تبیان، دستیار زندگی

اورانیوم یکی از عنصرهای شمیایی است که عدد اتمی آن ۹۲ و نشانه آن U است و در جدول تناوبی جزو آکتنیدها قرار می‌گیرد. ایزوتوپ ‎^۲۳۵U آن در نیروگاه‌های هسته‌ای به عنوان سوخت و در سلاح‌های هسته‌ای به عنوان ماده منفجره استفاده می‌شود.

اورانیوم به طور طبیعی فلزی است سخت، سنگین، نقره‌ای رنگ و پرتوزا. این فلز کمی نرم تر از فولاد بوده و تقریبآ قابل انعطاف است. اورانیوم یکی از چگالترین فلزات پرتوزا است که در طبیعت یافت می‌شود. چگالی آن ۶۵٪ بیشتر از سرب و کمی کمتر از طلا است.

سال‌ها از اورانیوم به عنوان رنگ دهنده لعاب سفال یا برای تهیه رنگ‌های اولیه در عکاسی استفاده می‌شد و خاصیت پرتوزایی (رادیواکتیو) آن تا سال ۱۸۶۶ ناشناخته ماند و قابلیت آن برای استفاده به عنوان منبع انرژی تا اواسط قرن بیستم مخفی بود.

 فراوانی

این عنصر از نظر فراوانی در میان عناصر طبیعی پوسته زمین در رده ۴۸ قراردارد.

اورانیوم در طبیعت بصورت اکسید و یا نمک‌های مخلوط در مواد معدنی (مانند اورانیت یا کارونیت) یافت می‌شود. این نوع مواد اغلب از فوران آتشفشان‌ها بوجود می‌آیند و نسبت وجود آنها در زمین برابر دو در میلیون نسبت به سایر سنگها و مواد کانی است. اورانیوم طبیعی شامل ‎۹۹/۳٪ از ایزوتوپ ‎^۲۳۸U و ‎۰/۷٪ ‎^۲۳۵U است.

این فلز در بسیاری از قسمت‌های دنیا در صخره‌ها، خاک و حتی اعماق دریا و اقیانوس‌ها وجود دارد. میزان وجود و پراکندگی آن از طلا، نقره یا جیوه بسیار بیشتر است.

ده کشوری که ۹۴٪ از استخراج اورانیوم جهان در آنها انجام می‌گیرد.

 تاریخچه

اورانیوم در سال ۱۷۸۹ توسط مارتین کلاپروت (Martin Klaproth) شیمی دان آلمانی از نوعی اورانیت بنام پیچبلند (Pitchblende) کشف شد. این نام اشاره به سیاره اورانوس دارد که هشت سال قبل از آن، ستاره شناسان آن را کشف کرده بودند.

اورانیوم یکی از اصلی‌ترین منابع گرمایشی در مرکز زمین است و بیش از ۴۰ سال است که بشر برای تولید انرژی از آن استفاده می‌کند.

دانشمندان معتقد هستند که اورانیوم بیش از ۶/۶ بیلیون سال پیش در اثر انفجار یک ستاره بزرگ بوجود آمده و در منظومه خورشیدی پراکنده شده‌است.

 ویژگی‌های اورانیوم

اورانیوم سنگین‌ترین (به بیان دقیقتر چگالترین) عنصری است که در طبیعت یافت می‌شود (هیدروژن سبکترین عنصر طبیعت است.)

اورانیوم خالص حدود ‎۱۸/۷ بار از آب چگالتر است و همانند بسیاری از دیگر مواد پرتوزا در طبیعت بصورت ایزوتوپ یافت می‌شود.

اورانیوم شانزده ایزوتوپ دارد. حدود ‎۹۹/۳ درصد از اورانیومی که در طبیعت یافت می‌شود ایزوتوپ ۲۳۸ (U-۲۳۸) است و حدود ‎۰/۷ درصد ایزوتوپ ۲۳۵ (U-۲۳۵). دیگر ایزوتوپ‌های اورانیم بسیار نادر هستند.

در این میان ایزوتوپ ۲۳۵ برای بدست آوردن انرژی از نوع ۲۳۸ آن بسیار مهم‌تر است چرا که U-۲۳۵ (با فراوانی تنها ‎۰/۷ درصد) آمادگی آن را دارد که در شرایط خاص شکافته شود و مقادیر زیادی انرژی آزاد کند. به این ایزوتوپ «اورانیوم شکافتنی» (Fissil Uranium) هم گفته می‌شود و برای شکافت هسته‌ای استفاده می‌شود.

اورانیوم نیز همانند دیگر مواد پرتوزا دچار تباهی می‌شود. مواد رادیو اکتیو دارای این خاصیت هستند که از خود بطور دائم ذرات آلفا و بتا و یا اشعه گاما منتشر می‌کنند.

U-۲۳۸ باسرعت بسیار کمی تباه می‌شود و نیمه عمر آن در حدود ‎۴،۵۰۰ میلون سال (تقریبآ برابر عمر زمین) است.

این موضوع به این معنی است که با تباه شدن اورانیوم با همین سرعت کم انرژی برابر ‎۰/۱ وات برای هر یک تن اورانیوم تولید می‌شود و این برای گرم نگاه داشتن هسته زمین کافی است.

 شکاف هسته‌ای اورانیوم

U-۲۳۵ قابلیت شکاف هسته‌ای دارد. این نوع از اتم اورانیوم دارای ۹۲ پروتون و ۱۴۳ نوترون است (بنابراین جمعآ ۲۳۵ ذره در هسته خود دارد و به همین دلیل U-۲۳۵ نامیده می‌شود)، کافی است یک نوترون دریافت کند تا بتواند به دو اتم دیگر تبدیل شود.

این عمل با بمباران نوترونی هسته انجام می‌گیرد، در این حالت یک اتم U-۲۳۵ به دو اتم دیگر تقسیم می‌شود و دو، سه و یا بیشتر نوترون آزاد می‌شود. نوترون‌های آزاد شده خود با اتم‌های دیگر U-۲۳۵ ترکیب می‌شوند و آنها را تقسیم کرده و به همین منوال یک واکنش زنجیره‌ای از تقسیم اتم‌های U-۲۳۵ تشکیل می‌شود.

اتم U-۲۳۵ با دریافت یک نوترون به اورانیوم ۲۳۶ تبدیل می‌شود که ثبات و پایداری نداشته و تمایل دارد به دو اتم با ثبات تقسیم شود. انجام عمل تقسیم باعث آزاد شدن انرژی می‌شود بگونه‌ای که جمع انرژی حاصل از تقسیم زنجیره اتمهای U-۲۳۵ بسیار قابل توجه می‌شود.

نمونه‌ای از این واکنش‌ها به اینصورت است:

U-۲۳۵ + n Ba-۱۴۱ + Kr-۹۲ + ۳n + ‎۱۷۰ Million electron Volts‎

U-۲۳۵ + n Te-۱۳۹ + Zr-۹۴ + ۳n + ۱۹۷ Million electron Volts

که در آن: electron Volt = ۱٫۶۰۲ x ۱۰^-۱۹ joules

(یک ژول انرژی برابر توان یک وات برای مصرف در یک ثانیه‌است.)

مجموع این عملیات ممکن است در محلی بنام رآکتور هسته‌ای انجام گیرد. رآکتور هسته‌ای می‌تواند از انرژی آزاد شده برای گرم کردن آب استفاده کند تا در نهایت از آن برای راه اندازی توربین‌های بخار و تولید برق استفاده شود.

چکیده یا استالاگمیت (Stalagmite) (نام‌های دیگر: دنگاله، کلفهشنگ وارونه) ستونی از مواد معدنی است که از کف غار بالا آمده باشد.

چکیده در زیر قندیلی به نام چکنده به‌وجود می‌آید و این دو به مرور زمان به هم می‌رسند و ستون واحدی را تشکیل می‌دهند.

بتن در مفهوم وسیع به هر ماده یا ترکیبی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد اتلاق می‌شود. این ماده چسبنده عموما حاصل فعل و انفعال سیمانهای هیدرولیکی و آب می‌باشد. حتی امروزه چنین تعریفی از بتن شامل طیف وسیعی از محصولات می‌شود. بتن ممکن است از انواع مختلف سیمان ونیز پوزولان ها، سرباره کوره ها، مواد مضاف، گوگرد، مواد افزودنی، پلیمر ها،الیاف و غیره تهیه شود. همجنین در نحوه ساخت آن ممکن است حرارت، بخار آب، اتوکلاو، خلا، فشارهای هیدرولیکی و متراکم کننده‌های مختلف استفاده شود.

