Ֆիզիկա

Լեոնարդո դա Վինչի

Նախագիծ <<Լեոնարդո դա Վինչիի գիտական գործունեությունը>>

Նախագծի մասնակիցներ՝ Դավիթ Մարտիրոսյան, Յանա նահապետյան, Ռուզան Մինասյան և Լիա Հարությունյան։

Մենք այս նախագիծը իրականացնում ենք օնլայն ճամբարի ընթացքում և, քանի որ օնլայն ճամբարը հիմնված է ինքնակրթվելու վրա որոշեցինք այս նախագծի շրջանակներում ծանոթանալ հայտնի գյուտարար, մեխանիկ, նկարիչ, ճարտարագետ և ֆիզիկոս Լեոնարդո դա Վինչիի գիտական գործունեությանը։

Շատերը գիտեն, որ դա Վինչին նկարիչ է։ Սահմանափակվում են այդքանով և չեն փորձում իմանալ ավելին։ Չեն փորձում խորանալ նրա բավականին հետաքրքիր կյանքի մեջ և նոր ու ավելի հետաքրքիր բաներ իմանալ։ Այս նախագիծը կարծում եմ կոգնի ձեզ ծանոթանալ նրան, իմանալ ավելին և չսահմանափավել կտավներով։

Ֆիզիկա

Լեոնարդո դա Վինչի

1492թ. Կոլումբոսը արևմտյան ուղով ճանապարհորդում է դեպի Հնդկաստան: Այդ ընթացքում նա հայտնագործում է<<Նոր Երկիր>>-ը, որը հետագայում, ճանապարհորդներից մեկի` Ամերիգո Վեսպուչիի անվանբ կոչվեց Ամերիկա: 1519-1522թթ. Ֆերդինանդ Մագելանի արշավախումբը կատարեց առաջին շուրջերկրյա ճանապարհորդությունը և փորձնականորեն ապացուցեց Երկրի գնդաձևությունը: Մագելանը բացեց Տիեզերքի նորովի հասկացողության ուղին, այդ գաղափարը ամրակայվեց Նիկոլայ Կոպեռնիկոսի կողմից:

Այդ ժամանակաշրջանում մեծ է Լեոնարդո դա Վինչիի դերը: Նա դնում է գիտական նոր մտածելակերպի հիմքերը, առաջնային համարելով միայն գիտափորձը: Ըստ նրա, <<Ողջ մեր ճանաչողուոթյունը սկսվում է զգայություններից>>, << Իմաստությունը` գիտափորձի դուստրն է>>, Մեխանիկան մաթեմատիկական գիտությունների դրախտն է, որի միջոցով հասնում ենք մաթեմատիկական արդյունքի>>, <<Ամեն մի շարժում ձգտում է ինքն իրեն պահպանել. ամեն մի շարժող մարմին միշտ շարժվում է, քանի դեռ դրանում պահպանվում է իր շարժիչի ուժը>>, << Ամեն մի շարժում կշարունակի իր վազքի ճանապարհը ուղիղ գծով, քանի դեռ դրանում կպահպանվեն իր շարժիչի կողմից արտադրվող բռնության բնույթը>>: Նշենք, որ այս մտքերը արտահայտվել են շատ ավելի վաղ, քան իներցիայի և իներցիայի օրենքի հայտնագործումը: <<Բռնության բնույթի>> մասին խոսելիս Լեոնարդոն գրում է <<Բռնությունը արդյունք է ծանրության, ուժի, շարժման և հարվածի ազդեցության>>, <<Ուժը շարժման պատճառն է, շարումը ուի պատճառն է>>: Ըստ Լեւնարդոյի, ուժը ծնվում է երկու պատճառներից.<<Նախ, որոշ մարմինների խտության հանկարծակի մեծացմամբ, այդպիսին է կրակի մեծացումը բոբարդում( ռումբ նետող գործիք), որը իր մեծացման համար տեղ չգտնելով բոմբարդի ներքևի խոռոչի ծավալում, վայրենաբար դուրս է մղվում դեպի ազատ տարածություն հրելով ամեն խոչնդոտ, որը կխանգարի նրա շարժմանը>>:Նույնն էլ ըստ նրա կարծիքի, կատարում են քամու և ջրի հոսքերը: <<Ուժն առաջանում է իրենց բնական վիճակին ընդդեմ ծռման կամ ձգման դեպքում>> օրինակ է բերում աղեղը, որը շարժման մեջ է դնում նետին:

IMG_8112
Լեոնարդո դա Վինչի

Լեոնարդո դա Վինչիի ֆիզիկական մտածողության սրությունն ու դիտողականությունը թույլ տվեցին   նրան կատարել հետաքրքիր դիտարկումներ եւ ձեւակերպել մի շարք դրույթներ եւ խնդիրներ: Այսպես օրինակ, նա փաստում է ձայնային եւ ջրային ալիքների տարածման կարեւոր հատկություններից մեկը. դրանք տարածում են չխանագրելով միմյանց` <<Թեկուզեւ ձայները, որորնք մտնում են այս օդի մեջ, օղակաձեւ տարածվում են իրենց պատճառից, բոլոր դեպքերում տարբեր սկզբնկան կետերից տարածվող օղակները հադիպում են մեկը մյուսի հետ եւ անցնում մեկը մյուսի միջով, միշտ որպես կենտրոն պահպանելով իրենց պատճառը: Քանի որ բոլոր դեպքերում ջրի շարժումը շատ նմանություն ունի օդի հետ, ես կկապեմ դա օրինակի համար վերը դրույթի հետ: Ես ասում եմ. եթե միաժամանակ քարի երկու կտորներ նետենք որոշ հեռավորությամբ ջրի հարթ եւ անշարժ մակերեւութին, ապա կտեսնենք թե ինչպես հարվածի երկու տեղերի շուրջը առաջանում են երկու, մեկը մյուսից անկախ բազմաթիվ շրջաններ, որոնք աճելով վերջապես կհանդիպեն, մեկը կմտնի մյուս մեջ`հատելով մեկը մյուսին և միշտ որպես կենտրոն կպահեն այն տեղերը, որտեղ հարվածել էին քարերը>>: Որպես գիտնական և ճարտարագետ՝ դա Վինչին դիտարկումներով հարստացրել է ժամանակի գիտության գրեթե բոլոր բնագավառները։ Ձեռագրերում եղել են թռչող սարքերի, պարաշյուտների, ջրանցքների, կախովի կամուրջների, մետաղահալման վառարանների, տպագրական և հողափոր մեքենաների նախագծեր։ Նրան հետաքրքրում էր թռչելու խնդիրը: Միլանում նա բազմաթիվ նկարներ և գծագրեր պատրաստեց և ուսումնասիրեց տարբեր տեսակի թռչունների և չղջիկների թռչելու մեխանիզմը: Դիտարկումներից բացի նա գիտափորձեր էլ էր կատարում, թեկուզև դրանք անհաջող էին լինում: Նա երազում էր թռչող ապարատ պատրաստել: Նա գրում է §Ով ամեն ինչ գիտի, նա կարող է ամեն ինչ: Միայն թե իմանալ և թևերը կլինեն¦: Սկզբում նա թռիչքի խնդիրը լուծում էր մարդու մկանային ուժի միջոցով շարժման մեջ դրվող թևերի միջոցով: Այնուհետև նրա մոտ միտք առաջացավ ստեղծել այնպիսի ապարատ, որին մարդը չպետք է §ամրացվեր¦, այլ պետք է ամբողջովին ազատ լիներ այն կառավարելու համար, իսկ ապարատը շարժման մեջ պիտի դրվեր §սեփական¦ ուժերով: Ըստ էության դա ինքնաթիռի գաղափարն էր (aeroplan): Նա աշխատում էր ուղղահայաց թռիչքի և վայրեջքի տարբերակի վրա: Սա արդեն ուղղաթիռի գաղափարն էր:

IMG_8114
Թռչող սարքի գծագիր՝ ըստ Լեոնարդոի
IMG_8113
Թռչող սարքի գծագիր՝ ըստ Լեոնարդոի

Որպես օրինակ նա հենվում էր բնության վրա: Նա առաջարկեց դիտողական խողովակի (telescope) առաջին սխեման երկու ոսպնյակներով (ներկայումս հայտնի է որպես կեպլերյան տեսողական խողովակ): Նա գրում է §Պատրաստիր աչքի ապա-կիներ Լուսինը մեծ տեսնելու համար¦: Հավանաբար Լեոնարդոն է ձևակերպել զանգվածի պահպանման օրենքը հեղուկների շարժման համար, նկարագրելով գետի հոսքը: Նրա միակ հայտնագործությունը, որը ճանաչում գտավ իր կենդա-նության օրոք անվավոր փականն էր ատրճանակի համա:

IMG_8097
Ինքնաթիռի նախագիծ ըստ Լեոնարդոի
Ֆիզիկա

Հակապրոտոններ և հականյութեր…

Նախագծի նպատակ`

Ուսումնասիրել հակապրոտոնները և հականյութերը: Ցույց տալ հականյութերի և հակապրոտնոնների գոյությունը բնության մեջ: Տեղեկություններ ներկայացնել հականյութերի և հակապրոտոնների մասին:

Ընթացք`

Հակապրոտոն, տարրական մասնիկ, պրոտոնի հակամասնիկը։ Նշանակումը՝ Կայուն
մասնիկ է, բայց սովորաբար կյանքի տևողությունը կարճ է, քանի որ պրոտոնի հետ
կամայական բախմման արդյունքում երկու մասնիկներն էլ վերանում են՝ անջատելով
էներգիա։

Պրոտոնի +1 էլեկտրական լիցքին հակադիր -1 լիցք ունեցող հակապրոտոնի
գոյությունը կանխատեսել է Պոլ Դիրակը 1933 թվականին։ Դիրակը Նոբելյան մրցանակ
ստացավ 1928 թ. հրապարակած աշխատության՝ Դիրակի հավասարման համար, որը
կանխատեսում էր Այնշտայնի էներգիայի հավասարման դրական և բացասական
լուծումները և պոզիտրոնի՝ էլեկտրոնի հակամասնիկի գոյությունը։

Հակապրոտոնի գոյությունը փորձնականորեն հաստատեցին 1955 թ. Բերկլիի
Կալիֆոռնիայի համալսարանի ֆիզիկոսներ Էմիլիո Սեգրեն և Օվեն Չամբեռլայնը,
ինչի համար նրանք 1959 թ. ստացան ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակ։ Հակապրոտոնը
կազմված է երկու վերև հակաքվարկից և մեկ ներքև-հակաքվարկից։ Հակապրոտոնի
բոլոր չափված հատկությունները համապատասխանում են պրոտոնին, բացառությամբ
միայն, որ հակապրոտոնն ունի պրոտոնին հակառակ էլեկտրական լիցք և մագնիսական
մոմենտ։ Հարցերը, թե ինչպես է նյութը տարբերվում հականյութից և հականյութի
նպատակահարմարությունը Մեծ պայթյունից հետո մինչև հիմա պատասխան չունեն՝
տիեզերքում հականյութի սակավության պատճառով։

Հակապրոտոնները բնության մեջ
Հակապրոտոնները նկատվել են տիեզերական ճառագայթներում շուրջ 25 տարի առաջ։
Տիեզերական ճառագայթներում նրանց ներկայության ստանդարտ պատկերն այն է, որ
նրանք առաջանում են տիեզերական ճառագայթների պրոտոնների բախումներից
միջաստղային միջավայրի միջուկների հետ, ռեակցիայի միջոցով:
Երկրորդային հակապրոտոններն այնուհետև տարածվում են գալակտիկայում՝
սահմանափակվելով գալակտիկայի մագնիսական դաշտերով։ Նրանց էներգետիկ սպեկտրը
փոփոխվում է միջաստղային միջավայրում ատոմների հետ բախումների հետևանքով։

