ابزار وبمستر

بخش دوم ، زمین زیستگاه ما
فصل 3 – سرگذشت زمین . لایه های سنگ ها :

سنگ های رسوبی معمولاً به صورت موازی در روی هم انباشته می شوند و مانند ورق های کتابند. در یک سری لایه از جنس سنگ های رسوبی ، اصولاً لایه های زیرین قدیمی تر از لایه های بالایی هستند. اما در صورتی که سنگ ها چین خورده باشند، نمی توانیم اصل بالا را درست بدانیم و برای تعیین وضعیت گذشته های آن ها باید بدنبال شواهد دیگری بگردیم.

  فسیل :

برای پاسخ به این سؤال که چه جاندارانی بر روی زمین زندگی می کردند باید از فسیل ها کمک گرفت. به آثار و بقایای موجودات قدیمی که در بین برخی از مواد تشکیل دهنده ی پوسته زمین پیدا می شوند فسیل می گویند. از میان جانداران گذشته، فقط تعداد بسیار کمی به صورت فسیل درآمده اند. جاندارانی که دارای اعضای نرم و فاقد اسکلت سفت داخلی یا خارجی بوده اند، در برابر عوامل مخرب طبیعی مقاومتی نداشته و پس از مرگ در مجاورت هوا یا زیر آب تجزیه گردیده، خوراک جانداران دیگر شده و بدون آنکه از خود اثری به جای گذارند، از بین رفته اند.
در میان جانداران گذشته ی زمین آن هایی که دارای اعضای سخت مانند استخوان، دندان، صرف ، کیتین با بافت چوبی بوده اند. امکان فسیل شد نشان وجود داشته است. این جانداران باید بلافاصله پس از مرگ در محلی قرارگیرند تا در معرض تجزیه و فساد قرار نگیرند. 

  مکان های مناسب برای فسیل شدن :

برای فسیل شدن،‌محیط های رسوبی مانند دریاها و دریاچه ها مناسب تر از سایر مناطق اند. در این مناطق رسوب گذاری شدیدتر است و بقایای جانداران بوسیله رسوبات بهتر مدفون و پوشیده ی می شود.

در خشکی ها نیز گاهی فسیل بوجود می آید ولی تعداد آن ها نسبت به فسیل هایی که در دریاها تشکیل شده اند، بسیارناچیز است. یخچال، غار، طوفان های شن و ماسه ، شیره های گیاهی، مواد نفتی و خاکسترهای آتش فشانی شرایطی بوجود می آورند که جانوران یا گیاهان قبل از فساد و تجریه همه یا قسمتی از جسد آن ها سالم بماند.  

  استفاده از فسیل ها :

برخی از فسیل ها که مانند زغال سنگ و نفت که به آن ها سوخت های فسیلی نیز گفته می شود و بطور مستقیم در تأمین انرژی و برخی مواد کاربرد فراوان دارند. از سایر فسیل ها نیز برای تعین محل بعضی از مواد معدنی استفاده می گردد. فسیل ها در تشخیص آب و هوای گذشته نیز قابل استفاده اند.  

  تحول در حیات :

با مطالعه در روی فسیل ها بدست آمده از میان لایه های رسوبی مختلف معلوم شده است که فسیل های موجود در لایه های قدیمی تر (زیرین) در مقایسه با آن ها که در لایه های بالایی پیدا می شوند. ساختمانی بدنی ساده تری را نشان می دهند. یعنی هرچه به زمان حاضر نزدیک می شویم. هم ساختمان بدن جانداران پیچیده تر می شود هم بر تعداد انواع آن ها اضافه می شود.
دانشمندان به همین ترتیب توانسته اند اولاً با نوع تحولات و تغییرات جانداران در گذشته آشنا شوند، ثانیاً نوعی جدول زمانی را به کمک فسیل ها تنظیم کنند که راهنمای مناسبی برای تعیین قدمت لایه های رسوبی مجهول هم هست.
ترتیب پیدایش جانداران از بی مهره ها به مهره داراین ساده و خونسرد و سپس مهره داران خونگرم، یعنی پرنده ها و پستانداران است.
گیاهان نیز در آغاز محدود به جلبک های دریایی بودند و در زمان های بعد سرخس ها و انواع مشابه پدید آمدند. پیدایش گیاهان گلدار، که انواع کامل پیچیده تر از اقاسم بی گل ها و هاگدار است. در زمان های نزدیک به زمان حال در روی زمین ظاهر شدند.

  تغییر گونه های جانداران :

یکی از مهم ترین کاربردهای فسیل ها پی بردن به چگونگی تغییرات شکل ظاهری و ساختمان بدنی و در نتجه بوجود آمدن انواع جدید جانداران است. امروزه بیش از 2 میلیون نوع جاندار در روی زمین زندگی می کنند. در حالی که مطالعه ی فسیل ها نشان میدهد که در ابتدا تعداد گونه های جانداران بسیار محدود و رفته رفته افزایش پیدا کرده اند.
المارک دانشمند فرانسوی‌،در قرن هجدم استفاده یا استفاده نکردن اندام ها را عامل بروز تغییر می دانست و عقیده داشت که وقتی اندامی زیاد بکار برده شود، قوی خواهد شد و برعکس اندامی که کار نکند، رشد چندانی نخواهد داشت . به عقیده لامارک صفاتی که به این ترتیب کسب می شوند. قابل به ارث رسیدن نیز خواهند بود. پس چون زرافه گردن خود را برای خوردن برگ های درختان بالا کشانده نسل به نسل بر طول گردنش اضافه شده است.  

  چارلز داروین:

زیست شناس انگلیسی،‌در قرن نوزدهم که از اوایل زندگی به مطالعه گیاهان و جانوران علاقمند بود. در مورد چگونگی تغییر گونه ها ، نظریه ی انتخاب طبیعی خود را در کتابی به نام منشأ انواع انتشار داد.
انتخاب طبیعی به این معناست که طبیعت در هر محیط افراد سازگارتر را انتخاب می کند و آن هایی را که برای زیستن در آن محیط مناسب نیستند، از میان می برد.
ذکر انتخاب طبیعی، از آن جا در ذهن داروین ریشه گرفت که مشاهد کرد:‌تعداد اولاد جانداران، همیشه بیشتر از تعداد والدین است با وجود این جمعیت انواع بخصوص همواره ثابت می ماند. بنابراین باید همیشه تعدادی از اولاد جانداران به طریقی از بین بروند و چون بین افراد یک نوع ، تفاوت های فردی وجود دارد و همه آن ها از لحاظ سازش با محیط، مشابه نیستند. در ضمن چون غذا و جا معمولاً برای همه ی افراد وجود ندارد،‌میان آن ها رقابت در می گیرد. در این رقابت افرادی که سازش بیشتری با محیط دارند. از شانس بیشتری هم برای زنده ماندن برخوردارند و در نتیجه، در رقابت پیروز می شوند و به سن زاد و ولد می رسند و تولید مثل می کنند.

  دووریس :

در اوایل قرن بیستم یک دانشمند هلندی به نام دووریس نظریه ی جهش را اائه داد. دووریس معقتد بود، صفاتی بطور ناگهانی در یک فرد ظاهر می شوند و این صفات قابل انتقال به نسل های بعدی نیز هستند. جاندارانی را که در آن ها صفات جدید بوجود می آید در اصطلاح جهش یافته می نامند. صفات جدیدی که در یک جهش بوجود می آیند اغلب مضر هستند و سبب نابودی جاندار می شوند، گاهی به ندرت در یک جهش صفات مفیدی هم ظاهر می شدند. جاندارانی که در آن ها یک یا چند صفت مفید ظاهر می شود. نسبت به همنوعان خود سازگاری بیشتری با محیط پیدا می کنند و رفته رفته تعداد آن ها در محیط افزایش پیدا می کند.  

  چگونگی بروز جهش :

می دانید که صفات ارثی از طریق کروموزوم ها داخل هسته به ارث می رسند. مشاهد هی دقیق کروموزم ها هم نشان داده است که ماده ی اصلی زنده ی آن ها، مولکول های DNA است که در سلول های همه ی جانداران وجود دارد و امروزه آن ها را عوامل بوجود آورنده صفات مختلف در همه ی جانداران می شناسیم. پس اگر قرار باشد تغییر در صفات جانداران پدید آید. این تغییر (جهش) باید در ساختمان DNA اثر بگذارد.
DNA مولکولی بسیار با ثبات است و ساختمان کم تر دچار تغییر می شود عواملی که سبب بروز تغییر در ساختمان چنین مولکولی می شوند، باید بسیار قوی باشند. مواد رادیو اکتیو بعضی از ماد شیمیایی و دارویی را از جمله ی این عوامل می دانند.