 مواد تشکیل دهنده بتن

 سیمان

 آب

کیفیت آب در بتن از آن جهت حائز اهمیت است که ناخالصی های موجود در آن ممکن است در گیرش سیمان اثر گذاشته و اختلالاتی به وجود اورند. همچنین آب نامناسب ممکن است روی مقاومت بتن اثر نامطلوب گذاشته و سبب بروز لکه‌هایی در سطح بتن و حتی زنگ زدن آرماتور بشود. در اکثر اختلاط ها آب مناسب برای بتن آبی است که برای نوشیدن مناسب باشد.مواد جامد چنین آبی به ندرت بیش از ۲۰۰۰ قسمت در میلیون ppm خواهد بود به طور معمول کمتر از ۱۰۰۰ ppm می‌باشد. این مقدار به ازای نسبت آب به سیمان ۰.۵ معادل ۰.۰۵ وزن سیمان می‌باشد. معیار قابل آشامیدن بودن آب برای اختلاط مطلق نیست و ممکن است یک آب اشامیدنی به جهت داشتن درصد بالایی از یونهای سدیم و پتاسیم که خطر واکنش قلیایی دانه‌های سنگی را به همراه دارد، برای بتن سازی مناسب نباشد. به عنوان یک قاعده کلی هر آبی که ph (درجه اسیدیته) آن بین ۶ الی ۸ بوده و طعم شوری نداشته باشد می‌تواند برای بتن مصرف شود. رنگ تیره و بو لزوما وجود مواد مضر در آب را به اثبات نمی رساند.

 سنگدانه‌ها

سنگدانه ها در بتن تقریبا سه چهارم حجم آنرا تشکیل می‌دهند از اینرو کیفیت آنها از اهمیت خاصی برخوردار است. در حقیقت خواص فیزیکی، حرارتی و پاره ای از اوقات شیمیایی آنها در عملکرد بتن تاثیر می گذارد. دانه‌های سنگی طبیعی معمولا بوسیله هوازدگی و فرسایش و یا به طور مصنوعی باخرد کردن سنگ های مادر تشکیل می‌شوند.

 اندازه دانه‌های سنگی

بتن عموما از سنگدانه‌هایی به اندازه‌های مختلف که حداکثر قطرآن بین ۱۰ میلیمتر و۵۰ میلیمتر می‌باشد ساخته می‌شود. به طور متوسط از سنگدانه‌هایی با قطر ۲۰ میلیمتر استفاده می‌شود. توزیع اندازه ذرات به نام «دانه بندی سنگدانه» مرسوم است.به طور کلی دانه‌های با قطر بیشتر از چهار یا پنج میلیمتر به نام شن و کوچکتر از آن به نام ماسه نامگذاری شده اند که این حد فاصل توسط الک ۵ میلیمتری یا نمره چهار مشخس می‌گردد. حد پایین ماسه عموما ۰.۰۷ میلیمتر یا کمی کمتر می‌باشد. مواد با قطر بین ۰.۰۶ میلیمتر و ۰.۰۲ میلیمتر به نام لای(سیلت)و مواد ریزتر رس نامگذاری شده اند. گل ماده نرمی است که شامل مقادیر نسبتا مساوی ماسه و لای و رس می‌باشد.

 کانیهای مهم

کانیهای مهم و متداول سنگدانه‌ها در زمینه استفاده در بتن عبارتند از: کانی های سیلیسی (کوارتز، اوپال، کلسه دون، تریمیت، کریستوبالیت) فلدسپاتها، کانیهای میکا، کانیهای کربناتی، کانیهای سولفاتی، کانیهای سولفور آهن، کانیهای فرومنیزیم، کانیهای اکسیدآهن، زئولیت ها و کانیهای رس.

 طبقه بندی براساس شکل ظاهری

در استاندارد ASTM سنگها از لحاظ شکل ظاهری به پنج گروه تقسیم شده اند:کاملا گردگوشه، گردگوشه، نسبتا گردگوشه، نسبتا تیزگوشه و تیزگوشه.

در استاندارد BS این نامگذاری به صورت:گردگوشه، بی شکل-بی نظم، پولکی، تیزگوشه، طویل، پولکی طویل می‌باشد.

 افزودنی ها

معمولا به جای استفاده از یک سیمان بخصوص، این امکان وجود دارد که بعضی از خواص سیمانهای معمولی مورد استفاده را به وسیله ترکیب کردن ان با یک افزودنی تغییر داد. قابل توجه اینکه نباید عبارات "مواد ترکیبی" و "مواد افزودنی" با معانی مترادف به کار روند، زیرا مواد ترکیبی موادی هستند که در مرحله تولید به سیمان اضافه می‌شوند در حالی که مواد افزودنی در مرحله مخلوط کردن به بتن اضافه می‌شوند. افزودنی های شیمیایی اساسا عبارتند از:تقلیل دهنده‌های آب، کندگیر کننده ها و تسریع کننده‌های گیرش که در ایین نامه ASTM به ترتیب تحت عنوان های تیپ های C،B،A طبقه بندی شده اند. دسته بندی افزودنی ها در استاندارد BS نیز مشابه می‌باشد. در ضمن افزودنی های دیگری نیز وجود دارند که هدف اصلی از کاربرد آنها محافظت بتن از اثرات زیان آور یخ زدگی و ذوب یخ است.

 تسریع کننده‌ها

افزودنی هایی هستند که سخت شدگی بتن را تسریع می‌کنند و مقاومت اولیه بتن را بالا می‌برند. چند نمونه از تسریع کننده‌ها عبارتند از: کربنات سدیم، کلرورآلومینیوم، کربنات پتاسیم، فلوئورور سدیم، آلومینات سدیم، نمک های آهن و کلرور کلسیم.

 کندگیر کننده‌ها

افزودنی هایی هستند که زمان گیرش بتن را به تاخیر می اندازند. این مواد در هوای خیلی گرم که زمان گیرش معمولی بتن کوتاه می‌شود و همچنین برای جلوگیری از ایجاد ترک های ناشی از گیرش در بتن ریزی های متوالی مفید می‌باشند. به عنوان چند نمونه از کندگیر کننده‌ها می‌توان از شکر، مشتقات هیدروکربنی، نمک های محلول روی و براتهای محلول نام برد. به عنوان مثال اگر با یک کنترل دقیق ۰.۰۵ وزن سیمان شکر به بتن اضافه کنیم، حدود چهار ساعت گیرش آنرا به تاخیر می اندازد. مصرف ۰.۲ تا یک درصد وزن سیمان از گیرش سیمان جلوگیری به عمل می اورد^.

 تقلیل دهنده‌های آب(روان کننده ها)

این افزودنی ها به سه منظور به کار می‌روند:

۱-رسیدن به مقاومتی بالاتر به وسیله کاهش نسبت آب به سیمان

۲-رسیدن به کارایی مشخص با کاهش مقدار سیمان مصرفی و نتیجتا کاهش حرارت هیدراتاسیون در توده بتن.

۳-سادگی بتن ریزی به وسیله افزایش کارایی در قالبهایی با آرماتور انبوه و موقعیت های غیرقابل دسترسی

افزودنی های تقلیل دهنده آب تحت عنوان تیپ A دسته بندی می‌شوند؛ لیکن اگر افزودنی ها همزمان با کاهش نیاز به آب باعث تاخیر در گیرش نیز بشوند تحت عنوان تیپ D طبقه بندی می‌شوند. اگر این روان کننده‌ها باعث تسریع در گیرش شوند تیپ E نامیده می‌شوند.

 فوق روان کننده‌ها

این مواد از قویترین انواع تقلیل دهنده‌های آب هستند که در امریکا به عنوان روان کننده قوی و درASTM به عنوان تیپ F نام گذاری شده اند. افزودنی هایی نیز هستند که در ضمن تقلیل شدید آب باعث مقداری تاخیر در گیرش نیز می‌شوند و به عنوان تیپ G طبقه بندی شده اند. دو نمونه از روان کننده‌های قوی: ملامین فرمالدئید سولفاته شده تغلیظ شده و یا نفتالین فرمالدئید سولفاته شده تغلیظ شده می‌باشند. اساسا استفاده از اسیدهای سولفاته شده باعث تسریع عمل پراکنش می‌شود. چون در سطح ذرات سیمان جذب شده و به آنها بار منفی می‌دهند واین باعث دفع ذرات از یکدیگر می‌شود. این فرایند کارایی را در یک نسبت آب به سیمان مشخص افزایش می‌دهد.