Հակապրոտոնային տիեզերական ճառագայթների էներգիայի սպեկտրը չափվել է, և
այժմ ունենք տիեզերական ճառագայթների բախումներից առաջացած հակապրոտոնների
ստանդարտ պատկերը։ Այն վերին սահման է որոշում էկզոտիկ ճանապարհներով,
ինչպես գալակտիկայում սուպերսիմետրիկ մութ նյութի մասնիկների անիհիլացումից
կամ առաջնային սև խոռոչների գոլորշիացումից առաջացած հակապրոտոնների թվի
համար՝ հակապրոտոնի կյանքի տևողության համար ևս ավելի ցածր սահման է
դնելով՝ 1-10 միլիոն տարի։ Քանի որ գալակտիկայում հակապրոտոնի պահպանման
ժամանակը մոտ 10 միլիոն տարի է, իրական տրոհման ժամանակը կփոփոխի
գալակտիկայում ապրելու ժամանակը և կխախտի տիեզերական ճառագայթների
հակապրոտոնների սպեկտրը։ Այս գնահատականն ավելի խիստ է, քան հակապրոտոնի
կյանքի տևողության ամենակատարյալ չափումները լաբորատորիայում:

Արդյունք`

Նախագծի արդյունքում պարզեցի նյութի տեսակները: Պարզեցի, որ բացի իրական նյութից գոյություն ունեն նաև հականյութեր: Պարզեցի հակապրոտոնի գոյության մասին բնության մեջ:

Happy Birthday! (1)

 

Ֆիզիկա

Նյուտոնյան մեխանիկա…

Մեխանիկայի բնագավառում Նյուտոնը տալիս է հիմնական ձևակերպումներ ու հասկացությունները, կենտրոնական ուժի տակ շարժվող մարմնի շարժման օրենքները, հիմնավորում է տիեզերական ձգողության օրենքը և տալիս է աշխարհի համակարգի շարադրումը` մոլորակների շարժման տեսությունը ձգողության օրենքի հիման վրա:

Նա գրում է.”Նյութի քանակը այնպիսի չափ է, որը համեմատական է խտությանն և ծաավալին”:

Նյութի քանակը չափվող մեծություն է և որոշում է մարմնի կշռով:

Տարբեր մարմիններ անօդ տարածությունում ընկնում են միևնույն արագությամբ, իսկ ճոճանակները տատանվօւմ են նույն պարպերականությամբ, անկախ բեռից: Նա գտավ, որ ծանրության ուժի հաղորդած արագացումը կախված չէ  մարմնի զանգվածից: Զանգվածն ու նյութի քանակը Նյուտոնի համար համարժեքներ են: Իներցիայի երևութի մասին նա գրում է. ՙՙՆյութի բնածին ուժը նրան դիմադրելու բնորոշ հատկությունն է, որով ցանկացած առանձին վերցրած մարմին պահպանում է իր հանգստի վիճակը կամ հավասարաչափ ուղղագիծ շարժումը (քանի որ այն թողնված է ինքն իր կամքին)՚՚: ՙՙԱյդ ուժը համեմատական է զանգվածին՚՚:

Նյուտոնը ներմուծում է. զանգվածի գաղափարը և նկարագրում այն չափելու եղանակները:

Նյուտոնը ներմուծեց նաև շարժման քանակի հասկացողությունը ՝ որպես շարժման չափ, որը համեմանական է զանգվածին և արագությանը: Դա վեկտորական մեծություն է:

Նյուտոնը ներմուծում է ուժի գաղափարը՝ որպես մարմնի վրա ունեցած ազդեցություն, որն ընդունակ է փոխել մարմնի հանգստի վիճակը, կամ հավասարաչափ ուղղագիծ շարժումը: Այդպիսի ազդեցություն կարելի է ստանալ ոչ միայն հպման դեպքում, այլև որոշ հեռավորության վրա՝ ուժիային կենտրոնով: Ուժային կենտրոնով ստեղծվող ազդեցությունը Նյուտոնն անվանում է կենտրոնական ուժ: Նա շատ լավ պատկերացնում էր ուժային դաշտը:

Հասկանալով շարժման քանակի հասկացողության հիմնարար նշանակությունը դինամիկայի համար, Նյուտոնը նշում է, որ հենց  այդ մեծության փոփոխության արագությամբ է որոշվում ուժի ազդեցությունը, և դրա համար էլ այն դնում է ողջ դինամիկայի հիմքում: Գիտության զարգացումը հաստատեց նրա ճշտությունը, միայն թե ՙՙ շարժման քանակի՚՚-ի փոխարեն այժմ օգտագործվում է ՙՙիմպուլս՚՚ տերմինը:

Նյուտոնը անդրադառնում է տարածության և ժամանակի հասկացողություններին (հաշվանքի համակարգ): Նյուտոնն ընդունում է, որ բնության մեջ գոյություն ունի բացարձակ հանգիստ, հաշվանքի բացարձակ համակարգ, ընդունում է նաև բացարձակ ժամանակի հասկացությունը: Վերջինս հոսում է ինքն իրեն և չի առնչվում որևէ պրոցեսի հետ: Նա գրում է.

ՙՙI. Բացարձակ ժամանակը, կամ իրական մաթեմատիկականը, ինքն իր հետ է, և ըստ իր էության առանց որևէ առնչության արտաքինի հետ, հոսում է հավասարաչափ և այլ կերպ կոչվում է տևողություն: Հարաբերական ժամանակը, կամ թվացյալ ժամանակը, մեր զգայությունների կողմից ընկալվող ճշգրիտը կամ փոփոխականն է՝ ժամը, օրը, ամիսը, տարին՚՚

ՙՙII. Բացարձակ տարածությունը ըստ իր էության անկախ է և չի առնչվում որևէ արտաքինի հետ, միշտ մնում է միատեսակ և անշարժ: Հարաբերական տարածությունը դրա չափն է, կամ մի ինչ-որ սահմանափակ շարժման մաս, որը որոշվում է մեր զգայություններով՚՚: 

ՙՙIII. Տեղը՝ տարածության մի մասն է, որը զբաղեցված է մի մարմնով և տարածության համեմատ լինում է կամ բացարձակ, կամ հարաբերական՚՚:

ՙՙIV. Բացարձակ շարժումը մարմնի տեղաշարժման է մի բացարձակ տեղից մյուսը, հարաբերականը՝ հարաբերական տեղից՝ հարաբերականը՚՚: 

Թեկուզև գործնականում մենք ճանաչում ենք թվացյալ հարաբերական շարժումները, մենք կարող ենք դրանցով գտնել իրական շարժումները և դրանվ պատճառները: Որպես օրինակ, Նյուտոնը ներկայացնում է իր հայտնի փորձը պտտվող դույլով: Եթե նախորդ ոլորված պարանից ամրացված ջրով լցված դույլը կախենք առաստաղից և բաց թողնենք, ապա պարանի պտտման-բացման հետ միաժամանակ կպտտվի դույլը:  Ջուրը միանգամից չի տարվում շարժմամբ և նրա մակերևույթը սկզբում հարթ է, այսինքն՝ դույլի համեմատությամբ ջուրը գտնվում է ուժեղ հարաբերական պտուտի մեջ, և այդ հարաբերական շարժումը չի անդրադառնում նրա վիճակի վրա: Շարժմանը ներգրավվելուն զուգընթաց, ջրի մակերևույթը ձևախախտվում է: Մեծագույն ձևախախտում(դեֆորմացիա) կնկատվի այն դեպքում, երբ ջրի պտտման արագությունը դույլի նկատմամբ հավասար լինի զրոյի: Այդ պահին ջրի բացարձակ շարժումը ամենամեծը կլինի: Այստեղից Նյուտոնը հետևություն է անում, որ կարելի է հատնաբերել պտտական շարժումը բացարձակ դատարկ տարածության մեջ: Արագացումը Նյուտոնի մեխանիկայում բացարձակ բնույթ է կրում: 

Ներկայացնենք Նյուտոնի օրենքները հենց իր իսկ ձևակերպմամբ:

Շարժման աքսիոմներ կամ օրենքներ

I Օրենք

Ամեն մի մարմին շարունակում է մնալ իր հանգստի վիճակում կամ շարժվել հավասարաչափ և  ուղղագիծ, քանի դեռ և քանի որ այն ստիպված չէ փոխել իր վիճակը կիրառված ուժերի տակ:

II Օրենք 

Շարժման քանակի փոփոխությունը համեմեատական է կիրառված շարժիչ ուժին և ընթանում է այն ուղղի ուղությամբ, որով ազդում է այդ ուժը:

III Օրենք 

Ազդեցությանը միշտ կա հավասար և հակառակ ուղղված հակազդեցություն, այլ կերպ՝ երկու մարմինների միմյանց վրա փոխազդեցությունները միմյանց հավասար են և ուղղված են հակառակ կողմեր:

Ուժի մաթեմատիկական արտահայտությունից և III օրենքից Նյուտոնը ստանում է իմպուլսի պահպանման օրենքը փակ համակարգի համար և ծանրության կենտրոնի շարժման պահպանման օրենքը:

Հենվելով Կեպլերի օրենքների վրա, Նյուտոնը բացահայտում է ձգողական ուժի բնույթը բնության մեջ և տալիս տիեզերական ձգողության օրենքը:

Նյուտոնի կարևորագույն գիտնական նվաճումը մոլորակների շարժման տեսության ստեղծումն էր և դրա հետ կապված՝ տիեզերական ձգողության օրենքի հայտնագործումը, որը դրվեց հելիոկենտրեն համակարգի հիմնավորման հիմքում:

Ֆիզիկա · Կենսաբանություն

Կենսաբանություն և ֆիզիկա…Նախագիծ

ԴՆԹի  հաջորդականության ճշգրտում

Մարդկային բջիջը կառուցված է միջուկից, քրոմոսոմից և ԴՆԹ-ից:

thumbnail_Image

Ի՞նչ է ԴՆԹն:

ԴՆԹ-ն (դեօքսիռիբոնուկլենաթթու) ժառանգական նյութ է մարդու և գրեթե բոլոր օրգանիզմների մեջ: Մարդու մարմնում գրեթե յուրաքանչյուր բջիջ ունի նույն ԴՆԹ-ն:

ԴՆԹ-ի կառուցվածքը առաջարկել են Ջեյմս Ուոթսընը և Ֆրենսիս Քրիկը 1953 թ. ապրիլի 25-ին:

Տեղեկատվությունը ԴՆԹ-ում պահվում է որպես քիմիական չորս հիմքից բաղկացած ծածկագիր: Դրանք են ադենինը (A), գուանինը (G), ցիտոզինը (C) և թիմինը (T): Մարդու ԴՆԹ-ն բաղկացած է մոտ 3 միլիարդ հիմքից, և այդ հիմքերի ավելի քան 99 տոկոսը նույնն են բոլոր մարդկանց մոտ: Այս հիմքերի կարգը կամ հաջորդականությունը ԴՆԹ մոլեկուլում որոշում են օրգանիզմը կառուցելու և պահպանելու համար մատչելի տեղեկատվությունը:

ԴՆԹ-ի հիմքերը զուգակցվում են միմյանց հետ, A- ն՝ T-ի և C-ն՝ G-ի հետ, կազմելով հիմքային զույգեր: Յուրաքանչյուր հիմք կցված է շաքարի և ֆոսֆատի  մոլեկուլներին: Հիմքը, շաքարը և ֆոսֆատը միասին, կոչվում են նուկլեոթիդ: Նուկլեոթիդները կազմակերպվում են երկու երկար հյուսքերով, որոնք կազմում են կրկնակի պարույր:

ԴՆԹ-ի կառուցվածքի հաջորդականութան որոշման գործընթացը Ադենինի, Թիմինի, Ցիտոզինի և Գուանինի քանակի և բաշխման ճշգրիտ որոշումն է ԴՆԹ մոլեկուլում:

thumbnail_Image

Գենային տեղեկատվության կիրառումները հետևյալն են

  • Անվտանգություն (ԴՆԹ նույնականացում, պաթոգենների հայտնաբերում),
  • Ապահովագրություն (անհատական պոլիսներ, ռիսկերի գնահատում),
  • Կենսատեխնոլոգիա (ԳՄՕ՝ գենետիկորեն մոդիֆիկացված օրգանիզմ, մանրէաբանական ճարտարագիտություն, անասնաբուծություն, գյուղատնտեսություն),
  • Առողջության խնամք (հիվանդության ախտորոշում, հիվանդությունների կանխարգելում, դեղագիտություն, գենային թերապիա, պատվաստանյութեր, փոխպատվաստման ծրագրեր), 
  • Պաշտպանություն, և
  • Էվոլյուցիոն կենսաբանություն:

ԴՆԹ-ի հաջորդականության որոշման մեթոդներն են.