  شواهد تغییر :

وجود شباهت های فراوان در میان جانداران حاکی از وابسته بودن آن ها به همدیگر است. البته، شباهت میان جانداران یک گروه زیادتر از شباهت میان جانداران گروههای دور از هم است. بدیهی است که ساختمان اندام های داخلی مانند دستگاههای تنفس، گردش خون، کلیدها و غیره هم در آن ها بسیار شبیه است و همگی فعالیت های حیاتی مانند تغذیه ، تنفس ،‌و غیره را به یک شکل انجام میدهند.
چنین شباهتی به ترتیب در میان افراد گروههای دیگر مهره داراین کمتر می شود. با این حال، میان این گروهها شباهت زیاد دارند.  

  در مجموع مشاهدات انجام شده حاکی از آنند که :

جانداران از اجداد قدیمی و مشترکی بوجود آمده اند.
تغییرات در جمعیت های جانداران پدید می آیند نه در افراد، زیرا فردیکه پس از مدت کم و بیش کوتاهی می میرد اما نسل و جمعیت باقی می ماند. زندگی از حالت ساده و ابتدایی به صورت پیچیده تری تحول یافته است.

  فکر کنید 
در مطالعه ی تاریخچه زمین، سنگ های رسوبی بهتر از بقیه ی اقسام سنگ ها هستند، دلیل چیست؟

سنگ های رسوبی از بسیاری جهات پرارزش اند، از جمله اینکه در آنها غالباً بقایای گیاهان و حیوانات پیدا می شود که آنها را فسیل می نامند. دانشمنان با استفاده از فسیل ها تاریخ گذشته ی زمین را معلوم می کنند. سنگ های رسوبی شواهد مربوطه به تاریخچه ی گذشته ی زمین را در بردارند و نشان می دهند که وضع دریاها و خشکی ها، رشته کوه ها و غیره در گذشته چگونه برده است.  

  فکر کنید
یک جاندار پس از مرگ باید دور از چه عواملی قرار گیرد تا همه یا قسمتی از جسد آن باقی بماند؟

این جاندار باید بلافاصله پی از مرگ، در محلی قرار گیرد تا در معرض تجزیه و فساد قرار گیرد. مثلاً اگر دارای اعضای نرم یا فاقد اسکلت سخت داخلی یا خارجی است. نباید در مجاورت هوا یا زیر آب قرار گیرد چون در این حالت تجزیه گردیده و یا خوراک جانداران دیگر می شود. در حالت کلی خشکی جای خوبی برای فسیل شدن نیست.  

  فکر کنید :‌
1 – به کمک جای پای جاندار ،‌چه اطلاعاتی درباره آن جاندار می توان کسب کرد؟

وزن ، بزرگی جثه، نوع جاندار، نوع تغذیه 

2 – وجود زغال سنگ در یک منطقه چه اطلاعاتی درباره آب و هوای گذشته ی آن جا می تواند در برداشته باشد؟ وجود زغال سنگدر یک منطقه نشان میدهد که شرایط آب و هوایی در آن منطقه برای پیدایش جنگل های انبوه مناسب بوده است. 

3 – آیا می توان به کمک فسیل ها مناطق مختلف دریاهای گذشته را از نظر عمق شناسایی کرد؟ بله زیرا در هر منطقه از دریا متناسب با .... فاصله از ساحل ، جنس رسوبات فرق می کند و از طرفی هر لایه ی فسیل های ویژه ای دارد که با فسیل های لایه های بالایی و پائینی متفاوت است. 

4 – آیا می توان به کمک فسیل ها، دریاچه آب شیرین را از دریاچه آب شور تشخیص داد؟ بله، برخی از فسیل های مربوط به جانوران ساکن دریاچه آب شیرین اند، پس سنگ های محتوی آثار آن ها باید در محیط آب شیرین تشکیل شده باشد.  

  فکر کنید :
از ترتیب پیدایش جانداران در روی زمین چگونه می توانند به قدیم یا جدید بودن لایه های رسوبی چین خورده پی ببرند؟

فسیل ها نشان دهنده ی طرز تکامل حیات در روی زمین اند، و چون جانداران ابتدایی و ساده تر در مقایسه با جانداران پیچیده و پیشرفته قدمتی زیادتر دارند، با مقایسه نوع فسیل های موجود در سنگ ها می توان ترتیب قدمت های لایه رسوبی را معلوم کرد. 

فکر کنید :
1 – نوع سازگاری هر کدام از جانداران زیر را مشخص کنید:
گاو 
مار 
کاکتوس
اردک
بوته ی کدو 
1 – گاو :
ناخن اندام های حرکتی تبدیل به سم شده است. معده چهار قسمتی است دندان های آسیا رشد بیشتری دارند.

مار :
داشتن پولک های ضخیم در سطح خارجی پوست که سبب می شود آب بدن از بین نرود و نیاز جانور به آب کم باشد.

کاکتوس : 
سطح پهنک برگ ها فوق العاده کاهش یافته و تبدیل به خار شده است و تعداد روزنه ها کم است. 

اردک : 
دستگاه گوارش دارای بخش های ویژه ای بنام چینه دان و سنگدان است

بوته کدو:
طول ریشه بدلیل نیاز زیاد گیاه به آب زیاد است و در اطراف پخش می شود. 

2 – آیا مهاجرت می تواند یکی از عوامل ایجاد تغییر در جمعیت های جانداران باشد؟ برای گفته خود دلیل بیاورید؟مهاجرت عبارت است از جابجایی از مکانی به مکان دیگر . مهاجرت ها می توانند بر افزایش یا کاهش جمعیت ساختمان سنی جمعیت و ... اثر بگذارد به عنوان مثال وقتی روستاییان به شهرها مهاجرت می کنند چون اغلب مهاجرین .... کار و فعالیت هستند باعث افزایش جمعیت سالخوره و یا در مورد زنان در روستا می شوند. 

تفسیر کنید
این جمله را تفسیر کنید:
«جهش بوجود آورنده تغییرات در جانداران و انتخاب طبیعی گسترش دهنده ی آنها در جریان جمعیت ها ست.»جهش سبب پیدا شدن صفات جدید می شود اما به تنهایی قادر به تغییر چهره ی جمعیت نیست زیرا میزان جهش بسیار کم است ولی انتخاب طبیعی یا انتخاب انواع جدید و حذف انواع دیگر امکان گسترش این صفت را فراهم می کند. به بیان دیگر جهش ایجاد کننده ی صفت جدید در فرد و انتخاب طبیعی افزایش دهنده ای فراوانی این صفت است. 

فصل 4 – زمین ساخت ورقه ای 
جابه جایی قاره ها

در سال 1912 میلادی یک دانشمند آلمانی به نام «وگنر» با شواهدی که بدست آورده بود، اظهار داشت که حدود 200 میلیون سال پیش تمام خشکی ها به هم متصل بوده و خشکی یک تکه ای را ساخته اند. این خشکی عظیم رفته رفته به دو خشکی بزرگ تقسیم شد و پس از میلیون ها سال هر یک از دو خشکی قطعه قطعه شده و قاره های امروزی را بوجود آوردند.

در این حالت ورقه های سنگ کره د رمحلی که جریان رو به بالا باشد از هم دور می شوند و سپس به زیر ورقه ی مقابل فرو می روند.

  پدیده های حاصل از حرکت ورقه ها:

ورقه ها به سه شکل مختلف می توانند نسبت به هم جابه جا شوند

1 – ورقه های دور شونده :
بیشتر محل هایی که ورقه ها از هم دور می شوند، در اقیانوس ها قرار دارند . در این مناطق ،‌مواد مذاب از شکاف موجود در بین دو ورقه خارج شده و درهمان سخت می شوند و پوسته جدیدی را بوجود می آورند. از این رو، هر ساله چند سانتی متر بر وسعت اقیانوس ها افزوده می شود، خروج مواد مذاب در این مناطق سبب بوجود آمدن رشته کوههایی در میان اقیانوس ها می شود. این رشته کوهها زنجیره ی پیوسته ای را می سازند به طول آن در مجموع بیش از 60000 کیلومتر است. رشته کوههای میان اقیانوسی، محل وقوع تعدادی از زمین لرزه ها و آتش فشان هاست.  