سیمان ماده‌ای چسبنده است که قابلیت چسبانیدن ذرات به یکدیگر و بوجود آوردن جسم یک پارچه از ذرات متشکله را دارند و از ترکیب مصالح آهکی، رس، سیلیس و اکسید‌های معدنی در دمای ۱۴۰۰ درجه تا ۱۵۰۰ درجهٔ سانتی‌گراد ساخته می‌شود. به جسم حاصل، پس از حرارت دیدن کلینگر می‌گویند و از آسیاب کردن آن سیمان بدست آید. اندازهٔ دانه‌های کلینگر ۲۰ میلی‌متر می‌باشد

 اجزای تشکیل دهنده سیمان

مصالح آهکی (حدود ۶۰٪ الی ۶۷٪)

رس (حدود ۳٪ الی ۷٪)

سیلیس (۱۷٪ الی ۲۷٪)

اکسید‌های معدنی

• • اکسید آهن (۰/۵٪ الی ۶٪)Fe2O3

    اکسید سدیم (۰/۲٪ الی ۱/۳٪)Na2O

    اکسید منیزیم (۰/۱٪ الی ۴/۵٪)MnO

    اکسید پتاسیم (۰/۲٪ الی ۱/۳٪)K2O

    اکسید آلومینیوم (۳٪ الی ۸٪)Al2O3

 انواع سیمان‌

سیمان پرتلند تیپ I

سیمان پرتلند تیپ II

سیمان پرتلند تیپ III

سیمان پرتلند تیپ IV

سیمان پرتلند تیپ V

سیمان پوزولان

سیمان آمیخته

سیمان برقی (پرآلومین)

سیمان رنگی

سیمان سفید

سیمان سرباره‌ای ضد سولفات

سیمان پرتلند آهکی

سیمان بنائی

سیمان نسوز

سیمان چاه نفت

سیمان پرتلند ضدآب

سیمان باگیرش تنظیم شده

 روشهای ساخت سیمان

روش تر

روش نیمه تر

روش نیمه خشک

روش خشک

 شیمی ترکیبات سیمان

مواد خام تشکیل دهنده سیمان اساسا از اکسیدهای کلسیم و سیلیسیم و آهن تشکیل شده است. این مواد در کوره با هم ترکیب شده و غیر از مقداری آهک آزاد باقی مانده، که فرصت کافی برای فعل و انفعال نداشته است، ترکیبات شیمیایی جدید و پایداری نتیجه می‌شوند. در هنگام خنک کردن مصالح، براساس سرعت خنک کردن، مواد به صورت بلوری و بی شکل ظاهر می‌گردند. دانه‌های بی شکل که اکثرا شیشه ای هستند و دانه‌های بلوری شده، درحالی که یک فرمول شیمیایی دارند، دارای خواص متفاوتی هستند. برای سیمان معمولی، درصد ترکیبات حاصل از فعل و انفعالات فوق با داشتن درصد اکسیدهای موجود در کلینکر و با فرض اینکه کریستاله شدن کامل انجام پذیرفته باشد قابل محاسبه است. چهارترکیب اصلی سیمان عبارتند از:تری کلسیم سیلیکات، دی کلسیم سیلیکات، تری کلسیم آلومینات، تترا کلسیم آلومینو فریت؛ که به ترتیب با علائم اختصاری به صورت: C4AF C3A C2S C3S نامیده می‌شوند.

 معادلات بوگ

محاسبه مربوط به میزان ترکیبات سیمان حاصل از اکسیدهای اصلی تشکیل دهنده آن توسط «بوگ» انجام شده و به نام معادلات بوگ معروف می‌باشد. این معادلات درصد ترکیبات اصلی سیمان را نمایش می‌دهد.

C3S = 4.0710(CaO)-7.6024(SiO2)-1.4297(Fe2O3)-6.7187(Al2O3

C2S = 8.6024(SiO2)+1.0785(Fe2O3)+5.0683(Al2O3)-3.0710(CaO

C3A = 2.6504(Al2O3)-1.6920(Fe2O3

C4AF = 3.0432(Fe2O3

 خواص ترکیبات اصلی سیمان

سیلیکات ها یعنی C2S و C3S ترکیبات اصلی و مهم سیمان می‌باشند و در حقیقت مقاومت سیمان هیدراته شده به آنها بستگی دارد. اکسیدهای تشکیل دهنده این سیلیکات ها تاثیرات مهمی روی شکل اتمی و کریستالی و خواص هیدرولیکی انها دارند. در حقیقت حضور C3A در سیمان سودمند نیست. این ترکیب نقشی در مقاومت سیمان، به جز کمی در سن اولیه آن، نداشته و بعد از سخت شدن سیمان در صورت حمله سولفاتی با تشکیل سولفوآلومینات کلسیم (اترینگایت) سبب خرابی بتن می‌گردد. ولی C3A در فرایند تولید در ترکیب اکسیدکلسیم با اکسیدسیلیسیم سهولت ایجاد کرده و سودمند است. C4AF که به میزان کمی به وجود می‌آید در مقابل سه ترکیب دیگر نقش عمده ای در خواص سیمان ندارد. به هرحال این ترکیب با سنگ گج سیمان، سولفوفریت کلسیم تشکیل می‌دهد که این ماده هیدراتاسیون سیلیکات ها را تسریع می‌کند.

مشتری(پارسی سره:هرمز ) بزرگ‌ترین سیاره سامانه خورشیدی است. از نظر فاصله از خورشید، مشتری پنجمین سیاره بعد از تیر و ناهید و زمین و بهرام است.

 نگاه کلی

معمولا مشتری چهارمین شی درخشان آسمان می‌باشد (بعد از خورشید، ماه و ناهید) اگرچه گهگاه بهرام درخشان‌تر به‌نظر می‌آید.

جرم مشتری ۲٫۵ بار از مجموع جرم سیارات سامانه خورشیدی بیش‌تر است. جرم مشتری ۳۱۸ بار بیش‌تر از جرم زمین است. قطر آن ۱۱ برابر قطر زمین است. مشتری می‌تواند ۱۳۰۰ زمین را درخود جای دهد. میانگین فاصله آن از خورشید در حدود ۷۷۸ میلیون و ۵۰۰ هزار کیلومتر می‌باشد یعنی بیشتر از ۵ برابر فاصله زمین از خورشید. ستاره‌شناسان با تلسکوپ‌های مستقر در زمین و ماهواره‌هائی که در مدار زمین می گردند به مطالعه مشتری می پردازند. ایالات متحده تا کنون ۶ فضاپیمای بدون سرنشین را به مشتری فرستاده است. در ژوئیه ۱۹۹۴، هنگامی که ۲۱ تکه از دنباله دار شومیکر-لوی ۹ با اتمسفر مشتری برخورد نمود ستاره‌شناسان شاهد رویدادی بسیار تماشائی بودند. این برخورد باعث انفجارهای مهیبی شد که بعضی از آن‌ها قطری بزرگتر از قطر زمین داشت.

 ویژگیهای فیزیکی

مشتری گوی غول پیکری از مخلوط گاز و مایع است و احتمالا مقداری سطح جامد دارد. سطح سیاره از ابرهای ضخیم زرد، قرمز، قهوه‌ای و سفید رنگ پوشیده شده است. مناطق روشن رنگی «ناحیه» و قسمتهای تاریک تر «کمربند» نامیده می‌شوند. کمربندها و ناحیه‌ها به موازات استوای سیاره قرار دارند.