1. ԴՆԹ-ի հիմնական հաջորդականացումը, Սանգերի մեթոդ 

2.  Մաքսամ-Գիլբերտի մեթոդ:

3. ԴՆԹ-ի ընդլայնված հաջորդականացում. Կրակոցների մեթոդ։  

4. Հաջորդ սերնդի ԴՆԹ հաջորդականացում. “Illumina” հաջորդականացման մեթոդ, Պիրոհաջորդականացման մեթոդ, Պինդ-մարմնային հաջորդականացման մեթոդ:

Ըստ ազդանշանների տարբեր տեսակների, ԴՆԹ-ի հայտնաբերման մեթոդները լինում են 

  • Էլեկտրական հայտնաբերման մեթոդներ, և
  • Օպտիկական ընթերցման մեթոդներ:

Օպտիկական հայտնաբերման մեթոդները պահանջում են գրգռող ճառագայթման աղբյուր և դետեկտոր, որը ֆլուորեսցենցիայի լույսը վերափոխում է չափելի էլեկտրական ազդանշանի, ինչպես նաև օպտիկական միացում չափիչ խցի հետ: Դա համեմատաբար մեծ է և թանկ։

Պինդ-մարմնային նանոճեղքի վրա հիմնված ԴՆԹ-ի հաջորդականության որոշման էլեկտրական հայտնաբերման մեթոդներն են.

  • Իոնային շրջափակման հոսանքի մեթոդ,
  • Թունելային հոսանքի մեթոդ,
  • Ունակության փոփոխության մեթոդ),
  • Էլեկտրական պոտենցիալի փոփոխության մեթոդ)։

Արդյունք

Նախագծի արդյունքում օգտագործելով ԴՆԹ մոլոեկուլների կառուցվածքի և նրանում ադենինի, ցիտոզինի, թիմինի և գունինի բաշխվածությունը և հաջորդակնաությունը կարող ենք նույնականացնել հետազոտվոխ ԴՆԹ-ն և պարզել թե ումն է այն տատիկինը թե պապիկինը:

Ֆիզիկա

Հաստատուն մագնիսներ

Մագնիսական երևույթները, ինչպես և էլեկտրական երևույթները, մարդկության հայտնի էին դեռ շատ վաղ ժամանակներից: Մ. թ. ա. VI դարում արդեն գիտեին երկաթե իրերը դեպի իրեն ձգող հանքատեսակի մասին, որին անվանում էին «չու-շի», այսինքն՝ սիրող քար:
tes1.jpg             tes3.jpg
Հետագայում այն անվանեցին բնական մագնիս, քանի որ, երկաթաքարի մեծ քանակներ հայտնաբերվեցին Փոքր Ասիայի Մագնեսիա քաղաքի շրջակայքում:
Ուսումնասիրելով բնական մագնիսները մարդիկ ծանոթացան մարմինների մագնիսական հատկությունների և մագնիսական երևույթների հետ:
Այժմ հայտնի է, որ բնական մագնիսները մագնիսական երկաթաքարի՝ մագնետիտի կտորներ են, որը կազմված է FeO-ից (31 և Fe2O3-ից \(69%)\:
Սակայն մագնետիտն ուժեղ մագնիսական հատկություն՝ այսինքն երկաթե իրերը դեպի իրենց ձգելու հատկություն չունի:
Զգալիորեն ուժեղ մագնիսական հատկությամբ արհեստական մագնիսներ ներկայումս ստանում են երկաթի, նիկելի և կոբալտի համաձուլվածքից:
Արհեստական մագնիսներին հատուկ ձև են տալիս և հաճախ ներկում երկու գույնով:
Լինում են ձողաձև, պայտաձև, ուղղանկյունաձև, օղակաձև և այլ մագնիսներ:
tes4.jpg         tes6.jpg

Նրանք կարող են լինել թե՛ բնական,և թե՛ արհեստական:

Պարզագույն փորձերի միջոցով կարելի է պարզել հաստատուն մագնիսների մի շարք հատկություններ.
1. Հաստատուն մագնիսները ձգում են երկաթ կամ երկաթի համաձուլվածք պարունակող մարմինները և չեն ձգում փայտից, ապակուց, գունավոր մետաղներից և այլ նյութերից պատրաստված առարկաները:
2016.1.gif
2. Մագնիսները ունակ են մագնիսացնելու մոտակա կամ իրենց հպվող երկաթե առարկաներ: Այդ առարկաների մագնիսական հատկությունները ժամանակավորեն և մագնիսացման աղբյուրը վերացնելիս, որոշ ժամանակ անց, անհետանում են:
3. Հատատուն մագնիսի հատկությունները նրա տարբեր մասերում նույնը չեն:
Փորձը ցույց է տալիս, որ առավել ուժեղ մագնիսական հատկություն է հայտնաբերվում մագնիսի ծայրերին, իսկ կենտրոնում մագնիսը գրեթե չի ձգում երկաթե իրերը:
Օրինակ՝ եթե մագնիսը հպենք երկաթի հատույթին և հեռացնենք, ապա կնկատենք, որ նա հիմնականում կպչում է մագնիսի ծայրերին:
tes8.jpg

Յուրաքանչյուր մագնիս ունի 2 բևեռ:

Համապատասխանաբար՝ Sհարավային և N հյուսիսային:
Մագնիսական փոխազդեցության օրինաչափությունները պարզաբանելու համար հաճախ օգտվում են մագնիսական սլաքից:

тес9.jpg

Սլաքի տեսքով պատրաստված մագնիսն օգտագործում են կողմացույցում, որտեղ այն ազատորեն պտտվում է՝ ցույց է տալիս դեպի հյուսիս ուղղությունը:
Կողմանացույցը հայտնագործվել է մոտ 2000 տարի առաջ Չինաստանում և կոչվել է հարավի ցուցիչ:
images.jpg
Սլաքի դերն այստեղ կատարում է բնական մագնիսից պատրաստված «գդալը», որը հեշտությամբ պտտվում է իր ուղղաձիգ առանցքի շուրջը:
Ժամանակակից կողմացույցի սլաքն ունի այլ գույնով ներկված բևեռ: Կողմացույցի այդ բևեռներից մեկը, որը ցույց է տալիս աշխարհագրական հյուսիսը, կոչվում է հյուսիսային բևեռ N, հակադիրը՝ հարավային բևեռ S:
kompas-compass.jpg
Նույն նշանները և անվանումները գործածվում են նաև ցանկացած ուրիշ մագնիսի մագնիսական բևեռները նշելու համար:
Փորձերը ցույց են տալիս, որ մագնիսները փոխազդում են միմյանց հետ, ընդ որում մագնիսի տարանուն բևեռները իրար ձգում են, իսկ նույնանուն բևեռները վանում:
91762-004-759441A3.jpg
Փոխազդեցությունն իրականացվում է մագնիսի կողմից ստեղծվող հատուկ դաշտով, որին անվանում են մագնիսական դաշտ:
2016.5.gif   2016.2.gif
Մագնիսական դաշտ կարելի է հայտնաբերել փորձով, մագնիսական սլաք տեղադրելով, որի վրա մագնիսական դաշտի կողմից ազդող ուժը կպտտեցնի և կկողմնորոշի նրան:
Հայտնի է, որ երկաթի կտորը միշտ ձգվում է մագնիսի կողմից՝ նշանակում է, որ մագնիսին մոտեցնելիս այն մագնիսանում է այնպես, որ մագնիսին մոտ մասում առաջանում է հակառակ բևեռը:
Երկրգունդը հսկայական մագնիս է, այն ունի իր մագնիսական բևեռները, իր շուրջը ստեղծում է մագնիսական դաշտ և փոխազդում է մագնիսական սլաքի հետ:
magnitnoe-pole-Zemli.jpg
Երկրագնդի մագնիսական դաշտի գծերի ողղությամբ էլ դասավորվում է մագնիսական սլաքը տարածության տվյալ կետում:
Քանի որ տարանուն մագնիսական բևեռներն իրար ձգում են, ուրեմն մագնիսական սլաքի հյուսային՝ N, բևեռը ուղղված կլինի դեպի Երկրի հարավային՝ S, մագնիսական բևեռ: Այս բևեռը գտնվում է Երկրագնդի հյուսիսում` աշխարհագրական հյուսիային բևեռից մի փոքր հեռու (Ուելսի արքայազնի կղզում):
Երկրագնդի հյուսիսային մագնիսական բևեռը` N-ը, գտնվում է նրա հարավային աշխարհագրական բևեռի մոտակայքում:
Հսկայական է Երկրի մագնիսական դաշտի պաշտպանական դերը Երկրագնդի մթնոլորտի, նրա վրա գտնվող բուսական, կենդանական աշխարհի և մարդու համար:
420972.jpg
Արեգակից դեպի Երկիր շարժվող մասնիկների՝ էլեկտրոնների և պրոտոնների հոսքը, հանդիպելով Երկրի մագնիսական դաշտին, փոխազդում է նրա հետ և արդյունքում հավաքվում է մագնիսական բևեռներում, առաջացնելով հյուսիափայլի կամ բևեռափայլի երևույթը: Հյուսիսափայլի երևույթն ավելի ինտենսիվ է դիտվում Արեգակի ակտիվացման ժամանակ, երբ մեծանում է լիցքավորված մասնիկների հոսքը:
Ֆիզիկա

Էլեկտրականացման բացատրությունը: Լիցքի պահպանման օրենքը:

Ատոմի կառուցվածքի բացահայտումը թույլ տվեց բացատրել շատ էլեկտրական երևույթներ: Քննարկենք դրանցից մի քանիսը.
Ինչպե՞ս են էլեկտրականանում մարմինները շփման միջոցով:
Տարբեր տարրերի ատոմներում էլեկտրոնների և միջուկի ձգողության էլեկտրական ուժերը տարբեր են, այդ պատճառով չեզոք մարմինների շփման ժամանակ էլեկտրոնների որոշակի մասը կարող է մի մարմնից անցնել մյուսին: Այն մարմինը, որը տվել է իր էլեկտրոնների մի մասը, կստանա դրական լիցք, մյուս մարմինը, որը վերցրել է այդ էլեկտրոնները՝ բացասական լիցք:
 
шпум.png
Մարմնի ձեռք բերած լիցքը՝ q=e(NpNe), որտեղ  Np-ն պրոտոնների թիվն է մարմնում, իսկ Ne-ն՝ էլեկտրոնների թիվը
Ինչու՞ են մետաղները հաղորդիչ, իսկ դիէլեկտրիկները՝ ոչ:
 

Մետաղներում որոշ  էլեկտրոններ թույլ են կապված միջուկին, նրանք կարող են պոկվել ատոմից և ազատորեն տեղաշարժվել մարմնի ողջ ծավալով: Այդ էլեկտրոններն էլ հաղորդիչով տեղափոխում են լիցքեր և կոչվում են հաղորդական էլեկտրոններ: Դիէլեկտրիկում լիցքերը կապված են, նրանք ազատորեն տեղափոխվել և հետևաբար լիցք հաղորդել չեն կարող:

Ինչու՞ են էլեկտրականացման փորձերում օգտագործում դիէլեկտրիկ՝ օրինակ սաթե կամ ապակե ձող:
 