  ورقه های نزدیک شوند :

2 – چون ورقه های نزدیک شونده خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مختلفی دارند . پدیده های حاصل به یکی از صورت های زیر خواهد بود.

الف – برخورد ورقه های اقیانوسی با ورقه قاره ای :
در این محل ها ورقه ی اقیانوسی به زیر ورقه ی قاره ای کشیده می شود و با خم شدن لبه ی ورقه ها، گودال عمیق اقیانوسی به موازات قاره و در داخل اقیانوس بوجود می آید. ورقه های ایقانوسی به همراه خود تعدادی از رسوبات دریایی را به پائین می کشاند. وقتی این مواد به عمق حدود 100 متر می رسند، ذوب می شوند و از شکاف های ورقه ای قاره ای ،‌خود را به بالا می کشند و سبب بوجود آمدن کوههای آتش فشانی بر روی قاره ها می شوند. گودال های عمیق در اطراف آن، محل وقوع زلزله های شدید است. 

ب – برخورد ورقه های اقیانوسی :
در این محل ها، یکی از ورقه ها به زیر دیگری فرو می رود و با خم شدن لبه ورقه ها، گودال عمیق اقیانوسی بوجود می آید. ورقه ی فرو رانده شده مانند حالت قبل ذوب می شود و مواد مذاب حاصل از آن، این بار از بستردریا خارج می گردد. با ادامه فعالیت این آتش فشان ها، جزایری سر از آب بیرون می آورند که به مجموعه ی آن ها جزایر اقیانوسی گفته می شود. اطراف این گودال ها محل وقوع تعداد دیگری از زلزله های شدید است.

پ – برخورد دو ورقه ای قاره ای :
در این محل ها، ورقه ای به زیر ورقه دیگر فرو نمی رود، زیرا جرم هر دو کم و مساوی است نتیجه چنین برخوردی،‌ایجاد کوه و زلزله های شدید است.  

  ورقه هایی که در کنار هم می لغزند:

در این محل ها نه پوسته ی جدیدی بوجود می آید و نه ورقه ای تخریب می شود. بلکه فقط ورقه ا از کنار هم عبور می کنند، در بیشتر مواقع ممکن است این جا به جایی برای مدتی صورت نگیرد و انرژی ذخیره گردد و به هنگام آزاد شدن انرژی ، حرکت ناگهانی ورقه ها سبب زلزله های شدیدی شود.

2 –  

  فکر کنید 
در محل ورقه های دورشونده،‌مرتباً سنگ کره ی جدید تشکیل می شود، در این صورت آیا وسعت زمین هم اکنون در حال افزایش است؟

اگر پدیده جبرانی وجود نداشته باشد، باید بر وسعت زمین همچنان افزوده شود، اما سطح زمین مقداری ثابت است یعنی در مناطقی مانند محل برخورد ورقه های نزدیک شوند، قسمتی از سنگ کره از بین می رود.  

  فکر کنید 
1 – گفته می شود هر چقدر تعداد زلزله های کوچک در یک منطقه بیشتر باشد ،بهتر است به نظر شما دلیل چیست؟

به همراه وقوع هر زلزله هر چند کوچک مقداری از انرژی ذخیره شده آزاد می شود و درنتیجه از احتمال وقوع زلزله شدید – که با آزاد شدن انرژی زیادی همراه است کاسته می گردد.  

  2 – کدام پدیده ی زمین شناسی در تمام حاشیه های ورقه های سازنده سنگ کره زمین بوجود می آید؟

زلزله ، تقریباً تمامی زمین لرزه های دنیا در حاشیه ی ورقه های سازنده سنگ کره زمین بوجود می آیند.  

  سؤال از متن فصل 4 :
1 – حرکت ورقه ها نسبت به هم سه شکل مختلف می تواند صورت بگیرد . این سه شکل کدامند؟

1) دو ورقه از هم دور می شوند . 
2) دو ورقه با یکدیگر برخورد می کنند
3) دو ورقه در کنار هم می لغزند  

  2 – چگونگی دور شدن تدریجی دو ورقه از یکدیگر را توضیح دهید.

مواد مذاب از شکاف موجود در بین ورقه خارج شده و در همان جا سخت می شوند و پوسته ی جدیدی را بوجود می آورند.  

  3 – پدیده های حاصل از برخورد دو ورقه اقیانوسی با ورقه قاره ای را نام ببرید.

1 ) گودال عمیق اقیانوسی 
2) کوه های آتش فسانی  

  4 – چرا در محل ورقه هایی که در کنار هم می لغزند، زلزله های شدیدی رخ می دهد؟

در این محل ها فقط ورقه ها از کنار هم عبور می کنند. در بیشتر مواقع ممکن است این جا به جایی برای مدتی صورت نگیرد و انرژی ذخیره گردد و به هنگام آزاد شدن انرژی، حرکت ناگهانی ورقه ها سبب زلزله های شدید می شود.  

  5 – نتیجه برخورد دو ورقه ی قاره ای چیست؟

در این محل ها، رقه ای به زیر ورقه ی دیگر نمی رود. زیرا جرم هر دو، کم و مساوی است . نتیجه ی چنین برخوردی ایجاد کوه و زلزله های شدید است.  

فصل 5 – فراتر از زمین 
‌منظومه شمسی

حدود 10 میلیارد سال پیش ، در قسمتی از فضا یک توده عظیم ابر مانند بوجود آمد که 80 درصد آن هیدروژن، 15 درصد آن هلیم و 5 درصد بقیه بیشتر شامل گازهایی چون اکسیژن، نیتروژن ،‌کربن و مواد سنگین تری چون سیلسیم ، آلومینیوم ، آهن و منیزیم و کلسیم بود. این توده ی عظیم در حدود 5 میلیارد سال پیش تحت تأثیر نیروی گرانشی شروع به متراکم شده و چرخیدن کرد. و پس از مدتی به شکل دو بشقاب که از لبه روی هم قرار گرفته باشند درآمد . بعد از مدتی بیشتر گازها در وسط این شکل جای گرفتند و خورشید را تشکیل دادند و مواد سنگین تر ، سیاراتی چون عطارد، زهره، زمین و مریخ را بوجود آوردند.
بقیه ی مواد نیز که هم مواد سنگین و همه مواد گازی داشتند سیارات دیگر یعنی مشتری ، زحل اورانوس و نپتون را بوجود آوردند. از این جهت سیارات منظومه ی شمسی را به دو گروه زمین مانند (سیارات داخلی) و مشتری مانند (سیارات خارجی) تقسیم می کنند. در این تقسیم بندی نهمین سیاره یعنی پلوتو جایی ندارد. سیارات داخلی بیشتر از سنگ و فلز ساخته شده اند و نسبت به سیارات خارجی اندازه های کوچکی دارند ولی سیارات خارجی اندازه های بزرگی دارند و بیشتر از مواد مایع و گازند.

  خورشید :

خورشید ستاره ای است که 73 درصد حجم آن را هیدروژن و 25 درصد را هلیوم تشکیل داده است . قطر خورشید حدود 4/1 میلیون کیلومتر، (110 برابر قطر زمین) است. خورشید چنان داغ است که گازهای تشکیل دهنده ی آن به حالت درخشان درآمده اند. نوری هم که از آن به اطراف پخش می شود. به همین علت است در سطح خورشید ، قسمت ها سردتری هم وجود دارد که تیره رنگند و به نام لکه های خورشیدی معروفند. دوام لکه های بین روز تا چند ماه است. منشأ گرمای خورشید واکنش های هسته ای است. در این واکنش ها هیدروژن به هلیوم تبدیل می شود و گرمای فراوانی را حاصل می آورد.

  اجزای دیگر منظومه شمسی : سیارک ها :

اندازه گیری ها بخوبی نشان میدهد که فاصله ی بین سیاره مریخ و سیاره مشتری بسیار زیاد است. هم چنین بررسیها نشان داده است که در فاصله ی بین این دو سیاره، قطعات سنگی و فلزی بسیاری، که قطر آن ها از چند سانتی متر تا صدها کیلومتر متفاوت است و به آن ها سیارک می گویند. در روی یک مدار و در جهت حرکت سایر سیارات، به دور خورشید می گردند.

  شهاب

همه روز زمین توسط هزاره قطعه سنگ آسمانی بمباران می شود. این قطعات هنگام ورود به اتمسفر بر اثر اصطکاک با هوا، داغ و تبخیر می شوند. در صورتی که هم این سنگ ها بزرگ باشند می سوزند. و نوری ایجاد می کنند که از زمین قابل مشاهده است. به این نورها شهاب و به قطعه سنگ های بزرگی که از اتمسفر هم می گذرند و روی زمین می افتند شهابسنگ می گویند.  

  دنباله دارها :

این اجرام از جنس غبار و یخ اند و تا حدی به «گلوله ی برگ گل آلود» شباهت دارند بعضی از دنباله دارها که به زمین نزدیک می شوند می توان با چشم هم دید. اما بیشتر آن ها را باید با تلسکوپ ببینیم.
وقتی دنباله دارها به خورشید نزدیک می شوند یخ آنها بخار می شود و دم درازی به طول هزارها کیلومتر می سازد. دم همیشه دو جهت مخالف خورشید قرار می گیرد.

  قمرها :

از اجزای دیگر منظومه شمسی قمرها هستند که بدور سیارات می چرخند. به جز عطارد و زهره، بقیه سیارات منظومه شمسی حداقل یک قمر دارند. بزرگی بعضی از قمرها به بزرگی سیاره ای مانند عطارد است . کره ی ماه قمر کروی زمین است. سنگ هایی که فضانوردان از ماه به زمین آورده اند نشان میدهد که مواد سازنده این قمر مانند مواد سازنده زمین و سیارک هاست.  

  ستارگان : نور :

فاصله ی یک ستاره از زمین و جرم ستاره بر مقدار نور آن تأثیر دارند. پس وقتی ستاره ای پر نورتر از ستاره دیگر به نظر می رسد، معنایش آن است که یا جرم بیشتری دارد یا فاصله کمتری با زمین دارد.  

  دما :

ستاره های با وجود آنکه بصورت نقاط نورانی به چشم می آیند، در مقابل تلسکوپ قوی ، به رنگ های آبی مایل به قرمز دیده می شوند. اختر شناسان از روی رنگ هر ستاره مقدار دمای سطحی آن را تعیین می کنند. ستاره زرد رنگی مانند خورشید نسبتاً داغ محسوب می شوند و دمای سطحی آن را حدود 6000 درجه می دانند. ستاره ی قرمز سردتر است. در عوض ستاره ای آبی بسیار داغند.  

  ترکیب :

تجزیه نور ستاره، اطلاعاتی را در مورد ترکیب آن در اختیار می گذارد. برای اینکار از دستگاهی بنام طیف نگار استفاده می کنند. در طیف ستاره ها، نوارهای رنگی هم وجود دارد. وجود این نوارها نشان می دهد که بعضی از طول موج های نور محو شده، یا آن که توسط گازهای موجود دراتمسفر ستاره جذب شده اند.

  بزرگی :

بزرگی ستارگان بسیار متفاوت است کوچکترین آنها کمی از زمین بزرگ تر است. بزرگترین ستاره ی شناخته شده قطری حدود 2300 برابر قطر خورشید دارد.  

  فاصله :

تعیین فاصله ی ستاره ها از زمین ، یکی از مشکلات بزرگ اخترشناسان است. یک روش مرسوم جهت تعیین اندازه فاصله ی ستارگان، مثلث بندی است.  

  صورت های فلکی :

اجداد ما بر اساس تصورات خود ستارگانی را که در نزدیکی هم در آسمان می دیدند، در گروههای خاصی قرار می دادند و شکل های ویژه ای را هم برای آنها در نظر گرفتند. به این مجموعه ستارگان نام عمومی صورت فلکی داده شده است. معروف ترین صورت فلکی دب اکبر است. امروزه 88 صورت فلکی در آسمان مشخص شده است.

  تفسیر کنید.
با مشاهده طیف ترکیب های احتمالی ستاره های 1،2،3، را تعیین کنید. 
در ترکیب خورشید چه عناصری وجود دارد؟ در کدام ستاره کلسیم و در کدامیک سدیم یافت می شود؟ ترکیب کدام ستاره به ترکیب خورشید بیشتر است؟

ترکیب احتمالی ستاره 1 : هیدروژن ،کلسیم
ترکیب احتمالی ستاره 2 : هیدروژن ،‌هلیوم
ترکیب احتمالی ستاره 3 : جیوه، هیدروژن ، کلسیم ،‌هلیوم‌ و سدیم
در ترکیب خورشید عناصر هیدروژن :‌هلیوم و سدیم یافت می شود
در ستاره ی 1 کلسیم و در ستاره 3 سدیم یافت می شود
ترکیب ستاره 2 به خورشید شبیه تر است.  

  سؤال از متن فصل 5 :
1 – اصطلاح منظومه شمسی را تعریف کنید.

به خورشید همه ی اجزایی که به دور آن می چرخند. منظومه شمسی می گویند.  

  2 – چه تفاوت هایی میان سیارات داخلی و خارجی وجود دارد؟

سیارات داخلی بیشتر از سنگ و فلز ساخته شده اند ولی سیارات خارجی بیشتر از مواد مایع و گازند . همچنین سیارات داخلی نسبت به سیارات خارجی اندازه های کوچکی دارند. 

3 – منشأ گرمای خورشید چیست ؟منشأ گرمای خورشید، واکنش های هسته ای است. در این واکنش ها،‌هیدروژن به هلیوم تبدیل می شود و گرمای فراوانی را حاصل می آورد. 

4 – جنس دنباله دارها از چیست؟ چگونگی تشکیل دم در دنباله دارها را توضیح دهید. این اجرام از جنس غبار و یخند، وقتی دنبال دارها به خورشید نزدیک شوند، یخ آنها بخار بخار می شود و دم درازی به طول هزارها کیلومتر می سازد. 

5 – چرا بعضی از ستارگان پرنورتر از بقیه به نظر می رسند؟وقتی ستاره ای پرنور تر از ستاره ای دیگر به نظر می رسد، یا بزرگ تر از آن است. با فاصله کمتری با زمین دارد. 

6 – چگونه با استفاده از طیف جذبی ستاره می توان درباره ترکیب اتمسفر آن قضاوت کرد؟هر عنصر دارای نوارهای تیره ی مخصوص به خود است. با استفاده از این ویژگی می توان درباره ترکیب اتمسفرآن ستاره قضاوت کرد. 

7 – منظور از صورت فلکی چیست؟ معروف ترین صورت فلکی کدام است؟به مجموعه ای از ستارگان که شکل های ویژه ای برای آنها در نظر گرفته می شود صورت فلکی می گویند. معروف ترین صورت فلکی دب اکبر است.  

بخش سوم 
انرژی ،‌زندگی

در علم فیزیک کار دقیقاً همان معنایی را که روزانه از آن استفاده می کنیم ندارد. مثلاً گاهی می گوئیم هیچ کاری انجام نشده است. در حالیکه از نظر فیزیکی کار انجام شده است و بر عکس گاهی از نظر فیزیکی کاری انجام نشده است. میدانید وقتی به یک جسم ساکن نیرو وارد شود، ممکن است جسم در جهتی که نیر بر آن وارد می شود به حرکت درآید. در این صورت می گوئیم نیرو روی جسم کار انجام داده است.

هم چنین گاهی نیرویی بر یک جسم وارد می شود اما جسم در جهت وارد شدن نیرو حرکت نمی کند، مثلآً فردی را در نظر بگیرید که جعبه چوبی سنگینی را در دست دارد و آن را در جهت افقی حرکت می دهد. در این حالت فرد دو نیرو بر جسم اثر می کند، یک نیرو درست برابر با نیروی وزن جسم اما در جهت بالا (خلاف جهت گرانش) به منظور نگهداشتن جسم و جلوگیری از افتادن آن بر روی زمین و نیروی دیگری بصورت افقی بهمنظور به حرکت درآوردن جسم به طرف جلو.
نیروی اول کار انجام نمیدهد چون در جهت وارد شدن آن، جسم جابه جا نمی شود، اما نیروی دوم یعنی نیرویی که از سوی فرد برای به حرکت درآوردن جسم به طرف جلو وارد می شود، کار انجام می دهد.

  محاسبه اندازه گیری کار :

برای محاسبه مقدار کار انجام شده می توان از معادله ی زیر استفاده کرد:
جابجایی × نیرو = کار
این معادله نشان میدهد که مقدار کار انجام شده روی یک جسم به میزان نیرویی که بر جسم وارد می شود و کار انجام می دهد و نیز اندازه ی جابجایی جسم بستگی دارد و هر چه این دو بیشتر باشند، مقدار کار انجام شده نیز بیشتر است.
در این معادله، نیرو بر حسب نیوت ن(N) جابجایی بر حسب متر (M) و مقدار کار بر حسب ژول (J) است.
به خاطر داشته باشید که وزن هر جسم بر روی زمین، نیروی گرانشی است که از طرف زمین بر آن جسم وارد می شود و از نظر عددی،‌تقریباً مساوی با ده برابر جرم آن جسم بر حسب کیلوگرم است یعنی :
10× جرم جسم بر حسب کیلوگرم = وزن جسم بر حسب نیوتون  

  کار و انرژی :

از سالهای قبل ب انرژیهای گوناگون هم چون انرژی پتانسیل ، جنبشی، الکتریکی تابشی، مکانیکی، صوتی، گرمایی، شیمیایی و هسته ای آشنا شوید. هم چنین دانستید که برای اندازه گیری انرژی از یکای ژول، استفاده می شود. مثلاً اگر جسمی به وزن یک نیوتون در فاصله ی متری سطح مین قرار داشته باشد. مقدار انرژی پتانسیل گرانشی آن نسبت به سطح زمین برابر با یک ژول است.
انرژی و کار به یکدیگر کاملاً مربوطند. بطوریکه می توان گفت: هر گاه کاری انجام شود ممکن است حالت های زیر برای انرژی پیش آید: 
1- هنگام انجام کار،‌انرژی از صورتی یا نوعی به صورت یا نوع دیگر تبدیل می شود.

در فیزیک انرژی چنین تعریف می شود: انرژی توانایی انجام کار است. طبق این تعریف اگر جسمی انرژی داشته باشد، می تواند کار انجام دهد. البته گاهی یافتن راهی برای عملی ساختن این امر مشکل است. یعنی بعضی اوقات ممکن است جسمی انرژیداتشه باشد اما آزاد سازی انرژی آن و به حرکت درآوردن اجسام بوسیله ی آن کار آسانی نباشد، مثلاً در هسته ی اتم ها انرژی فراوانی ذخیره شده است اما آزادسازی این انرژی و انجام کار به وسیله آن نیازمند فناوری در سطح بالاست. همانطور که گفته شد کار و انرژی ارتباط بسیار نزدیکی با هم دارند. بطوری که می توان گفت هر کاری که انجام می شود حتماً انجام کار باتبدیل انرژی همراه است و با انرژی از جسمی به جسم دیگر انتقال یافته است. هم چنین هر گاه جسمی دارای انرژی باشد می توان در صورت ایجاد شرایط مناسب به کمک آن انرژی جسمی را به حرکت درآورد.  

  توان، سرعت انجام کار:

هنگام بالا دویدن از پله ها، درست به اندازه ی بالارفتن آهسته و قدم به قدم کار انجام می شود. هم چنین کار انجام شده به وسیله دو دونده ی دوی صدمتر تقریباً با هم برابراست در حالیکه فقط یکی از آن ها به عنوان برنده اعلام می شود. در زندگی ما مدت زمان که طول می کشد تا کاری معین انجام شود یکی از عوامل مهم در انجام آن کار به شمار می آید. ما این عامل را در فیزیک با نام توان می شناسیم . توان به معنی سرعت انجام کار است. به عبارت دیگر توان نشان دهنده ی میزان کار انجم شده در واحد زمان است. سرعت انجام کار به وسیله دونده ای که مسیر مسابقه را زودتر طی می کند بیشتر است. به عبارت دیگر توان این دونده از دونده ی دیگربیشتر است.
برای محاسبه توان از معدله زیر که به آن معادله توان می گوئیم، استفاده کنیم.

شاید تصور کنید که استفاده از جک برای بلند کردن اتومبیل سبب می شود که ما کار کم تری برای بلند کردن آن انجام دهیم اما هرگز چنین نیست . طبق معادله کار ، برای بلند کردن اتومبیل، باید مقدار معین کار انجام می شود و این مقدار با به کارگیری جک کاهش پیدا نمی کند. جک تنها کار را آسانتر می کند. جک به شما کمک می کند تا با نیرویی در حدود 100 نیوتون اتومبیل را بلند کنید.به وسایلی که در انجام کارها به ما کمک می کنند تا کارها آسانتر انجام شود ماشین گفته می شود مانند جک اتومبیل. ماشین ها به صورت های گوناگون در انجام کارها به ما کمک می کنند. یکی از راه های کمک ماشین ها به ما ،تغییر محل وارد شدن نیرو به جسم و گاهی نیز تغییر جهت نیرو است.
هم چنین ماشین ها گاهی با افزایش مقدار نیرو به ما کمک می کنند که کارهایی را که نمی توانیم انجام دهیم یا انجام آنها ممکن است سخت باشد به آسانی انجام دهیم. گاهی هم با افزایش مسافت اثر نیرو بر جسم و افزایش سرعت انجام کارماشین ها به ما کمک می کنند.
بعضی دیگر از ماشین ها به جای افزایش نیرو. مسافتی را که نیرو بر آن اثر می کند افزایش می دهند.  

  مزیت مکانیکی یک ماشین :

ماشین ها می توانند مقدار نیرویی که به آن ها وارد می شود. افزایش یا کاهش دهنده مزیت مکانیکی یک ماشین نسبت بین نیرویی که ماشین به جسم وارد می کند نیرویی که به ماشین وارد می شود را نشان می دهد. مزیت مکانیکی یک ماشین از طریق معادله ی زیر بدست می آید:

مزیت مکانیکی نشان می دهد که ماشین، نیروی وارده را چند برابر می کند.  

  کار داده شده و کار گرفته شده از ماشین :

  ماشین های ساده :

گروهی از ماشین ها که پایه و اساس ساخت ماشین های دیگر را تشکیل می دهند. ماشین ساده نامیده می شوند. می توان گفت ماشین های دیگر حالت تغییر شکل یافته ماشین ساده یا ترکیبی از چند ماشین ساده با یکدیگر هستند.

  اهرم :

برای درک چگونگی کار با اهرم، یک الاکلنگ را در نظر بگیرید. وقتی به یک طرف آلاکلنگ نیرویی به سمت پائین وارد شود. آن سمت به طرف پائین وسعت مقابل به طرف بالا حرکت می کند. یعنی میله ی الا آکلنگ به عنوان یک اهرم عمل می کند.
در هر اهرم یک تکیه گاه یک بازوی محرک و یک بازوی مقاوم وجود دارد. اهرم ها را می توان بر حسب قرارگرفتن حمل تکیه گاه، نیروی محرک و نیروی مقاوم به شکل های زیر در نظر گرفت. 
مزیت مکانیکی اهرم همچون هر ماشین دیگری از معامله ی مزیت مکانیکی بدست می آید. البته در صورتیکه از اصطکاک صرف نظر کنیم مزیت الکتریکی اهرم را از معادله زیر نیز می توان محاسبه کرد :

  قرقره :

قرقره یکی دیگر از ماشین های ساده است. هر قرقره محوری دارد که حول آن می تواند ازادانه بچرخد.

  چرخ و محور:

چرخ و محور چرخی است که به مرکز آن یک میله وصل شده است. با چرخاندن چرخ میله نیز می چرخد.

  سطح شیبدار :

سطح شیبدار هم نوعی ماشین ساده است و سبب می شود که بتوانیم به کمک یک نیروی کم اما در مسافتی طولانی جسمی را به سمت بالا حرکت دهیم. در حالیکه ممکن است جابه جا کردن این جسم بطور مستقیم از سطح زمین بر روی سطح بالایی، در حد نیروی ما نباشد.

  گره و پیچ:

گره و پیچ نیز جزء ماشین های ساده هستند و می توان آن ها را نوع سطح شیبدار به حساب آورد. چاقوی معمولی یک گره به حساب می آید. تیغه های قیچی نیز گره هستند. در واقع گره یک سطح شیبدار متحرک است. پیچ نیز سطح شیبداری است که بدور یک میله پیچیده شده است. از ترکیب پیچ گره، متد بوجود می آید.

  بحث کنید .
در کدامیک از موارد زیر کار انجام می شود؟ چرا؟
شخص از نردبان بالا می رود؟

بله، زیرا وقتی شخص از نردبان بالا می رود در جهت نیرو حرکت می کند، در این صورت کار انجام می شود. 

شخص روی صندلی می نشیند. خیر، زیرا شخص ساکن است و حرکت نمی کند، پس کاری انجام نمی شود. 

جرثقیل باری را به درون کامیون منتقل می کند.بله. زیرا جرثقیل، به بار نیرویی را به بالا وارد می کند و بار به طرف بالا حرکت می کند و چون جسم در جهتی که نیرو به آن وارد می شود به حرکت در می آید ، در این صورت کار انجام می شود. 

قطعه ای آهن به وسیله اره به دو قسمت تقسیم می شود.خیر زرا وقتی قطعه ی آهن به دو قسمت تقسیم می شود ساکن است و حرکت نمی کند پس کاری انجام نمی شود.  

  تفسیر کنید
با توجه به دو عبارت زیر مشخص کنید که مقدار کار انجام شده به چه عواملی بستگی دارد؟
1- وقتی یک وزنه بردار، وزنه ی 1500 نیوتونی (حدوداً 150 کیلوگرمی) را بلند می کند، نسبت به هنگامی که وزنه 1200 نیوتونی را به بالای سر می برد، کار بیشتری انجام می دهد.
2- وزنه برداربرای بلند کردن وزنه تا بالای سر نسبت به بلند کردن آن تا مقابل سینه خود، باید کار بیشتری انجام دهد.

از دو عبارت فوق دو نتیجه را می توان گرفت.
الف) مقدار کار انجام شده روی یک جسم به میزان نیرویی که بر جسم وارد می شود بستگی دارد.
ب) مقدار کارانجام شده روی یک جسم به اندازه جابه جایی جسم بستگی دارد.  

  فکر کنید :
آیا می دانید از یکسان بودن یکای اندازه گیری کار (ژول) چه نتیجه ای می توان گرفت؟

نتیجه می گیریم که کار شکلی از انرژی است و می توان گفت انرژی توانایی انجام کار است. 

جمع آوری اطلاعات
توان مصرفی بیشتر وسیله های برقی چگونه مشخص می شود؟توان مصرفی آن ها بر حسب وات روی بدنه ی آنها نوشته شده است. 

آیا همه وسایل برقی مشابه، مثلاً همه ی یخچال ها مصرف برق مشابهی دارند؟خیر، زیرا ظرفیت مصرف انرژی آن ها بر حسب کاری که انجام می دهند متفاوت است. 

به نظر شما هنگام خرید وسیله های برقی به چه نکاتی باید توجه کرد؟ چرا؟هنگام خرید وسیله های برقی باید به توان مصرفی دستگاه و حجم کاری آن توجه کرد. چون توان مصرفی ، میزان انرژی مصرفی دستگاه رادر هر ثانیه نشان می دهد. 

فکر کنید :
برای آسان ترکردن کارهای زیر از چه وسیله هایی استفاده می کنید.بلند کردن ماشین برای تعویض چرخ : جک
بریدن درخت : اره
بستن پیچ یا باز کردن آن آچار پیچ گوشتی
بازکردن در بطری نوشابه : در باز کن


فکر کنید :‌
تعدادی ماشین را نام ببرید و بگوئید هر کدام به چه طریق به ما کمک می کنند؟دوچرخه با افزایش مسافت اثر نیرو به ما کمک می کند. اهرم با افزایش مقدار نیروی در بلند کردن اجسام به ما کمک می کند. استفاده از قرقره برای بالابردن مصالح ساختمانی با تغییر جهت دادن نیروی وارد بر طناب به ما کمک می کند. 

فکر کنید
چگونه می توان بازده یک ماشین را به عنوان یک ملاک برای کیفیت عملکرد آن را در نظر گرفت ؟با توجه به اینکه بازده ماشین نسبت به کار مفید به کل انرژی داده شده به ماشین است . پس هر چه بازده یک ماشین بالاتر باشد. کیفیت عملکرد آن بهتراست، زیرا به ازاء انرژی معینی کار مفید بیشتری انجام می دهد. 

فکر کنید 
همیشه مزیت مکانیکی اهرم نوع دوم بیشتر از یک و مزیت مکانیکی اهرم نوع سوم کمتر از یک است. یعنی اهرم نوع دوم،نیرو را افزایش می دهد . در حالی که اهرم نوع سوم نیرو را کاهش می دهد. به نظر شما، مزیت مکانیکی اهرم نوع اول چگونه است؟ چرا؟مزیت مکانیکی اهرم نوع اول برابر یک است. زیرا طول بازوی مقاوم برابر طول بازوی محرک است. 

محاسبه کنید 
1 – هرم بزرگ در حدود 140 متر ارتفاع دارد. برای بردن یک سنگ متوسط به بالای این اهرم چقدر کار باید انجام شود؟

اطلاعات جمع آوری کنید برای سطح شیبدار ،‌گره و پیچ در زندگی مثال هایی ذکر کنید و بگوئید هر کدام چگونه به ما کمک می کنند؟الف) برای سطح شیبدار می توان راه پله ی ساختمان را مثال زد که با افزایش مسافت با نیروی کم می توان به طبقه بالاتر رفت.
ب) برای گره می توان چاقوی معمولی را مثال زد. چاقو در سطح شیبدار به هم چسبیده است که لبه ی تیزی دارد و در بریدن به ما کمک می کند.
پ) برای پیچ می توان پیچ مایه ی یخچال را مثال زد که با پیچاندن آن می توان ارتفاع یخچال را تغییر داد.  

فصل 7 
فشار

واژه فشار نیر هم چون واژه کار در زندگی روزمره به طور فراوانی استفاده می شود. اما در علم فیزیک، فشار به معنایی بسیار خاص و با تعویضی متفاوت از مفهوم روزانه آن مطرح می شود.
از نظر فیزیکی، فشار در واقع مقدار نیرویی است که بطور عمود بر واحد سطح وارد می شود. اگر در نیروی وارد آمده بر جسم و یا سطح، مقدارنیرو ثابت باشد و یا ثابت بماند، هر چه مساحت سطحی که نیرو به آن وارد می شود کوچک تر و کم تر باشد، میزان فشار وارد بر سطح بیشتر است. واحد فشار در فیزیک، نیوتون بر مترمربع است که ... پاسکال ، فیزیکدان مشهور فرانسوی به نام او نامیده شده است و آن را با علامت pa نشان می دهند. یک نیوتون بر سانتی متر مربع برابر است با 10000 پاسکال.

  فشار مایعات :

همان طور که معمولاً فشار هر جسم جامد بر سطح زیرین آن در اثر نیروی گرانش است. فشار مایعات نیز در اثر نیروی وزن آن ها بوجود می آید.
بسیاری از شهرها دارای شبکه ی آب لوله کشی هستند. در شبکه ی آب رسانی شهرها، معمولاً مخزن آب را در ارتفاعی بالاتر از بقیه ی نقاط می سازند. در نتیجه آب در اثر نیروی گرانش در شبکه ی آب شهرها جاری می شود. به این مثال توجه کنید:
اگر یک ظرف مکعبی شکل پر از آب به ابعاد 1×1×1 متر را در نظر بگیرید این ظرف محتوی حدود هزار کیلوگرم آب است.
وزن این مقدار آب در حدود 10000 نیوتون می شود.
بنابراین فشار دارد بر کف مخزن برابر است با :

  فشار گازها :

هوای اطراف زمین به وسیله نیروی گرانش زمین به طرف پائین کشیده می شود . نیروی گرانش سبب می شود که هوا بر همه اجسام روی زمین، فشار وارد می کند. مانند آبی که بر کف ظرف خود فشار وارد می کند.
وجود فشار هوا در بعضی از کارها به ما کمک می کند. مثلاً وقتی که با یک نی، نوشیدنی می خورید، فشار هوا ،‌مایع را از لیوان به درون دهان شما منتقل می کند. فشار هوا بر روی تمام اجسامی که روی سطح زمین قراردارند از همه جهت ها وارد می شود.  

  یک نکته جالب :

بر روی سطح زمین، وقتی بطری آب را کج می کنیم در اثر نیروی گرانش، آب به دهان، سرازیر می شود اما در شرایط بی وزنی حتی اگر بطری آب را کاملاً هم سر و ته بگیریم،‌آب فرو نمی ریزد، در چنین شرایطی می توان آب را به وسیله ی نی نوشید. فشار هوا موجود در ایستگاه فضایی، این کار را امکان پذیر می سازد.
وقتی در یک محیط بسته مقداری گاز وارد می کنیم مولکول های گاز که پیوسته در حال حرکت و جنبش هستند دائماً به دیواره های ظرف برخورد می کنند. برخورد هر مولکول با دیواره ظرف، نیرویی بر دیواره وارد می کند به عبارت دیگر، می توان گفت که عامل ایجاد فشار یک گاز بر روی دیواره های ظرف آن . ضربه های متوالی مولکول های گاز به دیواره است. هر چه مقدار گازی که به یک ظرف در بسته وارد می کنیم بیشتر باشد. فشار گاز درون آن ظرف بیشتر می شود، زیرا با افزایش تعداد مولکول ها، تعداد برخورد آن ها با دیواره ظرف افزایش می یابد.
همان طور که ملاحظه می کنید، عامل وجود فشار هوا بر اجسام روی سطح زمین،‌نیروی گرانش است که از طرف زمین بر هوای اطراف آن وارد می شود و آن را به طرف خود می کشد اما در مورد گازی که در یک ظرف در بسته قرار دارد: مثل هوای موجود در لاستیک ، اتومبیل یا گاز موجود در کپسول یا هوای موجود در فضاپیما می توان گفت که عامل فشار در واقع جنبش و حرکت مولکول های گاز آن است.  

  فکر کنید

درباره عبارت زیر فکر کنید آیا می توانید این پدیده ها را به مفهومی که در ذهن خود از فشار دارید مربوط نمائید.
لبه تیز چاقو گوشت را به راحتی می برد اما لبه ی پهن آن نمی برد وقتی لبه ی چاقو تیز است، فشار وارد بر گوشت بیشتر و وقتی لبه ی آن پهن است نیرو در سطح وسیع تری پخش می شود و فشار وارد برگوشت کم تر است.
میخ از سر تیزش در چوب فرو می رود اما از سر پهن فرو نمی رود.
نوک تیز میخ فشار بیشتری را بر چوپ وارد می کند.
مرتاض های هندی روی یک تخت چوبی پوشیده از میخ می خوابند اما نمی توانند روی آن بایستند.
وقتی مرتاض های هندی روی تخت می خوابد سطح زیاد و فشار کم است. اما وقتی می ایستد، سطح کم و فشار زیاد است و میخ ها در پاهایش فرو می رود.  

  مساحت سطح
فکر کنید
می دانید که اگر لاستیک ماشین یا توپ را بیش از حد باد کنیم، می ترکد، علت آن چیست؟

زیرا مقدار گاز بیشتری را وارد لاستیک یا توپ می کنیم و فشار داخل آن ها بیشتر می شود و وقتی این فشار بیش از حد شود، می ترکد.  

  به نظر شما اگر دمای گازی که در یک ظرف دربسته وجود دارد افزایش یابد فشار آن بیشتر می شود یا کم تر؟ چرا؟

فشار گاز با دمای گاز نسبت مستقیم دارد. اگر گازی را گرم کنیم. دمای آن افزایش می یابد و فشار گاز زیاد می شود.  

  سؤال از متن فصل 7 :
1 – فشار را تعریف کنید؟

فشار مقدار نیرویی است که بطور عمود بر سطح وارد می شود  

  2 – واحد فشار در فیزیک چیست؟

در فیزیک واحد فشار نیوتون بر مترمربع است که به آن پاسکال (pa) می گویند.  

  3 – فشار در مایعات دو اثر چیست؟

فشاردر مایعات در اثر نیروی وزن آنها بوجود می آید.  

  4 – منظور از خاصیت انتقال فشار در مایعات چیست؟

منظور این است که مایعات فشار را به خوبی و بطور یکسان در همه جهات منتقل می کنند.  

  5 – علت فشار هوا چیست؟

هوای اطراف زمین به وسیله ی نیروی گرانش زمین به طرف پائین کشیده می شود. نیروی گرانش سبب می شود که هوا بر همه اجسام روی زمین فشار وارد می کند.  

  6 – فشار هوا بر روی اجسام از چه جهت هایی وارد می شود؟

فشار هوا بر روی تمامی اجسامی که روی سطح زمین قراردارند از همه جهت ها وارد می شوند.  

  7 – عامل فشار گازی که در یک ظرف در بسته قرار دارد چیست؟

عامل فشار گاز در یک ظرف بسته در واقع جنبش و حرکت مولکول های گاز می باشد.

فصل 8 – بار الکتریکی

انسان از زمانهای بسیار دور با پدیده هایی مشابه آن چه بیان شده آشنا بوده است. بررسی این پدیده ها و تلاش برای درک علت آنها باعث پیشرفت دانش و فناوری بسیار گسرتده ای در این زمینه شده است. به این مبحث از دانش الکتریسته گفته می شود . برای بررسی الکتریسته ، ابتدا باید با کمیتی به نام بار الکتریکی آشنا شویم. وقتی میله ای پلاستیکی را با پارچه ای پشمی مالش دهیم. به علت مالش میله با پارچه ، در میله تغییری ایجاد می شود و میله خاصیت جدیدی پیدا می کند ازاین رو تکه های کوچک کاغذ را جذب می کند. در این صورت می گوئیم میله دارای بار الکتریکی شده است. وقتی دو جسم با یکدیگر مالش داده شوند، معمولاً هر دو دارای بارالکتریکی می شوند. مشاهده آثار باردار شدن جسم ها، این واقعیت را نشان می دهد که وقتی دو جسم دارای بار الکتریکی می شوند ،‌بر یکدیگر نیرو وارد می کنند، برسی و تحلیل آزمایش هایی نظیر فعالیتی که شما انجام دادید در واقعیت را نشان می دهد.
الف) نیروی الکتریکی موجود بین جسم هایی که دارای بار الکتریکی هستند، گاهی ربایشی و گاهی رانشی است.
ب) دو نوع بار الکتریکی وجود دارد.

  دو نوع نیرو، دو نوع بارالکتریکی:

دیدیم که نیروی الکتریکی، موجود بین پارچه و بادکنک ربایشی است اما دو بادکنکی که با یک پارچه مالش داده شده اند، یکدیگر را می رانند، یعنی نیروی الکتریکی بین آنها ، رانشی استف هر دو بادکنک با یک پارچه مالش داده شده اند. در نتیجه، بار الکتریکی آن ها یکسان است. وجود نیروی ربایشی بین پارچه و بادکنک و نیز نیروی رانشی بین دو بادکنک ،‌نشان می دهد که وقتی پارچه و بادکنک به یکدیگر مالش داده می شوند،‌بارهای الکتریکی ایجاد شده در آن ها، یکسان نیست.
زیرا اگر بار الکتریکی پارچه و بادکنک یکسان باشد، باید پارچه ، بادکنک را براند. از یکسان نبودن بارالکتریکی پارچه و بادکنک می توان نتیجه گرفت که دو نوع بارالکتریکی وجود دارد. دانشمندان برای تشخیص بارهای الکتریکی از یک دیگر آن ها را نامگذاری کرده اند. بارالکتریکی که در بادکنک ایجاد می شود (و بارهای مشابه آن) را بار الکتریکی منفی و بار الکتریکی که در پارچه ایجاد می شود ( و بارهای مشابه آن) را بارالکتریکی مثبت می نامند.
بررسی چند آزمایش نظیر آن چه شما انجام داده اید به ما کمک می کند تا به دو قاعده ی اساسی الکتریسته درباره ی نیروهایی که دو جسم باردار به یکدیگر وارد می کنند، پی ببریم:
1 – دو جسم که بارالکتریکی همنام دارند (هر دو منفی یا هر دو مثبت) بر یکدیگر نیروی رانشی وارد می کنند.
2 – دو جسم که بار الکتریکی غیرهمنام (یکی منفی و دیگری مثبت) دارند، بر یکدیگر نیروی ربایشی وارد می کنند.
معمولاً در برق نماها تیغه های پائین را به شکل دولا می سازند تا براحتی حرکت کند. همان طور که در بخش ماده و تغییرات آن خواندید، مواد از اتم ساخته شده اند. هر اتم از تعدادی پروتون (P) و نوترون (n) که هسته ی آن را می سازند و تعدادی الکترون که بدور هسته در حال چرخش هستند، ساخته شده است . بارالکتریکی یک پروتون مثبت و از نظر اندازه – برابر با بار الکتریکی الکترون (منفی) است. در یک اتم در حالت عادی تعداد پروتون ها همیشه با تعداد الکترون ها مساوی است.
در نتیجه چون اتم در حالت عادی دارای دو نوع بارالکتریکی مثبت و منفی به مقدار مساوی است اتم از نظر بارالکتریکی خنثی است. اما اگر از یک اتم، الکترونی جدا شود چون تعداد پروتون های آن بیشتر از تعداد الکترون هایش می شود. دیگر از نظر بار الکتریکی خنثی نیست و دارای بارالکتریکی مثبت می شود.

همچنین، اگر تعدادی الکترون به یک اتم افزوده شود، اتم دارای بار الکتریکی منفی می شود . باید توجه داشت که باردار شدن اتم ها فقط از طریق انتقال الکترون انجام می شود و پروتون ها در این کار نقش ندارند، زیرا پروتون ها ذرات سنگین هستند که با نیروی بسیار زیادی در هسته ی اتم نگهداشته شده اند و نمی توان آن ها را به راحتی الکترون از اتم جدا کرد.  

  القای بارالکتریکی :

با باردار کردن اجسام به روش مالش دادن آشنا شده اید.معمولاً از روش مالش برای باردار کردن اجسام غیرفلزی استفاده می شود.  

  آذرخش (صاعقه) برقگیر

ابرها به علت مالش به هوا یا کوههای بلند، دارای بارالکتریکی می شوند. اگر قطعه ابر بارداری به زمین نزدیک شود. بین ابر و بلندتری نقطه ی زمی در یک منطقه مثلاً قله ی یک کوه بلند، جرقه ی الکتریکی در واقع جهش الکترون ها از یک جسم به جسم دیگر است. این عمل با نور و گرما همراه است. گاهی طول جرقه بین ابر و زمین (با دو قطعه ابر) به چند کیلومتر می رسد. این عمل را تخلیه الکتریکی می نامند. 

به تخلیه الکتریکی بین ابر و زمین آذرخش یا صاعقه گفته می شود.اگر آذرخش به محل مسکونی یا مزرعه برخورد کند،‌ خسارت ها ی جبران ناپذیری ایجاد می کند. برای حفاظت ساختمان های بلند از خطر اصابت آذرخش،‌از وسیله ی بسیار ساده ای به نام برقگیر استفاده می کنند. برقگیر یک میله ی فلزی مکنت (معمولاً مس) است که در بالاتین نقطه ی ساختمان های بلند نصف می شود. این قطعه ی مسی کامل مس به زمین مرطوب در زیر ساختمان وصل می شود. در صورت نزدیک شدن ابر باردار به ساختمان، بارالکتریکی ابر توسط برقگیر، در زمین تخلیه می شود و ساختمان از آسیب مصون می ماند.

  آزمایش کنید
1- دو بادکنک و یک تکه پارچه ی پشمی تهیه کنید. به داخل بادکنک ها بدمید دهانه ی آن ها را محکم ببندید.
2 – یکی از بادکنک ها را با پارچه ی پشمی مالش دهید. سپس یکپارچه و باردیگر، بادکنک را به تکه های کاغذ نزدیک کنید. چه روی می دهد؟

وقتی بادکنک ها را با پارچه پشمی مالش می دهیم . هم پارچه پشمی و هم بادکنک ها دارای بارالکتریکی می گردند و اگر آن ها را به تکه های کاغذ نزدیک کنیم. آن ها را جذب می کننند و این نشان می دهد که در اثر مالش پارچه پشمی و بادکنک هر دو دارای بارالکتریکی شده اند.  

  3 – بادکنک را توسط یک نخ آویزان کنید و آن را با پارچه مالش دهید. اکنون پارچه را بدون تماس بادکنک ،‌به آن نزدیک کنید، چه روی می دهد؟

در اثر مالش پارچه پشمی و بادکنک هر دو دارای الکتریکی می گردند و اگر پارچه پشمی را به بادکنک آویزان نزدیک کنیم، آن را جذب می کند. این نشان می دهد که اثر بارالکتریکی ایجاد شده در پارچه پشمی و بادکنک به صورت نیروی ربایش است.  

  سؤال از متن درس فصل 8 :
1 – چرا وقتی با پارچه خشک و پرز داری صفحه تلویزیون را تمیز می کنید، پرزها پارچه به صفحه تلویزیون می چسبد؟

در اثر مالش پارچه، صفحه تلویزیون دارای بارالکتریکی می گردد و ذرات پرز پارچه را جذب می کند.  

  2 – برای مطالعه دانش الکتریسته با چه کمیتی باید آشنا شویم ؟

ابتدا باید با کمیت بارالکتریکی آشنا شویم.  

  3 – وقتی دو جسم را با یکدیگر مالش می دهیم، چه اتفاقی می افتد؟

معمولاً ‌هر دو جسم دارای بارالکتریکی می شوند.  

  4 – چرا نیروی الکتریکی بین بارهای الکتریکی به صورت ربایشی و یا رانشی است؟

زیرا دو نوع بارالکتریکی وجود دارد.  

  5 – وقتی بادکنک را بوسیله ی پارچه پشمی مالش دهیم، بارالکتریکی بادکنک و پارچه پشمی را چه می نامند؟

بارالکتریکی ایجاد شده در بادکنک را بارالکتریکی منفی و بارالکتریکی ایجاد شده در پارچه پشمی را بار الکتریکی مثبت می نامند.  

  6 – اثر بارهای الکتریکی مثبت و منفی بر یکدیگر چگونه است؟

بارهای الکتریکی هم نام (منفی با منفی) و یا (مثبت با مثبت) یکدیگر را دفع می کنند ولی بارهای الکتریکی غیرهم نام (مثبت و منفی) یک دیگر را جذب می کنند.  

  7 – برق از چه قسمت هایی ساخته شده است؟

برق نما از یک قرص فلزی یا کلاهک، میله فنری ورقه های فلزی ساخته شده است.  

  8 – از برق نما چه استفاده ای می شود؟

به کمک برق نما می توان نشان داد که یک جسم بارالکتریکی دارد یا خیر، علاوه بر آن می توان نوع بارالکتریکی یک جسم را مشخص کرد.  

  9 – اتم چیست؟

هر ماده ی از اجزای ریزی تشکیل شده است که اتم نام دارد. 

10 – هر اتم از چند قسمت تشکیل شده است؟هر اتم از دو قسمت تشکیل شده است یک قسمت هسته ی اتم و دیگری الکترون نام دارد. 

11 – اجزای تشکیل دهنده ی هسته را نام ببرید.هسته از دو ذره تشکیل شده است. یک ذره پروتون با نماد (p) که دارای بارالکتریکی مثبت است و ذره ی دیگر نوترون با نماد (n) که بار الکتریکی ندارد. 

12 – الکترون آزاد چیست؟در اتم عنصرها،‌الکترونی را که در دورترین فاصله از هسته واقع است، به راحتی از اتم جدا می شود از یک اتم به اتم دیگر جهش می کند. به اینگونه الکترون ها الکترون آزاد می گویند. 

13 – اگر پروتون از هسته اتم جدا شود چه می شود؟اگر پروتون از هسته جدا شود، مشخصات و خاصیت های اتم تغییر می کند و به عنصر دیگری تبدیل می شود.