 مدارو چرخش

مشتری در یک مدار کمی بیضی شکل به دور خورشید می چرخد.هر دور ۱۲ سال زمینی طول می‌کشد. همچنان که سیاره به دور خورشید می گردد، به دور محور فرضی خود نیز می گردد. چرخش مشتری به دور خود سریع‌تر از هر سیاره دیگری است. چرخش مشتری به دورخود ۹ ساعت و ۵۶ دقیقه به طول می انجامد (مقایسه کنید با چرخش ۲۴ ساعته زمین به دور خود.) دانشمندان نمی‌توانند به طور مستقیم سرعت گردش داخلی سیارات گازی شکل را اندازه‌گیری کنند و به طور غیر مستقیم اندازه گیری می کنند. ابتدا سرعت متوسط چرخش ابرهای قابل مشاهده را اندازه‌گیری می‌نمایند. مشتری به قدر کافی امواج رادیویی ارسال می‌کند که به وسیله رادیو تلسکوپ‌های زمینی دریافت گردد. در حال حاضر دانشمندان از اندازه امواج برای محاسبه سرعت چرخش مشتری استفاده می نمایند. قدرت امواج تحت تاثیر میدان مغناطیسی سیاره در یک الگوی ۹ ساعت و ۵۶ دقیقه‌ای که تکرار می گردد تغییر می کند زیرا سرچشمه میدان مغناطیسی هسته سیاره می‌باشد. این تغییرات نشان دهنده میزان سرعت جرخش داخلی سیاره می‌باشد. جرخش سریع مشتری باعث برآمدگی در استوا و پخی در قطب‌های آن می شود. قطر استوا ۷ درصد بیشتر از قطر قطب‌ها می‌باشد.

 جرم و چگالی

مشتری از هر سیاره دیگری در سامانه خورشیدی سنگین‌تر است. جرم آن ۳۱۸ بار بیش تر از زمین می‌باشد ولی با وجود جرم زیاد، نسبتا دارای چگالی کمی می‌باشد. متوسط چگالی آن ۱٫۳ گرم در سانتیمترمکعب می‌باشد یعنی اندکی بیشتر از چگالی آب. چگالی مشتری در حدود یک چهارم چگالی زمین می‌باشد زیرا سیاره به صورت عمده از عناصر سبک هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. از سوی دیگر زمین عمدتا از عناصر سنگین آهنی و سنگی تشکیل شده است. عناصر شیمیائی سازنده مشتری بیش تر شبیه خورشید می‌باشد تا زمین. احتمالا مشتری دارای هسته‌ای از عناصر سنگین می‌باشد. هسته احتمالا ترکیبی مشابه هسته زمین اما ۲۰ تا ۳۰ برابر سنگین‌تر می‌باشد.

نیروی جاذبه در سطح سیاره ۲٫۴ برابر بیش تر از سطح زمین می‌باشد. یعنی شئی که روی زمین ۱۰۰ کیلو گرم وزن دارد، در روی مشتری وزنی برابر با ۲۴۰ کیلو خواهد داشت. جو مشتری تشکیل شده است از ۸۶ درصد هیدروژن ۱۴ درصد هلیوم و مقدار ناچیزی متان، آمونیاک، فسفین، آب، استلین، اتان، ژرمانیوم و مونو اکسید کربن. درصد هیدروژن بر پایه تعداد مولکول‌های موجود در جو می‌باشد تا جرم کلی آنها.

این سیاره از لایه های رنگی از ابرها در ارتفاعات مختلف تشکیل شده است. مرتفع ترین ابرهای سفید از کریستال‌های منجمد آمونیاک تشکیل شده‌اند. قسمتهای تاریک‌تر و ابرهای کم ارتفاع‌تر در کمربندها واقع شده‌اند. پایین ترین سطحی را که می توان مشاهده کرد ابرهای آبی رنگ تشکیل داده‌اند. دانشمندان انتظار کشف ابرهای آب‌دار را در ۷۰ کیلومتری سطح زیرین ابرهای آمونیاکی دارند. هر چند که تاکنون چنین سطحی کشف نشده است.

 لکه سرخ بزرگ

بارزترین جلوه سطح مشتری لکه سرخ بزرگ آن می‌باشد که توده گاز چرخانی است که شباهت به گردباد دارد. قطر این لکه سه برابر قطر زمین است. رنگ لکه معمولا از قرمز آجری به قهوه‌ای کمرنگ تغییر می‌کند و گاه این لکه کاملا محو می گردد. رنگ آن احتمالا ناشی از مقدار کم فسفر و گوگرد در کریستال‌های آمونیاک می‌باشد. سرعت چرخش لکه در لبه آن در حدود ۳۶۰ کیلومتر در ساعت است. این لکه در فاصله یکسانی از استوا به آرامی از شرق به غرب حرکت می کند. ناحیه‌ها و کمربندها و لکه بزرگ بسیار پایدار و مشابه سیستم چرخش زمین می‌باشد. از زمانی که منجمان در سال ۱۶۰۰ از تلسکوپ برای مشاهده استفاده نموده‌اند این خصوصیات تغییرات چندانی نداده‌اند.

 دما

دمای هوا در ابرهای بالائی مشتری در حدود ۱۴۵- درجه سانتی‌گراد می‌باشد. اندازه‌گیری‌ها نشان می دهد که دمای مشتری با افزایش عمق در زیر ابرها افزایش می‌یابد. دمای هوا در سطحی که فشار اتمسفر ۱۰ برابر زمین می‌باشد، به ۲۱ درجه سانتی‌گراد می رسد. دانشمندان فکر می‌کنند که اگر مشتری دارای گونه‌ای از حیات باشد، حیات در این سطح ساکن خواهد بود، چنین حیاتی در گاز خواهد بود زیرا در این سطح هیچ قسمت جامدی وجود ندارد. دانشمندان تا کنون هیچ مدرکی از حیات برروی مشتری نیافته اند. نزدیک مرکز سیاره دما بسیار بیشتر می‌باشد. دمای هسته در حدود ۲۴ هزار درجه، یعنی داغ‌تر از سطح خورشید می‌باشد. ستاره‌شناسان عقیده دارند که خورشید، سیارات و دیگر اجسام منظومه شمسی از چرخش ابرهائی از گاز و غبار شکل گرفته اند. جاذبه گازی و ذرات غبار آنها را به صورت ابرهای ضخیم گوی مانند از مواد در آورد در حدود ۴،۵ میلیارد سال پیش مواد به هم فشرده شدند تا اجسام متعدد منظومه شمسی به وجود آمدند. فشردگی مواد تولید حرارت نمود. حرارت بسیاری هنگامی که مشتری شکل گرفت تولید شد.

پلوتون دومین جسم برزگ شناخته‌شده در گروه سیاره‌های کوتوله است که از هنگام کشف در ۱۹۳۰ تا ۲۴ اوت ۲۰۰۶ نهمین سیاره سامانه خورشیدی بود. اما اکنون بنا بر تعریف نوین اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی یک سیاره کوتوله و همچنین به عنوان نمونه نخست از رده جدید اجرام فرا نپتونی به شمار می‌رود.

«پلوتون» گویش زبان فرانسه است و در زبان انگلیسی به آن «پلوتو» می‌گویند.

 مدار پلوتون

پلوتون و شارون در عکسی که تلسکوپ هابل در ۱۶ فوریه ۲۰۰۶ گرفته است.

مدار پلوتون بطور واضح با مسیر خورشید زاویه دارد و این زاویه بیش از ۱۷ درجه است. پلوتون مداری غیرعادی دارد به طوری که در مدتی مدارش از نپتون به خورشید نزدیکتر می‌شود^.

تنها قمر پلوتون شارون  نام دارد که بیشتر شبیه یک جفت برای پلوتون است تا یک قمر. از این رو به آنها سیستم «پلوتون-چارون» نیز گفته می‌شود.

 نحوه کشف

در سال ۱۸۹۴ در آریزونای آمریکا اخترشناسی به نام پرسیوال لاول، رصدخانه لاول را بنا نهاد و در آن جست وجو برای یافتن سیاره جدید آغاز کرد. او محل پلوتون را بامحاسبه اثر جاذبه اش بر روی نپتون و اورانوس پیدا کرد ولی بدون یافتن سیاره جدید در سال ۱۹۱۶ درگذشت. جوانی با نام کلاید تومباو که در رصدخانه لاول کار می‌کرد جستجو برای یافتن این سیاره را ادامه داد. تومباو در ۱۸ فوریه ۱۹۳۰ با مقایسه دو عکس متوجه تغییر مکان منبع نوری در این دو عکس شد که همان سیاره پلوتون بود.