Քանի որ դիէլեկտրիկում լիցքերը ազատորեն տեղափոխվել չեն կարող, շփման միջոցով դիէլեկտրիկի ստացած լիցքը մնում է այնտեղ, որտեղ առաջացել է: Հետևաբար այն հարմար է փորձեր կատարելիս: Իսկ մետաղական առարկաներով փորձ կատարելիս, որպեսզի լիցքը չհեռանա, պետք է մեկուսիչ բռնակ օգտագործել:

Screenshot_3.png
Էլեկտրականացման դեպքում փոխվու՞մ է արդյոք մարմինների  ընդհանուր լիցքը:
 

Պարզելու համար կատարենք հետևյալ փորձը: Վերցնենք սնամեջ գունդ ունեցող երկու էլեկտրաչափ և սինթետիկ նյութից ժապավեն՝ բոլորը լիցքաթափված: Ժապավենով շփենք էլեկտրաչափի ձողը: Էլեկտրաչափի սլաքը կշեղվի, դա նշանակում է, որ նա որոշակի լիցք է ստացել: Այնուհետև ժապավենը մտցնենք II էլեկտրաչափի (սնամեջ) գնդի մեջ. նրա սլաքը կշեղվի ճիշտ նույնքան՝ ցույց տալով մեծությամբ հավասար լիցքերի առկայությունը: Հետագա հետազոտությունների միջոցով կարելի է պարզել, որ այդ լիցքերը նշանով հակառակ են, այսինքն գումարային լիցքերը նորից հավասար է 0-ի: Այս և այլ փորձերը ցույց են տալիս, որ էլեկտրականացման պրոցեսում մարմինների ընդհանուր լիցքը պահպանվում է:

лицк.jpg
заряд1.gif
q1+q2+q3+=const

Ֆիզիկա

Էլեկտրական դիմադրություն

Կազմենք շղթա՝ հոսանքի աղբյուրին հերթականորեն միացնելով հաղորդիչներ, որոնք միմյանցից տարբերվում են երկարությամբ, հաստությամբ կամ նյութի տեսակով:  Հաղորդիչներով անցնող հոսանքի ուժը  չափենք ամպերաչափի օգնությամբ:
Screenshot_1.png
Փորձը ցույց է տալիս, որ միևնույն հոսանքի աղբյուրի, այսինքն նույն լարման դեպքում տարբեր հաղորդիչներով անցնող հոսանքի ուժը տարբեր է: Այսինքն նրանք տարբեր կերպ են հակազդում իրենց միջով անցնող հոսանքակիր մասնիկներին:
R
Դիմադրության միավորը կոչվում է օհմ (Օմ), ի պատիվ գերմանացի գիտնական Գ. Օհմի, այն առաջինն է ներմուծել այդ մեծությունը:
georg-simon-ohm-german-physicist-sheila-terry.jpg
111

1Օմ=1Վ1Ա

Փորձը ցույց է տալիս, որ գլանաձև  հաղորդչի դիմադրությունը տվյալ ջերմաստիճանում կախված է նրա L երկարությանից, S լայնական հատույթի մակերեսից և նյութի տեսակից: Ընդ որում, հաղորդչի դիմադրությունը նրա L երկարությունից կախված է ուղիղ համեմատականորեն, իսկ S լայնական հատույթի մակերեսից՝ հակադարձ համեմատականորեն:
R.png
R=ρlS (1)
ρ-ն նյութի տեսակարար դիմադրություննէ:

(1) բանաձևից հետևում է, որ

ρ=RSl
Տեսակարար դիմադրության միավորն է 1Օմմ: Սակայն գործնականում բարակ հաղորդիչների համար կիրառվում է 1Օմմմ²/մ միավորը, որը հավասար է՝ 1Օմմմ2/մ=106Օմմ

Տվյալ նյութի տեսակարար դիմադրությունը կարելի է որոշել աղյուսակից, որտեղ բերված արժեքները համապատասխանում են 20°C ջերմաստիճանին:
Screenshot_4.png
Ջերմաստիճանի փոփոխության դեպքում կփոխվի նաև նյութի տեսակարար դիմադրությունը: Աղյուսակից երևում է, որ ամենափոքր տեսակարար դիմադրություն ունեն հաղորդիչները՝ արծաթը, պղինձը, ոսկին: Իսկ մեկուսիչները՝ ճենապակին, էբոնիտը շատ մեծ տեսակարար դիմադրություն ունեն:
Ֆիզիկա

Հոսանքի աղբյուրներ: Էլեկտրական շղթա…

Եթե լիցքավորված էլեկտրաչափի մետաղե գունդը միացնենք չլիցքավորված էլեկտրաչափի գնդին մետաղալարով, որին միացված է էլեկտրական լամպ, ապա կստանանք կարճատև լուսարձակում՝ այսինքն կարճատև հոսանք: Հոսանքը կտևի այնքան ժամանակ, մինչև էլեկտրաչափի լիցքերը հավասարվեն:

Որպեսզի հոսանքը տևական ժամանակ գոյություն ունենա, անհրաժեշտ է հոսանքի աղբյուրի առկայություն:

Հոսանքի աղբյուրը հատուկ սարք է, որը հաղորդիչում էլեկտրական դաշտ է առաջացնում:
Առաջին պարզագույն հոսանքի աղբյուրը, որը մինչ այժմ գործածվում է, գալվանական տարրն է, որն այդպես է կոչվում ի պատիվ իտալացի կենսաբան, բժիշկ Լուիջի Գալվանիի:
Գալվանական մարտկոցները միանվագ օգտագործման հոսանքի աղբյուրներ են: Ավտոմեքենայում, բջջային հեռախոսներում մեծ կիրառություն ունեն բազմակի օգտագործման հոսանքի աղբյուրները՝ լիցքակուտակիչները (ակումուլյատորները), որոնք կարելի է լիցքավորել և նորից օգտագործել:

Հոսանքի ցանկացած նմանօրինակ աղբյուր երկու բևեռ ունի՝ դրական (+) և բացասական (-): Այդ բևեռների մոտ կուտակված տարբեր լիցքերը պայմանավորված են հոսանքի աղբյուրի ներսում ընթացող քիմիական ռեակցիաներով: Ռեակցիաները տեղի են ունենում հատուկ լուծույթի մեջ խորասուզված հաղորդիչների՝ էլեկտրոդների միջև:

Դրական էլեկտրոդն անվանում են անոդ, իսկ բացասականը՝ կաթոդ:
Եթե հաղորդալարերի միջոցով հոսանքի սպառիչը՝ օրինակ լամպը կամ զանգը միացվի հոսանքի աղբյուրին, ապա նրանց միջով հոսանք կանցնի՝ լամպը կլուսարձակի, զանգը կհնչի:
Հոսանքի աղբյուրը և հոսանքի սպառիչը միացված հաղորդալարերով կազմում են էլեկտրական շղթա:

Էլեկտրական շղթաները ներկայացնող գծագրերը կոչվում են էլեկտրական սխեմաներ:
Էլեկտրական շղթայի յուրաքանչյուր տարր սխեմայում պատկերվում է հատուկ պայմանական նշանով: Շղթաները բացի հոսանքի աղբյուրից և սպառիչներից, պարունակում են անջատիչներ, որոնց միջոցով կարելի է բացել կամ փակել շղթան՝ կարգավորելով հոսանքի անցումը, և չափիչ սարքեր՝ չափումներ կատարելու համար:

Շղթայում էլեմենտները միմյանց կարող են միացվել հաջորդական կամ զուգահեռ: 
Բացի հոսանքի քիմիական աղբյուրից կան նաև հոսանքի ֆիզիկական աղբյուրներ, որտեղ մեխանիկական, ջերմային, էլեկտրամագնիսական, լուսային և այլ էներգիաներ փոխակերպվում են էլեկտրականի: Այդպիսի հոսանքի աղբյուրի օրինակ է էլեկտրական գեներատորը:
Ֆիզիկա

Ատոմի կառուցվածքը

Էլեկտրական երևույթները բացատրելու համար անհրաժեշտ է պարզել ատոմի կառուցվածքը: Այդ ուղղությամբ առաջին հայտնագործությունը կատարեց անգլիացի գիտնական Ջ.  Թոմսոնը:1898 թվականին նա հայտնաբերեց ատոմի կազմի մեջ մտնող և տարրական լիցք կրող փոքրագույն մասնիկը՝ էլեկտրոնը:Էլեկտրոնը անհնար է «զատել» իր լիցքից, որը միշտ միևնույն արժեքն ունի: Տարբեր քիմիական տարրերի ատոմներում պարունակվում են տարբեր թվով էլեկտրոններ: Շարունակելով ատոմի կառուցվածքի բացահայտման հատուկ փորձերը, անգլիացի գիտնական Էռնեստ Ռեզերֆորդը 1911թ.-ին ներկայացրեց ատոմի կառուցվածքի վերաբերյալ իր մոդելը, որն անվանեցին մոլորակային Ըստ Ռեզերֆորդի նյութի՝ յուրաքանչյուր ատոմ կարծես փոքրիկ Արեգակնային համակարգ է, որի կենտրոնում դրականապես լիցքավորված միջուկն  է: Էլեկտրոնները պտտվում են միջուկի շուրջը նրա չափերից շատ ավելի մեծ հեռավորությունների վրա, ինչպես մոլորակները Արեգակի շուրջը:

Էլեկտրոնները շարժվում են արագացմամբ, որի պատճառը միջուկի և Էլեկտրոնի փոխադարձ ձգողությունն է: Էլեկտրոնի և միջուկի գրավիտացիոն փոխազդեցությունը շատ փոքր է` մոտ 1040ն, հետևաբար նրանց փոխազդեցությունը հիմնականում էլեկտրամագնիսական բնույթի է:

Սովորական վիճակում մարմինը, ինչպես և նրա կառուցվածքային տարրերը՝ ատոմները, էլեկտրաչեզոք են: Ուրեմն վերջինիս բոլոր էլեկտրոնների գումարային լիցքի բացարձակ արժեքը հավասար է միջուկի լիցքին:Տարբեր տարրերի ատոմները միմյանցից տարբերվում են իրենց միջուկի լիցքով և այդ միջուկի շուրջը պտտվող Էլեկտրոնների թվով: Դ. Ի. Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակում տարրերի կարգաթիվը՝ Z-ը, համընկնում է սովորական վիճակում տվյալ տարրերի ատոմի մեջ պարունակվող էլեկտրոննեի թվի հետ: Ատոմի միջուկը ևս բարդ կառուցվածք ունի. նրա կազմության մեջ մտնում են տարրական դրական լիցք կրող մարմիններ՝ պրոտոններ:Պրոտոնի զանգվածը մոտ 1840 անգամ մեծ է էլեկտրոնի զանգվածից: Դատելով միջուկի լիցքից կարելի է պնդել.
Ատոմի միջուկում պրոտոնների թիվը հավասար է տվյալ քիմիական տարրի կարգահամարին՝ Z-ին:
Ինչպես ցույց տվեցին հետազոտությունները, բացի պրոտոններից միջուկի պարունակում է նաև չեզոք մասնիկներ, որոնց անվանում են նեյտրոններ:
 
 Նեյտրոնի զանգվածը փոքր ինչ մեծ է պրոտոնի զանգվածից: Նեյտրոնների թիվը միջուկում նշանակում են N տառով:
A-ն կարելի է որոշել Մենդելեևի աղյուսակից՝ կլորացնելով տրված տարրի հարաբերական ատոմային զանգվածը մինչև ամբողջ թիվ
Որոշ դեպքերում ատոմները կարող են կորցնել մեկ կամ մի քանի էլեկտրոններ: Այդպիսի ատոմն այլևս չեզոք չէ, այն ունի դրական լիցք և կոչվում է դրական իոն: Հակառակ դեպքում, երբ ատոմին միանում է մեկ կամ մի քանի էլեկտրոն, ատոմը ձեռք է բերում բացասական լիցք և վեր է ածվում բացասական իոնի: