرژی (اکنون به نام قانون اول ترمودینامیک شناخته می‌شود) منجر شد. کار آن‌ها به زودی با کار دو فیزیکدان آلمان یولیوس روبرت فون مایر پ هرمان فون هلمهولتز در رابطه با بقای انرژی یکسان درآمد.

لودویگ بولتزمان (۱۸۴۴–۱۹۰۶)

در نظر گرفتن اشارات ریاضی خود را از کار جریان گرما ژوزف فوریه (و اعتقادات مذهبی و زمین‌شناسی وی), تامسون بر این باور بود که اتلاف گرما با زمان به عنوان قانون تشریح شد و اکنون به صورت قانون دوم ترمودینامیک شناخته می‌شود. اگرچه تفسیرهای دیگری از ترمودینامیک توسط رودلف کلازیوس فیزیکدان آلمانی به وجود آمد اما مکانیک آماری توسط لودیگ بولتزمان و فیزیکدان انگلیسی جیمز کلارک ماکسول تأسیس شد که انرژی را اندازه‌گیری سرعت ذرات می‌دانست. کلازیوس با ربط دادن احتمالات آماری حالتهای ساختاری معین این ذرات با انرژی این حالتها، پراکندگی انرژی را میل آماری آرایش مولکولی به سمت حالتهای محتمل و نامرتب در حال افزایش تعبیر کرد. همو بود که واژه آنتروپی» را برای توصیف حالتهای نامرتب یک سیستم رایج ساخت. برداشت آماری در برابر برداشت مطلق قانون دوم ترمودینامیک مجادله بزرگی را به وجود آورد که چندین دهه ادامه یافت (بحث شیطان ماکسول» نیز از همین‌جا سرچشمه گرفت)، تا اینکه فهم و درک رفتار اتمی در قرن بیستم بالاخره به این منازعه پایانی قابل قبول داد.

[۱۱]

[۱۲]

در همین زمان بود که فیزیک نوینِ انرژی، تحلیل پدیده‌های الکترومغناطیسی را متحول گردانید. این تحولات بخصوص با معرفی مفهوم میدان و نیز انتشار کتاب مشهوری از ماکسول با نام رساله الکتریسیته و مغناطیس در سال ۱۸۷۳ تحقق یافت که خود بخشی از آن بر اساس مطالعات نظریه پردازان آلمانی همچون کارل فریدریش گاوس و ویلهلم وبر بود. توصیف گرما با حرکات ذره‌ای، و نیز افزوده شدن نیروهای الکترومعناطیسی به دینامیک نیوتونی، پایه و تکیه‌گاه نظری مستحکمی را برای مشاهدات تجربی فراهم نمود. پیش‌بینی نور به عنوان منتقل‌کننده انرژی به صورت موج از میان یک اتر نوری»، و همچنین تأیید ظاهری آن پیش‌بینی به وسیلهٔ آشکارسازی تابش الکترومغناطیسی توسط هاینریش هرتز در سال ۱۸۸۸ میلادی، پیروزی بزرگی برای فیزیک نظری محسوب گشت، و این فکر امکان وجود نظریات میدانی پایه‌ای دیگر را باعث گردانید.

[۱۳]

[۱۴]

[۱۵]

[۱۶] تحقیق بر روی چگونگی انتقال امواج الکترومعناطیسی در همان زمان با آزمایش‌های نیکولا تسلا، چاندرا بوز و گولیلمو ماری در سال‌های ۱۸۹۰ آغاز گردید، که منجر به اختراع رادیو گشت.

سال ۱۹۰۰ و پدیدار شدن فیزیکی نوین[ویرایش]

ماری کوری (۱۸۶۷–۱۹۳۴)

در سال‌های حلول قرن جدید میلادی، کاستی‌هایی رفته رفته در حال پدیدار شدن بودند که پیروزی نظریات ماکسول را کمرنگ تر و کمرنگ تر جلوه و باعث بروز تدریجی نگرانی‌هایی شدند. به‌طور مثال آزمایش مایکلسون-مورلی در باب سرعت نور و زاویهٔ حرکت زمین در اتر ناموفق بود. نظر هندریک لورنتز مبنی بر اینکه اتر قابلیت فشرده‌سازی ماده را داشته که ممکن است به نامریی شدن آن منتهی شود خود مشکلاتی را ایجاد می‌کرد چرا که یک الکترون فشرده که توسط جوزف جان تامسون بریتانیایی در سال ۱۸۹۷ آشکارسازی گردیده بود ناپایدار قلمداد می‌شد. از سوی دیگر، اقسام تشعشع‌های غیر منتظرهٔ دیگری نیز توسط آزمایشگران در حال کشف شدن بود. به‌طور نمونه کشف قابلیت خودکار برخی مواد در ساطع کردن تشعشعات همانند پرتوی ایکس توسط ویلهلم کنراد رونتگن در سال ۱۸۹۵ و نیز هانری بکرل در ۱۸۹۶ باعث ایجاد هیاهوی زیادی در مجامع علمی گردید. پیر کوری و همسرش ماری کوری واژهٔ واپاشی هسته‌ای» را جا انداختند تا بتوانند این خاصیت ماده را توصیف کنند. آن‌ها تلاش‌های موفقی در منفردسازی عناصر پرتوزای رادیم و پولونیم از خود برجای گذاشتند. سپس ارنست رادرفورد و فردریک سادی متوجه شدند که پرتوهایی که بکرل مشاهده کرده بود از جنس الکترون (بتا) و هلیم (آلفا) بودند؛ و در سال ۱۹۱۱ رادرفورد مشخص گردانید که تمرکز جرمی اتم‌ها در هستهٔ آن‌ها بوده و بار مثبت دارد که الکتروهایی را در مداری در گردش به دور خود تجسم می‌کرد، پیکربندیی که از لحاظ نظری ناپایدار (و لذا ناممکن) می‌نمود. مطالعات پرتودهی و تلاشی رادیواکتیویته همچنان تمرکز بسیاری از دانشمندان و گروه‌های محقق علوم فیزیک و شیمی را تا دهه ۱۹۳۰ به خود مشغول گردانید. تا اینکه شکافت هسته‌ای درب بهره‌برداری عملی از آنچه که انرژی هسته‌ای نامیده شد را متوالیاً بازگردانید.

استادان برتر فیزیک نوین

اما در همین دوران، نظریه‌های افراطی دیگری نیز در حال شکل‌گیری بودند. در سال ۱۹۰۵ به‌طور نمونه آلبرت انشتین که در سوییس در دفتر ثبت اختراعات مشغول به کار بود مدعی گردید که سرعت نور در تمام دستگاه‌های مرجع  ثابت است و قوانین الکترومغناطیس بایستی معتبر و مستقل از مفروضات دستگاه مرجع باقی بمانند، که این خود باعث غیرضروری شدن نظریه اتر گردید و این مفهوم را معرفی کرد که مشاهدات فضا و زمان بستگی به حرکت نسبی مشاهده شونده و مشاهده‌کننده داشت، مفهومی که به نسبیت خاص» معروف گردید؛ و از همین‌جا سپس تعادل‌پذیری کمیتهای جرم مادی و انرژی طبق معادله هم‌ارزی جرم و انرژی بیان گردید. در همان سال انشتین در مقاله‌ای دیگر مدعی شد که نور به صورت کمیتی گسسته (کوانتم») در فضا پراکنده می‌شود، و این طبق ثابتی بود که ماکس پلانک در سال ۱۹۰۰ بدان رسیده بود که با آن توزیع پرتوی جسم سیاه به‌طور دقیقی بیان می‌گشت. انشیتن از همین مفهوم در مقالهٔ خود برای توضیح دادن خواص ناشناختهٔ اثر فوتوالکتریک استفاده کرد. نی بور دانمارکی نیز از همین ثابت در سال ۱۹۱۳ برای توصیف چگونگی پایداری مدل اتمی رادرفورد و