لودویگ وان بتهوون یا لودویگ فان بتهوفن (به آلمانی: Ludwig van Beethoven) (متولّد ۱۶ دسامبر ۱۷۷۰ – درگذشتهٔ ۲۶ مارس ۱۸۲۷) یکی از موسیقی‌دانان برجستهٔ آلمانی بود که بیشتر زندگی خود را در وین سپری کرد. وی یکی از بزرگ‌ترین و تأثیرگذارترین شخصیت‌های موسیقی در دوران کلاسیک و آغاز دورهٔ رمانتیک بود. بتهوون، به‌عنوان بزرگ‌ترین موسیقی‌دان تاریخ، همیشه مورد ستایش قرار گرفته و آوازهٔ او موسیقیدانان، آهنگ‌سازان، و شنوندگانش را در تمام دوران تحت تأثیر عمیق قرار داده‌است. در میان آثار شناخته‌شدهٔ وی می‌توان از سمفونی نهم، سمفونی پنجم، سمفونی سوم، سونات پیانو پاتتیک، سونات مهتاب، و هامرکلاویِر، اپرای فیدِلیو و میسا سولِمنیس نام برد.

بتهوون در شهر بنِ آلمان متولّد شد. پدرش، یوهان وان بتهوون، اهل هلند (فلاندر آن زمان) بود و مادرش ماگدالِنا کِوِریچ وان بتهوون تبار اسلاو داشت. این خانواده صاحب هفت فرزند شد که چهارتن از آنان در کودکی در گذشتند. آنان که باقی ماندند عبارت بودند از سه برادر به نام‌های لودویگ، کاسپارکارل (۱۷۷۴-۱۸۱۵) و نیکولائوس یوهان (۱۷۷۶-۱۸۴۸). اولین معلّم موسیقی بتهوون پدرش بود. پدرش یکی از موسیقی‌دانان دربار بن بود. او مردی الکلی بود که سعی می‌کرد بتهوون را به‌زورِ کتک، به‌عنوان کودکی اعجوبه همانند موتزارت به نمایش بگذارد. هرچند استعداد بتهوون به‌زودی بر همگان آشکار شد. بعد از آن، بتهوون تحت آموزش کریستین گوت‌لوب نیفه قرار گرفت. همچنین بتهوون تحت حمایت مالیِ شاهزاده اِلِکتور (همان درباری که پدرش در آن کار می‌کرد) قرار گرفت. بتهوون در ۱۷سالگی مادر خود را از دست داد و با درآمد اندکی که از دربار می‌گرفت، مسئولیّت دو برادر کوچک‌ترش را بر عهده داشت.

بتهوون در سال ۱۷۹۲ به وین نقل مکان کرد و تحت آموزش ژوزف هایدن قرار گرفت؛ ولی هایدنِ پیر در آن زمان در اوج شهرت بود و به قدری گرفتار، که زمان بسیار کمی را می‌توانست صرف بتهوون بکند. به همین دلیل بتهوون را به دوستش یوهان آلْبرِشْتْسْبِرگِر معرّفی کرد. از سال ۱۷۹۴ بتهوون به صورت جدّی و با علاقه شدید نوازندگی پیانو و آهنگسازی را شروع کرد و به سرعت به عنوان نوازنده چیره‌دست پیانو و نیز کم‌کم به عنوان آهنگسازی توانا، سرشناس شد.

بتهوون بالاخره شیوهٔ زندگی خود را انتخاب کرد و تا پایان عمر به همین شیوه ادامه داد: به جای کار برای کلیسا یا دربار (کاری که اکثر موسیقیدانان پیش از او می‌کردند) به کار آزاد پرداخت و خرج زندگی خود را از برگزاری اجراهای عمومی و فروش آثارش و نیز دستمزدی که عدّه‌ای از اشراف که به توانایی او پی برده‌بودند و به او می‌دادند، تأمین می‌کرد.

زندگی او به عنوان موسیقیدان به سه دورهٔ «آغازی»، «میانی»، و «پایانی» تقسیم می‌شود:

 دورهٔ آغازی

در دورهٔ آغازی (۱۷۹۲-۱۸۰۲) کارهای بتهوون تحت تأثیر هایدن و موتسارت بود، درحالی‌که در همان زمان مسیرهای جدیدتر و به تدریج دیدِ وسیع‌تری در کارهایش را کشف می‌کرد. بعضی از آثار مهم وی در دوران آغازی می‌توان: سمفونی‌های شماره ۱ و ۲، شش کوارتت زهی، دو کنسرتو پیانو، دوازده سونات پیانو (شامل سوناتهای مشهور پاتِتیک و مهتاب) را نام برد.

 دورهٔ میانی

دوران میانی (۱۸۰۳-۱۸۱۶) مدتی پس از بحران روحیِ بتهوون که به‌خاطر ناشنوایی‌اش در او ایجاد شده بود، شروع شد.(ناشنوایی وی بر اثر باس زیاد سمفونی ۵ بوجود آمد) آثار بسیار برجسته‌ای که درون‌مایه اکثر آنها شجاعت، نبرد و ستیز است، در این دوران شکل گرفتند. این آثار بزرگ‌ترین و مشهورترین آثار موسیقی کلاسیک را شامل می‌شود. در این هنگام بتهوون، از لحاظ تمپو، چالاکی انگشتان و قدرت توقعات زیادتری از نوازندگان داشت؛ در تغییر مقام یا مدولاسیون راه خود را از لطف و نرمی تا صلابت و قدرت پیمود؛ ابتکار خود را در واریاسیون و سلیقه خود را در بدیهه سازی آزاد گذاشت، اما این هر دو را تابع منطق همبستگی و تکامل کرد. سونات و سمفونی را تغییر جنسیت داد و آنها را از لطافت و احساسات زنانه به اراده و جسارت مردانه سوق داد. او در این دوره در حرکت (موومان) سوم سمفونی یا سونات به جای مینوئه (که معمول آن دوران بود) یک سکرتسو سرشار از نت‌های شاد می‌آورد که گویی به چهره تقدیر می‌خندید. تقریبا همه آثار این دوره به صورت کلاسیک درآمده و طی نسل‌ها، پی در پی در رپرتوارهای ارکستری جلوه کرده‌است.^[۱]

 آثار دورهٔ میانی

بتهوون سمفونی شماره ۳ (اروئیکا) را که در سالهای ۱۸۰۳-۱۸۰۴ ساخته بود بهترین سمفونی خود به شمار می‌آورد. او این سمفونی را به ناپلئون هدیه کرد ولی بعدا در زمان جنگ فرانسه و پروس آن را پس گرفت. شش سمفونی (شماره‌های ۳ تا ۸)، سه کنسرتوی پیانو (شماره‌های ۳ تا ۵)، و تنها کنسرتوی ویولون، پنج کوارتت زهی (شماره‌های ۷ تا ۱۱)، هفت سونات پیانو (شماره‌های ۱۳ تا ۱۹) شامل سوناتهای والدشتاین و آپاسیوناتا، و تنها اپرای او «فیدِلیو» از آثار مهم این دوره‌اند.

 دورهٔ پایانی

دورهٔ پایانی فعالیتهای بتهوون از سال ۱۸۱۶ میلادی به بعد می‌باشد. آثار دوران پایانی بسیار قابل ستایشند و آنها را می‌توان عمیقاً متفکرانه و به‌تمامی بیانگر سیمای شخصی خود او توصیف کرد. همچنین بیشترین ساختارشکنی‌های بتهوون را در آثار این دوره می‌توان یافت (به طور مثال، کوارتت زهی شماره ۱۴ در دو دیز مینور دارای ۷ موومان است. همچنین بتهوون در آخرین موومان سمفونی شماره ۹ خود از گروه کُر استفاده کرد). از آثار برجسته این دوره می‌توان: سونات پیانوی شماره ۲۹ هامرکلاویر، میسا سولمنیس، سنفونی شماره ۹، آخرین کواتت‌های زهی (۱۲-۱۶) و آخرین سونات‌های پیانو (۲۰-۳۲)را نام برد. او در این زمان شنوایی خود را به طور کامل از دست داده‌بود.

با توجه به عمق و وسعت مکاشفات هنریِ بتهوون، همچنین موفّقیت وی در قابل درک بودن برای دامنه وسیعی از شنوندگان، هانس کلر، موسیقیدان و نویسنده انگلیسیِ اتریشی‌تبار، بتهوون را اینچنین توصیف می‌کند: «برترین ذهن در کلِ بشریت».

 شخصیت

پرتره‌ای از بتهوون (۱۸۲۰ میلادی)، اثر نقّاش آلمانی، یوزف کارل اشتیلر (۱۷۸۱ - ۱۸۵۸ میلادی)

بتهوون بیشتر اوقات با خویشاوندان و بقیه مردم نزاع و با آنان به تلخی برخورد می‌کرد. شخصیت بسیار مرموزی داشت و برای اطرافیانش به مانند یک راز باقی ماند. لباسهایش اغلب کثیف و به‌هم‌ریخته بود. در آپارتمانهای بسیار به‌هم‌ریخته زندگی می‌کرد. بسیار تغییر مکان می‌داد. طی ۳۵ سال زندگی در وین، حدود چهل بار مکان زندگی‌اش را تغییر داد. در معامله با ناشرانش همیشه بی‌دقت بود و اکثر اوقات مشکل مالی داشت.

بتهوون پس از مرگ برادرش، گاسپار، بر سر حضانت برادرزاده‌اش، کارل، با بیوه گاسپار مدت ۵ سال نزاع قانونیِ تلخی داشت. سرانجام بتهوون در این نزاع پیروز شد. ولی این پیروزی برای کارل فاجعه بود؛ زندگی با یک ناشنوا، مردی بی‌زن و غیرعادی در بهترین شکلش هم وحشتناک بود. سرانجام کارل اقدام به خودکشی کرد (البته خودکشی کارل منجر به مرگ نشد) و بتهوون، که سلامتی‌اش حالا کمتر شده‌بود، زیر بار آن خُرد شد.

بتهوون هیچگاه در خدمت اشراف وین نبود. بر این اعتقاد داشت که هنرمندان به اندازه اشراف قابل احترام‌اند. در یکی از روزهای ملاقات گوته با بتهوون در سال ۱۸۱۲ چنین نقل می‌کنند: «روزی گوته و بتهوون در کوچه‌های وین در حال قدم زدن بودند. جمعی از اشراف‌زادگان وینی از مقابل آن دو در حال عبور از همان کوچه بودند. گوته به بتهوون اشاره می‌کند که بهتر است کناری بروند و به اشراف‌زادگان اجازه عبور دهند. بتهوون با عصبانیت می‌گوید که «ارزش هنرمند بیشتر از اشراف است. آنها باید کنار روند و به ما احترام بگذارند.» گوته بتهوون را رها می‌کند و در گوشه‌ای منتظر می‌ماند تا اشراف‌زادگان عبور کنند. کلاهش را نیز به نشانه احترام برمی‌دارد و گردنش را خم می‌کند. بتهوون با همان آهنگ به راهش ادامه می‌دهد. اشراف‌زادگان با دیدن بتهوون کنار می‌روند و راه را برای عبور وی باز می‌کنند و به وی ادای احترام می‌کنند. بتهوون هم از میان آنها عبور می‌کند و فقط کلاهش را به نشانه احترام کمی با دست بالا می‌بَرد. در انتهای دیگرِ کوچه منتظر گوته می‌شود تا پس از عبور اشراف‌زاده‌ها به وی بپیوندد.»

وِجههٔ او به قدری عظیم بود که وقتی در سال ۱۸۰۹ تهدید کرد که پُستی را خارج از اتریش خواهد پذیرفت، سه نفر از نجبا اقدامات خاصی برای نگه داشتن وی در وین به عمل آوردند. شاهزاده کینسکی، شاهزاده لوبکوویتز، آرشدوک رودُلف، برادر امپراتور و شاگرد بتهوون، داوطلب پرداخت حقوق سالانه به او شدند. تنها شرط آنها برای این قرار بی‌سابقه در تاریخ موسیقی این بود که بتهوون به زندگی در پایتخت اتریش ادامه دهد.

 موسیقی

بسیاری معتقدند موسیقی بتهوون بازتاب زندگی شخصیِ اوست که در اکثر اوقات تجسمی از نبرد و نزاع همراه با پیروزی است. مصداق این توصیف را می‌توان در اکثر شاهکارهای بتهوون، که بعد از یک دشواری سخت در زندگی‌اش پدید آمدند، یافت. او در سال ۱۸۰۲ در هایلیگِنشتاد (روستایی خارج از وین) وصیت‌نامه‌ای خطاب به دو برادرش نوشت که به وصیتنامه هایلیگِنْشتاد معروف است. پس از واقعه هایلیگنشتاد و غلبه بر یأسش از ۱۸۰۳ تا ۱۸۰۴ سمفونی عظیم شماره ۳ خود به نام اروئیکا را که نقطه تحول در تاریخ موسیقی است، تصنیف کرد. طی مبارزه چندساله‌اش برای قیمومیت برادرزاده‌اش، کارل، بتهوون کمتر آهنگ ساخت، و وینی‌ها شروع به زمزمه کردند که کار او تمام است. بتهوون، که شایعات را شنیده‌بود، گفت: «کمی صبر کنید، به‌زودی چیزی متفاوت خواهید فهمید» و اینطور هم شد. بعد از ۱۸۱۸ مسائل داخلیِ زندگی بتهوون مانع از انفجار خلاقیت او نشد و بعضی از بزرگ‌ترین آثارش: میسا سولِمنیس، سمفونی شماره ۹، آخرین سوناتهای پیانو و آخرین کوارتتهای زهی را به وجود آورد. او از سال ۱۸۰۰ به ناشنوایی تدریجیِ خود پی برد. برای یک آهنگساز و نوازنده هیج اتفاقی نمی‌تواند ناگوارتر از ناشنوایی باشد، اما حتی آن هم نتوانست مانعی جدی برای بتهوون باشد. آخرین کارهای او شگفتی خاصی دارند، و بسیاری آن‌ها را مملو از معانی مرموز و ناشناخته به شمار می‌آورند. بتهوون را بزرگ‌ترین هنرمند تاریخ موسیقی و پیانو می‌دانند.

 مرگ

بتهوون از سلامت کمی برخوردار بود، ، زمانی که درد شکم شروع به آزار دادنش کرد. اما، علاوه بر این مشکلات جسمی، او درگیر چندین مشکل روحی نیز بود، که ناکامی در یک‌سری روابط عشقی از جمله آن‌ها بود. در سال ۱۸۲۶ سلامت وی به شدت وخیم شده بود، تا اینکه یک سال بعد در ۲۶ مارس ۱۸۲۷ از دنیا رفت. در آن زمان تصور می‌شد مرگش به دلیل مرض کبد بوده‌است، اما تحقیقات اخیر بر اساس دسته‌ای از موهای بتهوون، که پس از مرگش باقی مانده، نشان می‌دهد که مسمومیت سرب باعث بیماری و مرگ نابهنگام وی شده‌بوده‌است (مقدار سرب خون بتهوون ۱۰۰ برابر بیشتر از مقدار سرب در خون یک فرد سالم بود). احتمالاً منبع این سرب از ماهیهای رودخانه آلوده دانوب و ترکیبی از سرب، که برای شیرین کردن شراب استفاده می‌شود، بوده‌است. بعید است ناشنوایی او به خاطر مسمومیت از سرب بوده‌باشد. برخی از تحقیقات نشان می‌دهد که اختلال در پادتنِ سیستم دفاعیِ بدن و دچار شدن به بیماری لوپوس منتشر، عامل آن بوده‌است.

دانشنامه یا دایرةالمعارف، مجموعهٔ یا گردایهٔ نوشتاری جامعی است که شامل اطلاعاتی دربارهٔ همهٔ شاخه‌های دانش یا شاخهٔ مشخصی از دانش است. دانشنامه نباید با لغتنامه اشتباه شود: در حالی که لغت‌نامه‌ها به معنی هر یک از سرمدخل‌هایش که معمولاً یک واژه هستند می‌پردازند، دایرةالمعارف‌ها حاوی اطلاعاتی دربارهٔ سرمدخل‌هایشان هستند. البته در مواردی مرز این دو روشن نیست و کتاب‌هایی (مثلاً لغتنامهٔ دهخدا) بین این دو هستند.

 تعریف عمومی

 پیرامون واژه‌

عنوان دانشنامه را نخستین بار ابن سینا در کتاب دانشنامهٔ علایی به کار برد.  پس از او محمدامین استرآبادی در کتاب «دانشنامهٔ شاهی» این واژه را به کار برد. در دوران معاصر استفاده از این واژه به جای دایره المعارف رایج شد. برای نمونه پیرامون گزینش نام دانشنامهٔ بزرگ اسلامی چنین آورده‌اند:

از آن پس در دانشنامه‌های رشد و ویکی‌پدیا نیز این ترکیب به کار رفت.

کلمهٔ دایرةالمعارف معادل واژهٔ فرانسوی «آنسیکلوپدی» (encyclopédie) است که خود از عبارت یونانی ἐγκύκλιος παιδεία (انکیکلیوس پایدیا) گرفته شده‌است. مفهوم واژه «آنسیکلوپدی» را «آموزش یا دانشی که در دایره‌ای گرد آمده باشد» گفته‌اند.^[۲] واژهٔ فرانسوی آنسیکلوپدی را نیز نخستین بار ون رینگلبرگ (Joachim Sterck van Ringelbergh) در سال ۱۵۴۱ در عنوان دانشنامهٔ خود «Lucubrationes vel potius absolutissima kyklopaideia» به کار برد. کاربرد واژهٔ فارسی «دانشنامه» توسط پورسینا بیش از ۵۰۰ سال قبل از کاربرد واژهٔ فرانسوی «آنسیکلوپدی» بوده‌است.

بعضی دانشنامه‌ها از پسوند -پدیا (p(a)edia-) در انتهای عنوان خود استفاده می‌کنند، مانند بنگلاپدیا (که موضوع آن درباره بنگال است).

 ویژگی‌های دانشنامه‌ها

دانشنامه‌هایی که اکنون استفاده می‌کنیم از گسترش لغتنامه‌های قرن هجدهم به اینجا رسیده‌اند. در لغتنامه‌ها، واژه‌ها و معنی‌ها و گاهی اطلاعات اندکی دربارهٔ واژه و ریشه‌یابی آن جمع‌آوری شده‌اند؛ این اطلاعات معمولاً به گونه‌ای است که بطور کامل نیاز خواننده را برطرف نمی‌کنند. از این رو دانشنامه‌ها به آگاهی دادن فراتر در مورد آن موضوع (یا واژه) پدید آورده شدند. همچنین، یک دانشنامه نسبت به لغتنامه دارای اطلاعاتی همچون نقشه و تصویر، کتاب‌شناسی و آماره نیز می‌تواند باشد.

چهار عنصر اصلی‌ای که در دانشنامه‌ها تعریف می‌شوند عبارت‌اند از: موضوع، گستره، ساختار، و روش تهیه.

دانشنامه می‌تواند عمومی باشد و دارای مقالاتی در تمام زمینه‌ها باشد (دانشنامهٔ بریتانیکا به زبان انگلیسی و دایرةالمعارف فارسی به زبان فارسی مثال‌های خوبی از دانشنامه‌های عمومی هستند). آنها همچنین می‌توانند در یک زمینهٔ خاص باشند (مثلاً دانشنامه‌هایی در پزشکی، فلسفه، یا حقوق). دانشنامه‌هایی گوناگونی نیز وجود دارد که شامل اطلاعات گسترده‌ای در یک زمینهٔ خاص هستند، مانند دانشنامهٔ بزرگ شوروی و دانشنامهٔ یهود.

 تاریخچه

احتمالاً اولین کسی که سعی کرد دانش بشر را در کتابی جمع کند، پلینی بزرگ (در کتاب ۳۷ جلدی تاریخ طبیعی) یا ارسطو بود. پس از آنها، هم در جهان غرب و هم در مشرق‌زمین تلاش‌هایی برای این کار صورت گرفت که از جمله اولینِ آنها می‌توان از کتاب اشتقاقات ایسیدوروس سویلی در قرن هفتم میلادی و کتاب مفاتیح العلوم محمد بن احمد خوارزمی نام برد.

میتوکندری، در یاخته، نوعی دستگاه انتقال انرژی است که موجب می‌شوند انرژی شیمیایی موجود در مواد غذایی با عمل فسفوریلاسیون اکسیداتیو، به صورت پیوندهای پرانرژی فسفات (ATP) ذخیره شود. این اندامک در تمام یاخته‌های دارای تنفس هوازی به جز در باکتری‌ها که آنزیم‌های تنفسی آنها در غشای سیتوپلاسمی جایگزین شده‌اند وجود دارد.

نام «میتوکُندری» ترکیبی است از دو واژه یونانی Mito به معنای رشته و chondrion به معنی دانه. چون این اندامک اغلب رشته‌ای یا به صورت دانه‌های کوچک در سیتوپلاسم همه سلولهای یوکاریوتی وجود دارد.

 تاریخچه

اولین بررسی‌های انجام شده بر روی میتوکندری‌ها، در سال ۱۸۹۴ به‌وسیله آلتمن صورت گرفت که آنها را بیوپلاست یا جایگاههای زنده نامید. و نظر داد که بین واکنشهای اکسایش و کاهش سلول و میتوکندری وابستگی وجود دارد. در سال (۱۸۹۷) بتدا با بررسیهای بیشتر آنها را میتوکندری نامید و در ۱۹۰۰، میکائیلیس به کمک معرف رنگی سبز ژانوس میتوکندری را در سلولهای زنده مشاهده کرد. واربورگ در سال ۱۹۱۳ آنزیمهای تنفسی را در این اندامک نشان داد. سرانجام برای اولین بار، در سال ۱۹۳۴، بنسلی و هر، توانستند آنها را از سلولهای کبدی جدا کرده و بعد آن بررسیهای بیشتر و عملی‌تر روی آن صورت گرفت.

 شکل و اندازه میتوکندری و تغییرات آنها

اندامک‌های درون یاخته جانوران : (۱) هستک (۲) هسته (۳) ریبوزوم (رناتن) (۴) وسیکل (۵) شبکه آندوپلاسمیک خشن (۶) دستگاه گلژی (۷) سیتواسکلتون (۸) شبکه آندوپلاسمیک نرم (۹) میتوکندری (۱۰) کریچه (واکوئل) (۱۱) سیتوپلاسم (میان‌یاخته) (۱۲) لیزوزوم (کافنده‌تن) (۱۳) میانک (سنتریول)

شکل میتوکندریها متغیر اما اغلب رشته‌ای یا دانه‌ای می‌باشند. میتوکندریها در برخی مراحل عمل خود می‌توانند به شکلهای دیگری درآیند. مثلا، یک میتوکندری طویل ممکن است در یک انتهای خود متورم شده و به صورتی شبیه گرز درآید. (مثلاً در سلولهای کبدی چند ساعت بعد ورود غذا) یا ممکن است میان تهی شده و شکلی شبیه راکت تنیس به خود بگیرد. گاهی میتوکندریها حفره مانند شده و دارای بخش مرکزی روشنی می‌شود. اما بعد از مدتی، تمام این تغییرات به حالت اول برمی‌گردد.

اندازه                                                                                                
اندازه میتوکندریها نیز متغیر است و در بیشتر سلولها ضخامت آنها ۵۰µm و طول تا ۷µm می‌رسد. اما متناسب با شرایط محیطی و نیز مرحله عمل سلول، فرق خواهد کرد. در سلولهایی که هم نوع هستند یا دارای عمل مشترک می‌باشند دارای اندازه ثابت می‌باشند.

 ساختمان میتوکندری

غشای خارجی حدود ۷۵ - ۶۰ آنگستروم ضخامت دارد و از نوع غشاهای زیستی با ساختمان سه لایه‌ای می‌باشد. این غشا صاف و فاقد چین خوردگی است و هیچ ریبوزومی به آن نچسبیده، گاهی توسط شبکه آندوپلاسمی احاطه می‌شود اما هیچگاه پیوستگی بین این دو دیده نشده‌است.

اطاق خارجی زیر غشای خارجی، فضایی در حدود ۲۰۰- ۱۰۰ آنگستروم وجود دارد که به آن اطاق خارجی گفته می‌شود. که شامل دو بخش است: فضای بین دو غشا و فضای درون تاجها یا کریستاها یا کرتها. اما در برخی جاها غشای داخلی و خارجی بهم چسبیده و اندازه این فضا تقریباً صفر می‌شود. در این مناطق در مجاورت دو غشا، تراکمی از ریبوزوم‌های سیتوپلاسمی دیده می‌شود. به خاطر همین در نظر گرفته شده که این مناطق، محل عبور پروتئینهای مورد نیاز از سیتوزول به میتوکندری می‌باشند. در این اطاق، ترکیباتی مثل آب، نمکهای کانی و یونها، پروتئینها، قندها، و چربیها SO۲، O۲، ATP و ADP وجود دارند. مقدار آب، بر اندازه کریستاها و در نتیجه بر ساخت ATP تأثیر گذار است.

غشای داخلی ضخامتش مثل غشای خارجی است اما ترکیب شیمیای آن فرق می‌کند. دارای چین‌خوردگیهای فراوانی است که به چینها، تاج یا کریستا گفته می‌شود. این چینها برخلاف سلولهای گیاهی، در سلولهای جانوری منظم قرار گرفته‌اند.

اطاق داخلی فضای درونی میتوکندری که به‌وسیله غشای داخلی دربرگرفته شده، اطاق داخلی گویند. که از ماده زمینه‌ای با بستره دربر گرفته شده‌است که ترکیب و ویژگیهای کلی آن، شبیه سیتوزول می‌باشد و دارای آنزیمهای خاص و ریبوزوم خاص خود (۷۰S شبیه سلولهای پروکاریوتی) می‌باشد. تعداد DNA، بر حسب نوع و سن سلول فرق می‌کند و مثل پروکاریوتها، دارای سیتوزین و گوانین زیادی است در نتیجه در مقابل گرما مقاوم می‌باشد.

 ژنوم میتوکندری

بررسیها نشان می‌دهد که DNA سازی در میتوکندری صورت می‌گیرد. طبق این بررسی به وجود DNA در میتوکندری پی می‌بریم. علاوه بر همانند سازی RNA و DNA سازی، پروتئین سازی هم در میتوکندری صورت می‌گیرد. این فراینده توسط آنزیمها و ملکولهای خاص خود اندامک صورت می‌گیرد. DNA میتوکندری اغلب موجودات حلقوی است. جایگاه DNA در ماده زمینه میتوکندری و بعضی مواقع چسبیده به غشای داخلی میتوکندری است. ژنوم میتوکندری سلولهای اغلب جانوران از ۲۰ - ۱۵ هزار جفت نوکلئوتید تشکیل یافته‌است و ژنوم میتوکندری در پستانداران حدود ۱۰۵ برابر کوچک‌تر از ژنوم هسته‌ای است.

محصولاتی که توسط DNA میتوکندری رمز می‌شوند شامل RNAهای ریبوزومی میتوکندری tRNA‌ها و برخی از پروتئینهای مسیر تنفس می‌باشد. بعضی از پروتئینهای میتوکندری نیز در هسته رمز می‌شوند و پس از ساخته شدن در سیتوزول وارد اندامک می‌شوند. مثال مفروض از صفتی که توسط ژنوم میتوکندری تعیین می‌شود، جهت پیچش صدف در حلزون است که از وراثت سیتوپلاسمی تبعیت می‌کند. در حقیقت این صفات توسط ژنوم میتوکندری که همراه میتوکندری‌های موجود در سیتوپلاسم وارد سلول تخم می‌شوند، انتقال می‌یابد و توارث به صورت تک والدی در اکثر آنها می‌باشد.

 نقش زیستی میتوکندری

• تنفس هوازی سلولها

تمام مواد انرژی‌زا، ضمن تغییرات متابولیکی درون سیتوپلاسمی با واسطه ناقلین اختصاصی به بستره میتوکندری می‌رسد. گلوکز بعد از تبدیل به استیل کو آنزیم A طی گلیکولیز به میتوکندری وارد می‌شود تا در چرخه کربس استفاده شود و اسیدهای چرب به‌وسیله کارنی تین به داخل میتوکندری حمل شده که اینها هم سرانجام به استیل کو آنزیم A تبدیل می‌شوند. اسیدهای آمینه بعد از ورود به بستره به استیل کو آنزیم A تبدیل می‌شوند.

با انجام هر چرخه کربس که با استفاده از یک استیل کوآنزیم A در بستره میتوکندری آغاز می‌شود، علاوه بر CO۲ و H۲O سه مولکول نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید و یک مولکول FADH۲ و یک مولکول GTP تولید می‌شود. این ناقلین انرژی در زنجیره انتقال الکترون استفاده شده و موجب تولید ATP می‌شوند.

• سنتز اسیدهای چرب

یکی از راههای تولید اسید چرب، سیستم میتوکندریایی می‌باشد که عکس اکسیداسیون یا تجزیه آنها می‌باشد.

• دخالت میتوکندری در گوارش چربیها

در هنگام گرسنگی، میتوکندریها به طرف ذرات چربی حرکت کرده و روی ذرات چرب خم شده و آنزیمهای میتوکندریایی شروع به هضم چربی و آزادسازی انرژی می‌کنند.

• ذخیره و تجمع مواد در میتوکندریها

میتوکندریها می‌توانند در اطاق داخلی خود مواد مختلف را انباشته کنند که این مواد عبارت‌اند از: ترکیبات آهن‌دار، چربیها، پروتئینها، کاتیونها و آب. در اثر ذخیره این مواد، میتوکندریها اغلب به حالت یک غشایی و شبیه باکتریهای کوچک دیده می‌شوند و به تدریج، کریستاها محو می‌شوند اما بعد از حذف این مواد، دوباره همه به حالت اول برمی‌گردد.

• محل میتوکندریها در سلول

اغلب در اطراف هسته دیده می‌شوند اما در شرایط مرضی در حواشی سیتوپلاسم ظاهر می‌شوند. این پراکنش، تحت تأثیر مقدار گلیکوژن و اسید چرب می‌تواند قرار بگیرد. در طول میتوز میتوکندریها در مجاورت دوک جمع می‌شوند و وقتی تقسیم پایان می‌یابد، در دو سلول دختر، پراکنش تقریباً یکسانی پیدا می‌کند. پراکنش میتوکندریها را می‌توان بر حسب عمل آنها از نظر تامین انرژی، مطرح کرد که میتوکندریها در داخل سلولها جابجا شده و خود را به جایی که نیاز به ATP بیشتر است می‌رسانند.

• تعداد میتوکندریها در سلول

تشخیص ارزش میتوکندریایی یک سلول دشوار است. اما اغلب بر حسب نوع سلول مرحله عمل سلول متفاوت می‌باشد. در یک سلول معمولی کبد بیشترین تعداد و در حدود ۱۰۰۰ تا ۱۶۰۰ عدد وجود دارد که در اثر تحلیل رفتن سلول و نیز سرطانی شدن آن کاهش می‌یابد. و در مقابل، تعداد میتوکندری در بافت لنفی، خیلی کمتر است. در سلولهای گیاهی، کمتر از جانوری می‌باشد چون بسیاری از اعمال میتوکندریها، به‌وسیله کلروپلاست انجام می‌شود.

 منشا میتوکندری

دو نظریه بیان شده‌است: یکی اینکه میتوکندریها ممکن است از قالبهای ساده‌تری ساخته شوند (تشکیل Denovo) و دیگر اینکه میتوکندریهای جدید از تقسیم میتوکندریهای قبلی بوجود می‌آیند. به این صورت که تعداد آنها، در طول میتوز و نیز در اینترفاز افزایش یافته و بعد بین دو سلول دختر، پراکنش می‌یابند.

• خاستگاه پروکاریوتی میتوکندری

فرضیه‌ای در این صدد مطرح شده‌است که: در گذشته بسیار دو ر، جو زمین فاقد اکسیژن بوده و جاندارانی که در آن زمان می‌زیسته‌اند بی‌هوازی بودند. با گذشت زمان و ضمن واکنشهای شیمیایی، جو زمین دارای اکسیژن شده و به تدریج جانداران آن زمان و بویژه پروکاریوتها به علت ساختمان ساده خود، هوازی شده‌اند. بعدها این پروکاریوتها هوازی شده، توسط سلولهای یوکاریوتی بلعیده شدند و از این همزیستی سلولهای یوکاریوتی هوازی ایجاد شدند. پس اجداد میتوکندری براساس این فرضیه، باکتریهای اولیه می‌باشند.