Диффузия: сыртқы әлемдегі анықтама және мысалдар. Аннотация: Тақырыбы: «Тірі және жансыз табиғаттағы диффузия Өсімдіктер әлеміндегі диффузия

No16 жеке пәндерді тереңдетіп оқытатын МОУ Заозерная орта мектебі

Тақырыбы: «Тірі және жансыз табиғаттағы диффузия».

Аяқталды:

8-сынып оқушысы Зябрев Кирилл.

Физика пәнінің мұғалімі: Завьялова Г.М.

Биология пәнінің мұғалімі: Зябрева В.Ф.

Томск – 2008 ж

I. Кіріспе. ………………………………………………………… 3

II. Жанды және жансыз табиғаттағы диффузия.

1. Құбылыстың ашылу тарихы. …………………………………. 4

2. Диффузия, оның түрлері. ………………………………………….. 6

3. Диффузия жылдамдығы неге байланысты? ……………………….. 7

4. Жансыз табиғаттағы диффузия. ……………………………… 8

5. Жануарлар әлеміндегі диффузия. ………………………………… 9

6. Диффузия құбылыстарын қолдану. ……………………………. 16

7. Жеке диффузиялық құбылыстарды жобалау. …………… 17

III. Қорытынды. ………………………………………………… 20

IV. Қолданылған кітаптар. …………………………………. . 21

I. Кіріспе.

Айналамызда қаншама таңғажайып және қызықты оқиғалар болып жатыр. Түнгі аспанда алыстағы жұлдыздар жарқырайды, терезеде шам жанады, жел гүлденген шие хош иісін әкеледі, қартайған әже сізді көзімен шығарып салды .... Мен көп нәрсені үйренгім келеді, өз бетімше түсіндіруге тырысамын. Өйткені, көптеген табиғат құбылыстары біз жақында мектепте айтқан диффузиялық процестермен байланысты. Бірақ олар аз айтты!

Жұмыс мақсаттары :

1. Диффузия туралы білімдерін кеңейту және тереңдету.

2. Жеке диффузиялық процестерді имитациялау.

3. Физика және биология сабақтарында пайдалану үшін қосымша компьютерлік материал жасау.

Тапсырмалар:

1. Әдебиеттерден, интернеттен қажетті материалды тауып, зерттеп, талдау.

2. Жанды және жансыз табиғатта диффузиялық құбылыстардың қай жерде болатынын (физика және биология), олардың қандай маңызы бар, адам қайда қолданатынын анықтаңыз.

3. Осы құбылыс бойынша ең қызықты эксперименттерді сипаттаңыз және құрастырыңыз.

4. Кейбір диффузиялық процестердің анимациялық модельдерін құру.

Әдістері: әдебиеттерді талдау және синтездеу, жобалау, модельдеу.

Менің жұмысым үш бөлімнен тұрады; негізгі бөлім 7 тараудан тұрады. Мен 13 әдеби көздерден, соның ішінде оқу, анықтамалық, ғылыми әдебиеттер мен интернет сайттарынан алынған материалдарды зерттеп, өңдедім, сонымен қатар Power Point редакторында жасалған презентацияны дайындадым.

II. Жанды және жансыз табиғаттағы диффузия.

II .1. Диффузия құбылысының ашылу тарихы.

Гүл тозаңының судағы суспензиясын микроскоппен бақылаған кезде Роберт Браун «сұйықтықтың қозғалуынан емес, оның булануынан емес» пайда болатын бөлшектердің ретсіз қозғалысын байқады. Өлшемі 1 мкм немесе одан аз ілулі бөлшектер, тек микроскоппен ғана көрінеді, күрделі ирек траекторияларды сипаттайтын ретсіз тәуелсіз қозғалыстар жасады. Броундық қозғалыс уақыт өткен сайын әлсіремейді және тәуелді емес химиялық қасиеттеріқоршаған орта; оның интенсивтілігі орта температурасының жоғарылауымен және оның тұтқырлығы мен бөлшектерінің мөлшерінің төмендеуімен артады. Броундық қозғалыстың себептерін сапалы түрде түсіндіру тіпті 50 жылдан кейін, броундық қозғалыстың себебі сұйық молекулалардың онда ілінген бөлшектің бетіне әсер етуімен байланысты бола бастағанда мүмкін болды.

Броун қозғалысының алғашқы сандық теориясын 1905-06 ж. А.Эйнштейн мен М.Смолуховский берген. молекулалық-кинетикалық теорияға негізделген. Броундық бөлшектердің кездейсоқ жүрістері олардың ілінген ортаның молекулаларымен бірге жылулық қозғалысқа қатысуымен байланысты екені көрсетілді. Бөлшектердің орташа кинетикалық энергиясы бірдей, бірақ массасы үлкен болғандықтан олардың жылдамдығы төмен. Броундық қозғалыс теориясы бөлшектің кездейсоқ қозғалысын молекулалардан келетін кездейсоқ күштер мен үйкеліс күштері арқылы түсіндіреді. Бұл теория бойынша сұйықтың немесе газдың молекулалары тұрақты жылулық қозғалыста болады, ал әртүрлі молекулалардың импульстері шамасы мен бағыты бойынша бірдей емес. Егер мұндай ортаға орналастырылған бөлшектің беті броундық бөлшектегідей кішкентай болса, онда бөлшектің қоршаған молекулалардан болатын әсерлері дәл өтелмейді. Сондықтан, молекулалардың «бомбалауы» нәтижесінде броундық бөлшек кездейсоқ қозғала бастайды, жылдамдығының шамасы мен бағытын шамамен секундына 1014 рет өзгертеді. Бұл теориядан белгілі бір уақыт ішінде бөлшектің орын ауыстыруын өлшеп, оның радиусы мен сұйықтықтың тұтқырлығын біле отырып, Авогадро санын есептеуге болатыны шықты.

Броундық қозғалыс теориясының тұжырымдары 1906 жылы Дж.Перрин мен Т.Сведбергтің өлшеулерімен расталды.Осы қатынастар негізінде Больцман тұрақтысы мен Авогадро тұрақтысы эксперименталды түрде анықталды. (Авогадро тұрақтысы NA деп белгіленеді, заттың 1 мольіндегі молекулалар немесе атомдар саны, NA = 6,022,1023 моль-1; А. Авогадро құрметіне атау.

Больцман тұрақтысы, физикалық тұрақты кәмбебап газ тұрақтысының қатынасына тең РАвогадро санына Н A: к = Р / Н A = 1,3807,10-23 Дж/К. Л.Больцманның атымен аталған.)

Броун қозғалысын бақылағанда бөлшектің орны тұрақты аралықпен бекітіледі. Уақыт аралықтары неғұрлым қысқа болса, бөлшектің траекториясы соғұрлым бұзылған көрінеді.

Броундық қозғалыстың заңдылықтары молекулалық-кинетикалық теорияның іргелі ережелерінің айқын дәлелі ретінде қызмет етеді. Зат қозғалысының жылулық формасы макроскопиялық денелерді құрайтын атомдардың немесе молекулалардың ретсіз қозғалысына байланысты екендігі ақырында анықталды.

Броундық қозғалыс теориясы статистикалық механиканы негіздеуде маңызды рөл атқарды, ол сулы ерітінділердің коагуляциясының (араласудың) кинетикалық теориясының негізі болып табылады. Оған қоса, ол да бар практикалық құндылығыметрологияда, өйткені броундық қозғалыс өлшем құралдарының дәлдігін шектейтін негізгі фактор ретінде қарастырылады. Мысалы, айна гальванометрінің көрсеткіштерінің дәлдік шегі ауа молекулаларымен бомбаланған броундық бөлшек сияқты айнаның дірілдеуімен анықталады. Броун қозғалысының заңдары электрондардың кездейсоқ қозғалысын анықтайды, шуыл тудырады электр тізбектері. Диэлектриктердегі диэлектрлік шығындар диэлектрикті құрайтын дипольдік молекулалардың кездейсоқ қозғалысымен түсіндіріледі. кездейсоқ қозғалыстарэлектролит ерітінділеріндегі иондар олардың электрлік кедергісін арттырады.

Броундық бөлшектердің траекториялары (Перрин тәжірибесінің схемасы); нүктелер бөлшектердің орнын тұрақты аралықпен белгілейді.

Осылайша, ДИФФУЦИЯ НЕМЕСЕ БРОУН ҚОЗҒАЛЫСЫ - Бұл қоршаған орта молекулаларының әсерінен болатын сұйықтықта немесе газда ілінген ең ұсақ бөлшектердің кездейсоқ қозғалысы; ашық

Р.Браун 1827 ж

II. 2. Диффузия, оның түрлері.

Диффузия мен өздігінен диффузияны ажыратыңыз.

диффузия арқылы бір заттың молекулаларының екінші заттың молекулалары арасындағы саңылауларға өздігінен енуі деп аталады.. Бұл жағдайда бөлшектер араласады. Газдар, сұйықтар және қатты заттар үшін диффузия байқалады. Мысалы, бір стақан суға бір тамшы сия араласады. Немесе одеколонның иісі бүкіл бөлмеге таралады.

Диффузия, өздігінен диффузия сияқты, зат тығыздығы градиенті болғанша бар. Кез келген бір заттың тығыздығы көлемнің әртүрлі бөліктерінде бірдей болмаса, онда өзіндік диффузия құбылысы байқалады. Өздігінен диффузия арқылы тығыздықты теңестіру процесі деп аталады(немесе оған пропорционал концентрация) бірдей зат. Диффузия және өздігінен диффузия тепе-теңдік емес күйде заттардың ағындарын тудыратын молекулалардың жылулық қозғалысына байланысты болады.

Масса ағынының тығыздығы – заттың массасы ( dm) бірлік аудан арқылы бірлік уақытта диффузиялау ( dS п) осіне перпендикуляр x :

(1.1)

Диффузия құбылысы Фик заңына бағынады

(1.2)

мұндағы тығыздық градиентінің модулі, ол ось бағытында тығыздықтың өзгеру жылдамдығын анықтайды X ;

D- молекулалық-кинетикалық теориядан формула бойынша есептелетін диффузия коэффициенті

(1.3)

мұндағы молекулалардың жылулық қозғалысының орташа жылдамдығы;

Орташа ұзындықмолекулалардың еркін жүру жолы.

Минус таңбасы масса алмасудың тығыздықтың азаю бағытында болатынын көрсетеді.

(1.2) теңдеу диффузия теңдеуі немесе Фик заңы деп аталады.

II. 3. Диффузия жылдамдығы.

Бөлшек заттың ішінде қозғалған кезде оның молекулаларымен үнемі соқтығысады. Бұл қалыпты жағдайда диффузияның қалыпты қозғалысқа қарағанда баяу болуының себептерінің бірі. Диффузия жылдамдығы неге байланысты?

Біріншіден, бөлшектердің соқтығысуы арасындағы орташа қашықтыққа, яғни. еркін жол ұзындығы. Бұл ұзындық неғұрлым көп болса, бөлшек затқа соғұрлым тезірек енеді.

Екіншіден, қысым жылдамдыққа әсер етеді. Заттағы бөлшектердің қаптамасы неғұрлым тығыз болса, бөтен бөлшектің мұндай қаптамаға енуі соғұрлым қиын болады.

Үшіншіден, диффузия жылдамдығы маңызды рөл атқарады молекулалық массасызаттар. Нысана неғұрлым үлкен болса, соғұрлым оның соғу ықтималдығы жоғары болады және соқтығысқаннан кейін жылдамдық әрқашан баяулайды.

Төртіншіден, температура. Температура көтерілген сайын бөлшектердің тербелісі артады, ал молекулалардың жылдамдығы артады. Алайда диффузия жылдамдығы еркін қозғалыс жылдамдығынан мың есе баяу.

Диффузияның барлық түрлері бірдей заңдарға бағынады, D диффузия коэффициентімен сипатталады, ол скаляр шама болып табылады және Фиктің бірінші заңынан анықталады.

Бір өлшемді диффузия үшін ,

мұндағы J – атомдар ағынының тығыздығы немесе зат ақаулары,
D – диффузия коэффициенті,
N – заттың атомдарының немесе ақауларының концентрациясы.

Диффузия молекулалық деңгейдегі процесс және жеке молекулалардың қозғалысының кездейсоқ сипатымен анықталады. Демек, диффузия жылдамдығы молекулалардың орташа жылдамдығына пропорционал. Газдар жағдайында кіші молекулалардың орташа жылдамдығы үлкенірек, атап айтқанда, ол кері пропорционал. шаршы түбірмолекуланың массасынан және температураның жоғарылауымен өседі. Жоғары температурадағы қатты денелердегі диффузиялық процестер көбінесе практикалық қолдануды табады. Мысалы, катодтық сәулелік түтіктердің (CRTs) кейбір түрлері 2000 ºC температурада металл вольфрам арқылы таралатын металл торийді пайдаланады.

Егер газдар қоспасында бір молекула екіншісінен төрт есе ауыр болса, онда мұндай молекула таза газдағы қозғалысымен салыстырғанда екі есе баяу қозғалады. Тиісінше, оның диффузиялық жылдамдығы да төмен. Жеңіл және ауыр молекулалар арасындағы диффузия жылдамдығының бұл айырмашылығы әртүрлі молекулалық массалары бар заттарды бөлу үшін қолданылады. Мысал ретінде изотоптарды бөлуді келтіруге болады. Кеуекті мембрана арқылы құрамында екі изотопы бар газ өткізілсе, ауырларына қарағанда жеңілірек изотоптар мембранаға тез енеді. Жақсырақ бөлу үшін процесс бірнеше кезеңде жүзеге асырылады. Бұл процесс уран изотоптарын бөлу үшін кеңінен қолданылды (нейтрондық сәулелену кезінде 235U бөлінетін бөлікті 238U негізгі бөлігінен бөлу). Бұл бөлу әдісі энергияны көп қажет ететіндіктен, басқа, неғұрлым үнемді бөлу әдістері әзірленді. Мысалы, газ тәріздес ортада термиялық диффузияны қолдану кеңінен дамыған. Құрамында изотоптар қоспасы бар газ кеңістіктегі температура айырмашылығы (градиент) сақталатын камераға орналастырылады. Бұл жағдайда ауыр изотоптар уақыт өте суық аймақта шоғырланады.

Қорытынды. Диффузиялық өзгерістерге мыналар әсер етеді:

· заттың молекулалық массасы (молекулярлық массасы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым жылдамдығы төмен);

· бөлшектердің соқтығысуы арасындағы орташа қашықтық (жол ұзындығы неғұрлым көп болса, соғұрлым жылдамдық жоғары болады);

· қысым (бөлшектердің қаптамасы неғұрлым үлкен болса, соғұрлым оны бұзу қиын болады),

· температура (температура көтерілген сайын жылдамдық артады).

II.4. Жансыз табиғаттағы диффузия.

Біздің бүкіл өміріміз табиғаттың біртүрлі парадоксына құрылғанын білесіз бе? Біз тыныс алатын ауа әртүрлі тығыздықтағы газдардан тұратынын бәрі біледі: азот N 2 , оттегі O 2 , көмірқышқыл газы CO 2 және басқа да қоспалардың аз мөлшері. Және бұл газдар ауырлық күшіне қарай қабат-қабат орналасуы керек: ең ауыры, CO 2, жердің ең бетінде, оның үстінде - O 2, одан да жоғары - N 2. Бірақ бұл болмайды. Бізді газдардың біртекті қоспасы қоршап тұр. Жалын неге сөнбейді? Өйткені, оны қоршап тұрған оттегі тез күйіп кетеді ме? Мұнда, бірінші жағдайдағыдай, теңестіру механизмі жұмыс істейді. Диффузия табиғаттағы теңгерімсіздікті болдырмайды!

Неліктен теңіз тұзды? Өзендер тау жыныстарының, минералдардың қалыңдығынан өтіп, теңізге тұздарды шайып жатқанын білеміз. Тұз сумен қалай араласады? Мұны қарапайым тәжірибемен түсіндіруге болады:

ТӘЖІРИБЕ СИПАТТАМАСЫ:Шыны ыдысқа мыс сульфатының сулы ерітіндісін құйыңыз. Ерітіндіге таза суды абайлап құйыңыз. Біз сұйықтықтар арасындағы шекараны байқаймыз.

Сұрақ:Уақыт өте келе бұл сұйықтықтармен не болады және біз нені байқаймыз?

Уақыт өте келе жанасатын сұйықтықтар арасындағы шекара бұлыңғырлана бастайды. Сұйықтықтары бар ыдысты шкафқа қоюға болады және күн сайын сұйықтықтардың өздігінен араласуы қалай жүретінін байқауға болады. Соңында ыдыста ашық көк түсті біртекті сұйықтық пайда болады, жарықта түссіз дерлік.

Мыс сульфатының бөлшектері судан ауыр, бірақ диффузияға байланысты олар баяу көтеріледі. Мұның себебі - сұйықтықтың құрылымы. Сұйық бөлшектер жинақы топтарға – псевдонуклеилерге оралған. Олар бір-бірінен қуыстар - тесіктер арқылы бөлінген. Ядролар тұрақты емес, олардың бөлшектері ұзақ уақыт тепе-теңдікте болмайды. Бөлшек энергия бере салысымен, бөлшек ядродан бөлініп, бос орындарға түседі. Сол жерден ол басқа ядроға оңай секіреді және т.б.

Бөгде заттың молекулалары сұйықтық арқылы жолды тесіктерден бастайды. Жолда олар ядролармен соқтығысады, олардан бөлшектерді қағып, олардың орнын алады. Бір бос жерден екінші орынға ауыса отырып, олар сұйық бөлшектермен баяу араласады. Біз диффузия жылдамдығы төмен екенін білеміз. Сондықтан қалыпты жағдайда бұл тәжірибе 18 күнге созылды, қыздыру кезінде - 2-3 минут.

Қорытынды: Күннің жалынында, алыстағы жарық жұлдыздардың өмірі мен өлімінде, біз тыныс алатын ауада, ауа-райының өзгеруінде, барлық дерлік физикалық құбылыстарда біз құдіретті диффузияның көрінісін көреміз!

II.5. Жабайы табиғаттағы диффузия.

Қазіргі уақытта диффузиялық процестер жақсы зерттелген, олардың физикалық және химиялық заңдылықтары бекітілген және олар тірі организмдегі молекулалардың қозғалысына әбден жарамды. Тірі организмдердегі диффузия жасушаның плазмалық мембранасымен тығыз байланысты. Сондықтан оның қалай реттелгенін, оның құрылымдық ерекшеліктерінің жасушадағы заттардың тасымалдануымен байланыстылығын анықтау қажет.

Плазмалық мембрана (плазмалемма, жасуша мембранасы), өсімдік және жануар жасушаларының протоплазмасын қоршап тұрған беткі, шеткі құрылым тек механикалық тосқауыл қызметін атқарып қана қоймайды, ең бастысы, жасушаға еркін екі жақты ағынды шектейді. төмен және жоғары молекулалы заттардан. Сонымен қатар, плазмалемма әртүрлі «танатын» құрылым ретінде әрекет етеді химиялық заттаржәне осы заттардың жасушаға селективті тасымалдануын реттейді

Плазмалық мембрананың сыртқы беті қалыңдығы 3-4 нм заттың борпылдақ талшықты қабатымен – гликокаликспен жабылған. Ол мембраналық интегралдық белоктардың күрделі көмірсуларының тармақталу тізбектерінен тұрады, олардың арасында ақуыздардың қантпен және ақуыздардың жасушамен оқшауланған майлармен қосылыстары орналасуы мүмкін. Заттардың жасушадан тыс ыдырауына қатысатын кейбір жасушалық ферменттер (клеткадан тыс ас қорыту, мысалы, ішек эпителийінде) бірден табылады.

Липидті қабаттың ішкі бөлігі гидрофобты болғандықтан, ол көптеген полярлы молекулалар үшін іс жүзінде өтпейтін тосқауыл болып табылады. Бұл тосқауылдың болуына байланысты жасушалардың мазмұнының ағып кетуіне жол берілмейді, алайда, осыған байланысты жасуша мембрана арқылы суда еритін заттарды тасымалдау үшін арнайы механизмдер жасауға мәжбүр болды.

Плазмалық мембрана, басқа липопротеидті жасуша мембраналары сияқты, жартылай өткізгіш болып табылады. Су және онда еріген газдар максималды ену қабілетіне ие. Иондардың тасымалдануы концентрация градиенті бойынша, яғни пассивті түрде энергия шығынынсыз жүре алады. Бұл жағдайда кейбір мембраналық тасымалдаушы ақуыздар молекулалық кешендер, иондар мембрана арқылы жай диффузия арқылы өтетін арналар түзеді. Басқа жағдайларда арнайы мембраналық тасымалдаушы ақуыздар сол немесе басқа ионмен таңдамалы түрде байланысады және оны мембрана арқылы тасымалдайды. Тасымалдаудың бұл түрі белсенді тасымалдау деп аталады және белок-иондық сорғылар арқылы жүзеге асырылады. Мысалы, 1 ATP молекуласын жұмсай отырып, K-Na сорғы жүйесі бір циклде жасушадан 3 Na ионын шығарады және концентрация градиентіне қарсы 2 К ионын айдайды. Иондардың белсенді тасымалдануымен бірге әртүрлі қанттар, нуклеотидтер және аминқышқылдары плазмалемма арқылы өтеді. Белоктар сияқты макромолекулалар мембранадан өтпейді. Олар, сондай-ақ заттың үлкен бөлшектері эндоцитоз арқылы жасушаға тасымалданады. Эндоцитоз кезінде плазмалемманың белгілі бір бөлімі жасушадан тыс материалды басып алып, оны қабықшалы вакуольге жабады. Бұл вакуоль – эндосома – цитоплазмада бастапқы лизосомамен қосылып, ұсталған материалдың қорытылуы жүреді. Эндоцитоз формальды түрде фагоцитоз (үлкен бөлшектерді жасушаның сіңіруі) және пиноцитоз (ерітінділердің сіңірілуі) болып бөлінеді. Плазмалық мембрана сонымен қатар эндоцитозға кері процесс болып табылатын экзоцитоздың көмегімен жасушадан заттарды шығаруға қатысады.

Су ерітінділеріндегі иондардың диффузиясы әсіресе тірі организмдер үшін маңызды. Диффузияның тыныс алудағы, фотосинтездегі және өсімдіктердің транспирациясындағы рөлі бірдей маңызды; өкпе альвеолаларының қабырғалары арқылы ауадан оттегінің тасымалдануында және оның адам мен жануарлардың қанына түсуінде. Молекулалық иондардың мембраналар арқылы диффузиясы жасуша ішіндегі электрлік потенциалдың көмегімен жүзеге асырылады. Селективті өткізгіштікке ие мембраналар тауарларды шекарадан өткізу кезінде кеден рөлін атқарады: кейбір заттар өтеді, басқалары кешіктіріледі, ал басқалары әдетте жасушадан «шығалады». Жасушалар тіршілігінде мембраналардың рөлі өте үлкен. Өліп жатқан жасуша мембранадағы заттардың концентрациясын реттеу қабілетін бақылауды жоғалтады. Жасушаның өлуінің бірінші белгісі оның сыртқы қабықшасының өткізгіштігінің өзгеруі мен істен шығуының басталуы.

Кәдімгі тасымалдаудан басқа - электрлік немесе градиенттердің әсерінен зат бөлшектерінің ауысуының кинетикалық процесі. химиялық потенциал, температура немесе қысым - белсенді тасымалдау жасушалық процестерде де жүреді - молекулалар мен иондардың заттардың концентрация градиентіне қарсы қозғалысы. Бұл диффузиялық механизм осмос деп аталады. (Алғаш рет осмосты 1748 жылы А.Нолле бақылаған, бірақ бұл құбылысты зерттеу бір ғасырдан кейін басталды.) Бұл процесс сулы ерітіндідегі әртүрлі жақтағы осмостық қысымның әртүрлі болуына байланысты жүзеге асады. биологиялық мембранаСу көбінесе мембрана арқылы осмос арқылы еркін өтеді, бірақ бұл мембрана суда еріген заттарды өткізбейтін болуы мүмкін. Судың бұл заттың диффузиясына қарсы ағып жатқаны қызық, бірақ бағынады жалпы құқықконцентрация градиенті (бұл жағдайда су).

Сондықтан су концентрациясы жоғарырақ сұйылтылған ерітіндіден су концентрациясы төмен заттың неғұрлым концентрлі ерітіндісіне ауысады. Тікелей суды сорып, сорып шығара алмайтын жасуша мұны осмостың көмегімен ондағы еріген заттардың концентрациясын өзгертеді. Осмос мембрананың екі жағындағы ерітіндінің концентрациясын теңестіреді. Жасуша мембранасының екі жағындағы заттар ерітінділерінің осмостық қысымынан және жасуша қабықшасының серпімділігі стресс жағдайыжасуша қабықшасы, оны тургор қысымы деп атайды (тургор – латын тілінен. turgere – ісінген, толтырылған). Әдетте, жануарлар жасушасының мембраналарының серпімділігі (кейбір ішектерді қоспағанда) төмен, оларда жоғары тургор қысымы жоқ және изотоникалық ерітінділерде немесе изотоникалық ерітінділерден аз ғана айырмашылығы бар (ішкі қысым мен сыртқы қысым арасындағы айырмашылық 0,5-тен аз) бұзылмаған. -1.0). Тірі өсімдік жасушаларында ішкі қысым әрқашан сыртқы қысымнан жоғары болады, бірақ целлюлоза жасуша қабырғасының болуына байланысты жасуша мембранасының жарылуы болмайды. Өсімдіктердегі ішкі және сыртқы қысымдар арасындағы айырмашылық (мысалы, галофит өсімдіктерінде – сүйгіш тұз, саңырауқұлақтар) таңғы 50-100-ге жетеді. Бірақ соған қарамастан, қауіпсіздік шегі өсімдік жасушасы 60-70% құрайды. Көптеген өсімдіктерде тургордың әсерінен жасуша қабықшасының салыстырмалы ұзаруы 5-10% аспайды, ал тургор қысымы 5-10 ам аралығында жатады. Тургордың арқасында өсімдік тіндері серпімділік пен құрылымдық күшке ие. (No3, No4 тәжірибелер мұны растайды). Барлық автолиз (өзін-өзі жою), солу және қартаю процестері тургор қысымының төмендеуімен бірге жүреді.

Тірі табиғаттағы диффузияны ескере отырып, сіңіру туралы айтпай кетуге болмайды. Абсорбция - бұл әртүрлі заттардың сыртқы ортадан алу процесі жасуша мембраналарыжасушаларға, ал олар арқылы - организмнің ішкі ортасына. Өсімдіктерде бұл осмос және диффузия арқылы тамырлар мен жапырақтарда еріген заттармен суды сіңіру процесі; омыртқасыздарда – қоршаған ортадан немесе қуыс сұйықтығынан. Алғашқы организмдерде сіңіру пино- және фагоцитоздың көмегімен жүзеге асады. Омыртқалы жануарларда абсорбция құрсақ қуысы мүшелерінен – өкпеден, жатырдан, қуықтан да, терінің бетінен, жара бетінен және т.б. болуы мүмкін. Ұшқыш газдар мен булар теріге сіңеді.

Ең үлкен физиологиялық маңызы – асқазан-ішек жолында сіңуі, ол негізінен аш ішекте болады. Заттардың тиімді тасымалдануы үшін ішектің үлкен беті және шырышты қабатта үнемі жоғары қан ағымы ерекше маңызды болып табылады, соның арқасында сіңірілетін қосылыстардың жоғары концентрация градиенті сақталады. Адамдарда тамақ кезінде мезентериялық қан ағымы шамамен 400 мл/мин құрайды, ал ас қорыту биіктігінде - 750 мл/мин дейін, негізгі үлесі (80% дейін) шырышты қабықшадағы қан ағымы. ас қорыту органдары. Шырышты қабаттың бетін үлкейтетін құрылымдардың болуына байланысты - дөңгелек қатпарлар, бүршіктер, микробүршіктер, адам ішектерінің сору бетінің жалпы ауданы 200 м 2 жетеді.

Су және тұз ерітінділері ішек қабырғасының екі жағында да, аш ішекте де, тоқ ішекте де диффузиялануы мүмкін. Олардың сіңуі негізінен аш ішектің жоғарғы бөлімдерінде болады. Ащы ішекте Na+ иондарының тасымалдануы үлкен маңызға ие, соның арқасында негізінен электрлік және осмостық градиенттер түзіледі. Na+ иондарының сіңірілуі белсенді және пассивті механизмдер есебінен жүреді.

Егер жасушада осмостық қысымды реттейтін жүйелер болмаса, онда оның ішіндегі еріген заттардың концентрациясы олардың сыртқы концентрацияларынан жоғары болар еді. Сонда жасушадағы судың концентрациясы оның сыртындағы концентрациясынан аз болады. Осының нәтижесінде жасушаға судың үздіксіз түсуі және оның жарылуы болады. Бақытымызға орай, жануарлар жасушалары мен бактериялар Na сияқты бейорганикалық иондарды белсенді түрде айдау арқылы жасушаларындағы осмостық қысымды басқарады. Сондықтан олардың жасуша ішіндегі жалпы концентрациясы сыртқа қарағанда төмен. Мысалы, қосмекенділер уақытының едәуір бөлігін суда өткізеді, ал қан мен лимфа құрамындағы тұздың мөлшері тұщы суға қарағанда жоғары. Қосмекенділер тері арқылы суды үздіксіз сіңіреді. Сондықтан олар несепті көп шығарады. Бақа, мысалы, оның клоакасы таңылған болса, шар тәрізді ісінеді. Керісінше, қосмекенді тұзды теңіз суына түссе, ол сусызданып, өте тез өледі. Сондықтан қосмекенділер үшін теңіздер мен мұхиттар еңсерілмейтін тосқауыл болып табылады. Өсімдік жасушаларында олардың ісінуіне жол бермейтін қатты қабырғалары бар. Көптеген қарапайымдар кіретін суды үнемі шығарып тұратын арнайы механизмдерді қолдану арқылы кіретін судан жарылудан сақтайды.

Сонымен, жасуша қоршаған ортамен зат және энергия алмасатын, бірақ ішкі ортаның белгілі бір тұрақтылығын сақтайтын ашық термодинамикалық жүйе. Өзін-өзі реттейтін жүйенің бұл екі қасиеті – ашықтық пен тұрақтылық – қатар жүзеге асады және жасушаның тұрақтылығына зат алмасу (зат алмасу) жауап береді. Метаболизм жүйенің сақталуына ықпал ететін реттеуші болып табылады, ол қоршаған орта әсерлеріне сәйкес жауап береді. Сондықтан қажетті жағдайметаболизм – бір мезгілде жүйенің жүйелілігі мен тұтастығының факторы ретінде әрекет ететін барлық деңгейдегі тірі жүйенің тітіркенуі.

Мембраналар химиялық заттардың әсерінен өткізгіштігін өзгерте алады және физикалық факторлар, соның ішінде нейрондар жүйесі арқылы электрлік импульстің өтуі және оған әсер ету кезінде мембрананың деполяризациясы нәтижесінде.

Нейрон - жүйке талшығының сегменті. Егер оның бір ұшына тітіркендіргіш әсер етсе, онда электрлік импульс пайда болады. Оның мәні адамның бұлшықет жасушалары үшін шамамен 0,01 В және ол шамамен 4 м/с жылдамдықпен таралады. Импульс синапсқа жеткенде – нейрондардың байланысы, оны бір нейроннан екінші нейронға сигнал беретін реле түрі ретінде қарастыруға болады, содан кейін электрлік импульс нейротрансмиттерлердің – арнайы делдал заттардың бөлінуімен химиялық импульске айналады. . Мұндай медиатордың молекулалары нейрондар арасындағы саңылауға енгенде, нейротрансмиттер диффузия арқылы саңылаудың соңына жетеді және келесі нейронды қоздырады.

Дегенмен, нейрон оның бетінде арнайы молекулалар - рецепторлар болған жағдайда ғана әрекет етеді, олар тек осы медиаторды байланыстырады және басқасына реакция бермейді. Бұл мембранада ғана емес, сонымен қатар кез-келген органда, мысалы, бұлшықетте, оның жиырылуын тудырады. Синапстар арқылы импульстік сигналдар басқалардың берілуін тежей немесе күшейте алады, сондықтан нейрондар логикалық функцияларды («және», «немесе») орындайды, бұл белгілі бір дәрежеде Н.Винерге есептеу процестері жүйедегі есептеу процестері деп санауға негіз болды. Тірі организмнің миы мен компьютерде іс жүзінде бірдей үлгіні ұстанады. Содан кейін ақпараттық тәсілжансыз және тірі табиғатты біртұтас сипаттауға мүмкіндік береді.

Сигналдың мембранаға әсер ету процесінің өзі оның жоғары электрлік кедергісін өзгертуден тұрады, өйткені ондағы потенциалдар айырымы да 0,01 В-қа тең. Кедергінің төмендеуі электр тогы импульсінің жоғарылауына және қозу одан әрі түрінде беріледі жүйке импульсі, белгілі бір иондардың мембрана арқылы өту мүмкіндігін өзгерту кезінде. Осылайша, ағзадағы ақпарат химиялық және физикалық механизмдер арқылы біріктірілген түрде берілуі мүмкін және бұл оны тірі жүйеде тасымалдау және өңдеу арналарының сенімділігі мен әртүрлілігін қамтамасыз етеді.

Митохондрияларда жасушалар пайда болған кезде жасушалық тыныс алу процестерімен АТФ молекулалары, оны қажетті энергиямен қамтамасыз ету, фотосинтез нәтижесінде алынған O2 оттегін қажет ететін тірі ағзаның қарапайым тыныс алу процестері тығыз байланысты. Бұл процестердің механизмдері де диффузия заңдарына негізделген. Негізінде бұл тірі ағзаға қажетті материалдық және энергетикалық компоненттер. Фотосинтез – синтезделген заттардың молекулаларында жаңа байланыстар түзу арқылы күн энергиясын сақтау процесі. Фотосинтездің бастапқы материалдары су H 2 O және көмірқышқыл газы CO 2 болып табылады. Бұл қарапайым бейорганикалық қосылыстар күрделірек, энергияға бай қоректік заттарды құрайды. Жанама өнім ретінде, бірақ біз үшін өте маңызды молекулалық оттегі O 2 түзіледі. Мысал ретінде жарық кванттарын сіңіру және хлоропласттардың құрамындағы хлорофилл пигментінің болуына байланысты болатын реакцияны келтіруге болады.

Нәтижесінде бір қант молекуласы C 6 H 12 O 6 және алты оттегі молекуласы O 2. Процесс кезең-кезеңімен жүреді, біріншіден, фотолиз сатысында судың бөлінуінен сутегі мен оттегі түзіледі, содан кейін сутегі көмірқышқыл газымен қосылып, көмірсу - қант C 6 H 12 O 6 түзеді. Негізінде, фотосинтез - бұл Күннің сәулелену энергиясын пайда болатын органикалық заттардың химиялық байланыстарының энергиясына айналдыру. Сонымен, жарықта оттегі O 2 түзетін фотосинтез бір болып табылады биологиялық процессол тірі ағзаларды қамтамасыз етеді бос энергия. Оттегін тұтынумен байланысты организмдегі метаболикалық процесс ретінде қалыпты тыныс алу процесі фотосинтез процесінің кері бағыты болып табылады. Бұл процестердің екеуі де келесі тізбек бойынша жүруі мүмкін:

күн энергиясы(фотосинтез)

қоректік заттар + (тыныс)

Химиялық байланыстардың энергиясы.

соңғы өнімдерТыныс алу фотосинтездің бастапқы материалы ретінде қызмет етеді. Сонымен, фотосинтез және тыныс алу процестері Жердегі заттардың айналымына қатысады. Күн радиациясының бір бөлігін өсімдіктер мен кейбір организмдер жұтады, олар біз білетіндей автотрофтар, т.б. өзін-өзі тамақтандыру (олар үшін тамақ - күн сәулесі). Фотосинтез кезінде автотрофтар байланысады көміртегі диоксидіатмосфера мен су 150 миллиард тоннаға дейін органикалық заттар түзеді, 300 миллиард тоннаға дейін СО 2 сіңеді және жыл сайын шамамен 200 миллиард тонна бос оттегі O 2 шығарады.

Алынған органикалық заттарадамдар мен шөпқоректілер тамақ ретінде пайдаланады, олар өз кезегінде басқа гетеротрофтармен қоректенеді. Өсімдіктер мен жануарлардың қалдықтары содан кейін қарапайым болып ыдырайды бейорганикалық заттар, ол қайтадан СО 2 және H 2 O түрінде фотосинтезге қатыса алады. Алынған энергияның бір бөлігі, соның ішінде қазбалық энергетикалық отын түрінде жинақталған, тірі организмдер тұтыну үшін пайдаланылады, бір бөлігі пайдасыз бөлінеді. қоршаған орта. Сондықтан фотосинтез процесі оларды қажетті энергиямен және оттегімен қамтамасыз ету мүмкіндігіне байланысты Жер биосферасының дамуының белгілі бір кезеңінде тірі заттардың эволюциясының катализаторы болып табылады.

Жасушадағы зат алмасудың негізінде диффузиялық процестер жатыр, яғни олардың көмегімен бұл процестер мүшелер деңгейінде жүзеге асады. Өсімдіктердің тамыр түктерінде, жануарлар мен адамның ішек-қарындарында сіңіру процестері осылай жүреді; өсімдіктердің устьицаларында, адам мен жануарлардың өкпелері мен ұлпаларында газ алмасу, экскреторлық процестер.

Биологтар жасушалардың құрылымы мен зерттеуімен 1855 жылы жасушаларды бөлу арқылы өсу механизмін анықтаған Шлейден, Шванн, Пуриме және Вирховтан бастап 150 жылдан астам уақыт бойы айналысты. Әрбір организм бір жасушадан дамып, ол бөліне бастайтыны және осының нәтижесінде бір-бірінен айтарлықтай ерекшеленетін көптеген жасушалар түзілетіні анықталды. Бірақ организмнің дамуы бастапқыда бірінші жасушаның бөлінуінен басталғандықтан, өмірлік цикліміздің бір кезеңдерінде біз өте алыстағы бір жасушалы ата-бабаға ұқсастықты сақтаймыз және әзілдеп айта аламыз. маймылға қарағанда амеба.

Органдар жасушалардан түзіледі, ал жасушалар жүйесі оның құрамдас элементтерінде жоқ қасиеттерге ие болады, т. жеке жасушалар. Бұл айырмашылықтар осы жасуша синтездейтін белоктар жиынтығына байланысты. Қызметіне қарай бұлшықет жасушалары, жүйке жасушалары, қан жасушалары (эритроциттер), эпителий және басқалары бар. Жасушаның дифференциациясы организмнің дамуы кезінде бірте-бірте жүреді. Жасушаның бөлінуі, олардың өмірі мен өлімі процесінде жасушалардың үздіксіз алмасуы организмнің бүкіл өмірінде жүреді.

Біздің денеміздегі бірде-бір молекула бірнеше аптадан немесе айдан астам уақыт бойы өзгермейді. Осы уақыт ішінде молекулалар синтезделеді, жасуша тіршілігіндегі рөлін орындайды, жойылады және басқа, азды-көпті бірдей молекулалармен ауыстырылады. Ең таңғаларлық нәрсе, тұтастай алғанда тірі организмдер олардың құрамдас молекулаларына қарағанда әлдеқайда тұрақты, ал жасушалардың және осы жасушалардан тұратын бүкіл дененің құрылымы жеке компоненттердің ауыстырылуына қарамастан, осы үздіксіз циклде өзгеріссіз қалады.

Оның үстіне бұл машинаның жеке бөлшектерін ауыстыру емес, С.Роз бейнелеп салыстырғандай, шанақ кірпіш ғимараты бар, «жынды кірпіш қалаушы одан күндіз-түні үздіксіз бір кірпішті бірінен соң бірін шығарып, жаңасын салады. өз орындарындағылар. Сонымен қатар, ғимараттың сыртқы келбеті өзгеріссіз қалады, ал материал үнемі ауыстырылады. Біз кейбір нейрондармен және жасушалармен туамыз, ал басқаларымен бірге өлеміз. Мысал ретінде бала мен қарт адамның санасы, түсінігі мен қабылдауын келтіруге болады. Барлық ұяшықтар толық генетикалық ақпаратберілген ағзаның барлық белоктарын құру. Тұқым қуалайтын ақпаратты сақтау және беру жасуша ядросының көмегімен жүзеге асырылады.

Қорытынды: Жасушаның тіршілік әрекетінде плазмалық мембрананың өткізгіштігінің рөлін асыра айту мүмкін емес. Жасушаны энергиямен қамтамасыз ету, өнімдерді қабылдау және ыдырау өнімдерінен құтылумен байланысты процестердің көпшілігі осы жартылай өткізгіш тірі кедергі арқылы диффузия заңдарына негізделген.

Осмос- шын мәнінде, судың концентрациясы жоғары жерлерден су концентрациясы төмен жерлерге судың қарапайым диффузиясы.

Пассивті тасымалдау- бұл заттардың электрохимиялық потенциалының үлкен мәні бар орындардан мәні төмен жерлерге ауысуы. Суда еритін шағын молекулалардың тасымалдануы арнайы тасымалдаушы ақуыздардың көмегімен жүзеге асырылады. Бұл арнайы трансмембраналық ақуыздар, олардың әрқайсысы белгілі бір молекулаларды немесе өзара байланысты молекулалар топтарының тасымалдануына жауап береді.

Көбінесе молекулалардың электрохимиялық градиентіне қарсы мембрана арқылы тасымалдануын қамтамасыз ету қажет. Мұндай процесс деп аталады белсенді тасымалдаужәне қызметі энергия шығынын қажет ететін тасымалдаушы белоктар арқылы жүзеге асады. Егер тасымалдаушы ақуыз энергия көзіне байланысты болса, мембрана арқылы заттардың белсенді тасымалдануын қамтамасыз ететін механизмді алуға болады.

II.6. Диффузияны қолдану.

Адам ерте заманнан бері диффузиялық құбылыстарды пайдаланып келеді. Пісіру және үйді жылыту осы процеске байланысты. Біз металдарды термиялық өңдеу кезінде диффузияға тап боламыз (дәнекерлеу, дәнекерлеу, кесу, жабу және т.б.); бөлшектер мен құрылғылардың химиялық төзімділігін, беріктігін, қаттылығын арттыру үшін немесе қорғаныш және сәндік мақсатта (мырышпен қаптау, хромдау, никельмен қаптау) металл бұйымдарының бетіне металдардың жұқа қабатын жағу.

Үйде тамақ дайындауға қолданатын табиғи жанғыш газ түссіз және иіссіз. Сондықтан газдың ағып кетуін бірден байқау қиын болар еді. Ал диффузияға байланысты ағып кету жағдайында газ бүкіл бөлмеге таралады. Сонымен қатар, жабық бөлмеде газдың ауаға белгілі бір қатынасында, мысалы, жанып тұрған сіріңкеден жарылып кетуі мүмкін қоспа пайда болады. Газ улануды да тудыруы мүмкін.

Бөлмеге газ ағыны байқалуы үшін тарату станцияларында жанғыш газды адам өте төмен концентрацияда да оңай сезетін өткір жағымсыз иісі бар арнайы заттармен алдын ала араластырады. Бұл сақтық шарасы ағып кету орын алған жағдайда бөлмеде газдың жиналуын тез байқауға мүмкіндік береді.

Заманауи өнеркәсіпте вакуумды қалыптау қолданылады, бұл парақ термопластикасынан бұйымдар жасау әдісі. Қажетті конфигурацияның өнімі парағы бекітілген қалыптың қуысында сирек кездесетін қысымның айырмашылығына байланысты алынады. Ол, мысалы, ыдыстарды, тоңазытқыштардың бөлшектерін, аспаптар корпустарын өндіруде қолданылады. Осылайша диффузияға байланысты өздігінен дәнекерлеуге болмайтын нәрсені дәнекерлеуге болады (металл шыны, шыны және керамика, металдар мен керамика және т.б.).

Кеуекті мембраналар арқылы әртүрлі уран изотоптарының диффузиясына байланысты ядролық реакторлар үшін отын алынды. Кейде ядролық отынды ядролық отын деп те атайды.

Заттардың тері асты тініне, бұлшықетке енген кезде немесе көздің, мұрынның, есту түтігінің шырышты қабығына жаққанда сіңірілуі (резорбциясы) негізінен диффузия есебінен жүреді. Бұл көптеген дәрілік заттарды қолданудың негізі болып табылады және бұлшықеттерде сіңу теріге қарағанда тезірек жүреді.

«Шық түскенше орақ шаб» дейді халық даналығы. Айтыңызшы, диффузия мен таңертеңгі шөп шабудың оған қандай қатысы бар? Түсіндіру өте қарапайым. Таңертеңгі шық кезінде шөптерде тургор қысымы, ашық устьицалар, серпімді сабақтары жоғарылайды, бұл олардың шабылуын жеңілдетеді (жабық устьтікпен шабылған шөп нашар кебеді).

Бау-бақша шаруашылығында өсімдіктерді бүршіктену және кесінділерге егу кезінде диффузияның әсерінен каллус түзіледі (латын тілінен аударғанда Callus – жүгері) – зақымданған жерлерге ағып кету түріндегі жара тіндері және олардың жазылуына ықпал етеді, олардың қосылуын қамтамасыз етеді. тамырсабақтары бар тара.

Каллус оқшауланған тіндердің культурасын алу үшін қолданылады (эксплантация). Бұл адам, жануарлар және өсімдіктер денесінен оқшауланған жасушаларды, ұлпаларды, ұсақ мүшелерді немесе олардың бөліктерін арнайы қоректік орталарда ұзақ уақыт сақтау және өсіру әдісі. Ол асептиканы, қоректенуді, газ алмасуды және өңделетін объектілердің зат алмасу өнімдерін жоюды қамтамасыз ететін микроорганизмдер культурасын өсіру әдістеріне негізделген. Тіндік культура әдісінің артықшылығының бірі - микроскоптың көмегімен жасушалардың тіршілік әрекетін бақылау мүмкіндігі. Ол үшін өсімдік ұлпасын құрамында ауксиндер мен цитокининдер бар қоректік орталарда өсіреді. Каллус әдетте білім беру тінінің нашар дифференциалданған біртекті жасушаларынан тұрады, бірақ өсу жағдайларының өзгеруімен, ең алдымен, қоректік ортадағы фитогормондардың мазмұны, онда флоэма, ксилема және басқа тіндердің түзілуі мүмкін, сонымен қатар дамуы мүмкін. әр түрлі органдар мен бүкіл өсімдік.

II.7. Жеке тәжірибелерді жобалау.

Қолдану ғылыми әдебиеттер, Мен өзім үшін ең қызықты эксперименттерді қайталауға тырыстым. Диффузия механизмін және осы эксперименттердің нәтижелерін презентацияда анимациялық модельдер түрінде бейнеледім.

ТӘЖІРИБЕ 1.Екі пробирканы алыңыз: жартысы сумен толтырылған, екінші жартысы құммен толтырылған. Құм салынған пробиркаға су құйыңыз. Пробиркадағы су мен құм қоспасының көлемі су мен құм көлемінің қосындысынан аз.

ТӘЖІРИБЕ 2.Ұзын шыны түтіктің жартысын сумен толтырыңыз, содан кейін үстіне түсті спиртті құйыңыз. Резеңке сақинамен түтіктегі сұйықтықтардың жалпы деңгейін белгілеңіз. Су мен спиртті араластырғаннан кейін қоспаның көлемі азаяды.

(1 және 2-тәжірибе. зат бөлшектері арасында бос орындар бар екенін дәлелдейді; диффузия кезінде олар зат бөлшектерімен толтырылады - бөтен).

ТӘЖІРИБЕ 3.Біз аммиакпен суланған мақтаны фенолфталеин индикаторымен суланған мақтамен жанастырамыз. Біз жүннің таңқурай түске боялғанын байқаймыз.

Енді аммиакпен суланған мақта тампонын шыны ыдыстың түбіне қойып, фенолфталеинмен ылғалдандырады. Біз қақпаққа бекітеміз және шыны ыдысты осы қақпақпен жабамыз. Біраз уақыттан кейін фенолфталеинмен суланған мақта дақтары түсе бастайды.

Аммиакпен әрекеттесу нәтижесінде фенолфталеин қып-қызыл түске боялады, оны мақтаның жанасуы кезінде байқадық. Бірақ неге, содан кейін, екінші жағдайда, фенолфталеинмен суланған мақта. Ол да боялады, өйткені қазір жүнді жанаспады ма? Жауабы: зат бөлшектерінің үздіксіз ретсіз қозғалысы.

ТӘЖІРИБЕ 4.Биік цилиндрлік ыдыстың ішіндегі қабырға бойымен фенолфталеин индикаторының ерітіндісімен крахмал пастасы қоспасымен сіңдірілген сүзгі қағазының тар жолағын түсіріңіз. Йод кристалдарын ыдыстың түбіне қойыңыз. Ыдысты қақпақпен мықтап жабыңыз, оған аммиак ерітіндісіне малынған мақта ілінеді.

Йодтың крахмалмен әрекеттесуіне байланысты қағаз жолағында көк-күлгін түс пайда болады. Сонымен бірге қызыл-қызыл түс төмен қарай таралады – бұл аммиак молекулаларының қозғалысының дәлелі. Бірнеше минуттан кейін қағаздың түрлі-түсті аймақтарының шекаралары кездеседі, содан кейін көк және қызыл қызыл түстер араласады, яғни диффузия пайда болады.[ 10]

ТӘЖІРИБЕ 5.(бірге өткізеді) Сағат тұтқасы, рулетка, дәретхана суы бар бөтелке алып, бөлменің әртүрлі бұрыштарында тұрыңыз. Біреуі уақытты белгілеп, құтыны ашады. Тағы біреуі дәретхана суының иісін сезген уақытты атап өтеді. Экспериментаторлар арасындағы қашықтықты өлшей отырып, диффузия жылдамдығын табамыз. Дәлдік үшін тәжірибе 3-4 рет қайталанып, жылдамдықтың орташа мәні табылады. Егер экспериментаторлар арасындағы қашықтық 5 метр болса, онда иіс 12 минуттан кейін сезіледі. Яғни, бұл жағдайда диффузия жылдамдығы 2,4 м/мин.

ТӘЖІРИБЕ 6.ПЛАЗМОЛИЗ ӘДІСІ БОЙЫНША ПЛАЗМАНЫҢ ТҰТҚЫЛЫҒЫН АНЫҚТАУ (П.А.Генкель бойынша).

алға жылдамдығы дөңес плазмолиз өсімдік жасушаларында гипертаникалық ерітіндімен өңдегенде цитоплазманың тұтқырлығына байланысты; цитоплазманың тұтқырлығы неғұрлым төмен болса, соғұрлым ойыс плазмолиз дөңеске айналады. Цитоплазманың тұтқырлығы коллоидты бөлшектердің дисперсия дәрежесіне және олардың гидратациясына, жасушадағы судың мөлшеріне, жасушалардың жасына және басқа факторларға байланысты.

Прогресс.Алоэ жапырағынан эпидермистің жұқа кесіндісін жасаңыз немесе жұмсақ пияз қабыршақтарынан эпидермисті тазалаңыз. Дайындалған кесінділерді сағат шынысында 1:5000 концентрациядағы бейтарап қызыл ерітіндіде 10 минут бойы бояйды. Содан кейін заттың кесінділерін төмен концентрациядағы сахароза тамшысындағы шыны слайдқа салып, бір жапқышпен жабады. Микроскопта плазмолиз күйі байқалады. Біріншіден, жасушаларда ойыс плазмолиз байқалады. Болашақта бұл пішін сақталады, немесе бір жылдамдықпен немесе басқа дөңес пішінге өтеді. Ойыстан дөңес плазмолизге өту уақытын атап өту маңызды. Ойыс плазмолиз дөңеске айналатын уақыт аралығы протоплазманың тұтқырлық дәрежесінің көрсеткіші болып табылады. Дөңес плазмолизге өту уақыты неғұрлым ұзақ болса, плазманың тұтқырлығы соғұрлым жоғары болады. Пияз жасушаларында плазмолиз алоэ терісіне қарағанда тезірек басталады. Бұл алоэ жасушаларының цитоплазмасы тұтқырырақ екенін білдіреді.

ТӘЖІРИБЕ 7.ПЛАЗМОЛИЗ. ДЕПЛАЗМОЛИЗ. ЗАТТАРДЫҢ ВАКУОЛЬҒА ЕНУІ [2]

Кейбір органикалық заттар вакуольге тез енеді. Жасушаларда оларды осындай заттардың ерітінділерінде ұстаған кезде плазмолиз салыстырмалы түрде тез жоғалып, деплазмолиз жүреді.

Деплазмолиз - жасушалардағы тургорды қалпына келтіру(яғни, плазмолиздің кері).

Прогресс.Боялған пияз қабыршақтарының үстіңгі эпидермисінің кесінділері (шұңқыр жағы) өсімдіктерге арналған мочевина немесе глицерин тыңайтқышының 1 М ерітіндісінің тамшысына тікелей шыны слайдқа орналастырылады, жабынмен жабылады. 15-30 минуттан кейін заттарды микроскоппен зерттейді. Плазмолизденген жасушалар анық көрінеді. Бөлімдерді ерітіндінің тамшысында тағы 30-40 минутқа қалдырыңыз. Содан кейін олар қайтадан микроскоппен зерттеледі және деплазмолиз байқалады - тургордың қалпына келуі.

Қорытынды : Өсімдіктер жасушаларға түсетін және шығатын химиялық заттардың мөлшерін дәл басқара алмайды.

III. Қорытынды.

Диффузия заңдары жердің ішкі бөлігіндегі және Ғаламдағы элементтердің физикалық және химиялық қозғалысы процестеріне, сондай-ақ тірі организмдердің жасушалары мен ұлпаларының тіршілік әрекеті процестеріне бағынады. Диффузия ғылым мен техниканың әртүрлі салаларында, жанды және жансыз табиғатта болатын процестерде маңызды рөл атқарады. Диффузия көптеген ағынға әсер етеді химиялық реакциялар, сондай-ақ көптеген физикалық және химиялық процестер мен құбылыстар: мембрана, булану, конденсация, кристалдану, еру, ісіну, жану, каталитикалық, хроматографиялық, люминесценттік, жартылай өткізгіштерде электрлік және оптикалық, ядролық реакторлардағы нейтрондық модерация және т.б. Диффузияның фазалық шекараларда қос электр қабатын құруда, диффузиофорезде және электрофорезде, кескінді жылдам алу үшін фотографиялық процестерде және т.б. үлкен маңызға ие. Диффузия көптеген жалпы техникалық операциялардың негізі болып табылады: ұнтақты агломерациялау, химиялық-термиялық өңдеу. металдар, материалдарды металдандыру және дәнекерлеу, былғары мен үлбірді илеу, талшықтарды бояу, диффузиялық сорғылармен қозғалатын газдар. Диффузияның рөлі технологияның (ядро энергетикасы, космонавтика, радиациялық және плазмалық-химиялық процестер және т. Диффузияны басқаратын заңдарды білу жоғары жүктемелер мен температуралардың, сәулеленудің және т.б. әсерінен болатын өнімдердегі жағымсыз өзгерістердің алдын алуға мүмкіндік береді ...

Диффузиясыз әлем қандай болар еді? Бөлшектердің жылулық қозғалысын тоқтатыңыз - айналадағының бәрі өледі!

Мен өз жұмысымда реферат тақырыбы бойынша жинақталған материалды қорытындылап, оны қорғау үшін Power Point редакторында жасалған презентация дайындадым. Бұл презентация, менің ойымша, осы тақырып бойынша сабақтың материалын әртараптандыруға мүмкіндік береді. Әдебиеттерде сипатталған тәжірибелердің кейбірін мен қайталап, аздап өзгерттім. Диффузияның ең қызықты мысалдары анимациялық модельдердегі презентация слайдтарында ұсынылған.

IV. Қолданылған кітаптар:

1. В.Ф.Антонов, А.М.Черныш, В.И.Пасечник, т.б., Биофизика.

М., Арктос-Вика-пресс, 1996 ж

2. Афанасьев Ю.И., Юрина Н.А., Котовский Е.Ф. т.б. гистология.

М. Медицина, 1999 ж.

3. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж. және т.б. Молекулалық биологияжасушалар.

3 томда. 1-том. М., Мир, 1994 ж.

4. Кирилл мен Мефодийдің Ұлы энциклопедиясы 2006 ж

5. Варикаш В.М. және т.б.Жабайы табиғаттағы физика. Минск, 1984 ж.

6. Демьянков Е.Н. Биологиядан тапсырмалар. М. Владос, 2004 ж.

7. Николаев Н.И. Мембранадағы диффузия. М.Химия, 1980, 76-бет

8. Перышкин А.В. Физика. 7. М.Бастард, 2004 ж.

9. Физикалық энциклопедиялық сөздік, М., 1983, б. 174-175, 652, 754

10. Шабловский В. Көңілді физика. Санкт-Петербург, «тригон» 1997, 416 б

11.xttp//bio. fizten/ru./

12. xttp//markiv. narod.ru/

13. "http://kk.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D1%84%D1%84%D1%83%D0%B7%D0%B8%D1%8F" Санаттар: Атом деңгейіндегі құбылыстар | Термодинамикалық құбылыстар | Тасымалдау құбылыстары | Диффузия

Сабақ бар жалпы биология

Сабақтың тақырыбы:Диффузия өмірдің негізі болып табылады

Түр жаттығу сессиясы: кіріктірілген сабақ(Т.И. Шамованың классификациясы бойынша)

Сабақтың міндеттері:

1. Тәрбиелік аспект – жасуша қабықшасының ішкі қабаты – плазмалық мембрананың (және оның мысалында басқа да жасуша мембраналарының) құрылысы, қасиеттері мен қызметтері туралы білімдерін қалыптастыру, олардың сәйкестігі туралы түсініктерін дамыту. орындалатын функциялардың құрылымы.

2. Дамытушылық аспектісі – оқушылардың ой-өрісін белсендіру, салыстыру, талдау, өз бетінше қорытынды жасай білу, логикалық ойлауын дамытуға ықпал ету, танымдық белсенділікстуденттер.

3. Тәрбиелік аспект – биологияны оқуға деген ынтасын арттыру, жаратылыстану циклі пәндеріне қызығушылықты арттыру, іс-әрекеттің алуан түрлі әдістерін қолдану, тірі ағзаның қасиеттерін білу тек білімді біріктіргенде ғана мүмкін болатынын көрсету. түрлі ғылымдармен алынған.

Сабақтар кезінде

1. Ұйымдастыру кезеңі

Оқушыларды сабақтағы жұмысқа дайындау: амандасу, жұмысқа психологиялық оң көзқарас, барлық оқушылардың зейінін ұйымдастыру.

Мұғалім. Қайырлы күн, құрметті студенттер! Мен сіздермен танысқаныма қуаныштымын және сабақта көмек пен ынтымақтастықты күтемін. Сіздерге мандарин себетін беріп, мен сіздерді бірге жұмыс істеуге шақырамын. Егер менің ұсынысымды қабылдасаң, алақаныңды маған қарай аш, ал қабылдамасаң, менен теріс айналдыр. Бұл жемістерге қараудың өзі бір ғанибет, жарқыраған «апельсин шарлары» бізге қуаныш, қуаныш пен шаттық сезімін сыйлайды!

2. Оқушылардың мотивациясы

Сабағымыздың эпиграфы ретінде мен венгр радиохимигі Д.Хевесидің мына сөзін таңдадым: (1-слайд презентация)

Сұрақ: Бұл сөздерді қалай түсінесіңдер?

Оқушылардың ой қорытуы

Жаңа тақырып бойынша оқушылардың жұмысын ұйымдастыру

2. «Идеялар себеті» қабылдау

Оқушыларды мандаринді тазалауға шақырады.

Сұрақ: Аудиторияда не өзгерді?

Сұрақ: Неліктен бұлай болды?

Мұғалім оқушылардың жауаптарын (бейнелі түрде) «идеялар қоржынына» салады.

Сұрақ: «Сіз қалай ойлайсыз, бұл процестердің негізінде қандай құбылыс жатыр?»

Қорытындылайды.

Басты шарт – басқалардың айтқанын қайталамау.

Мұғалім: Жанды және жансыз табиғаттағы молекулалардың үздіксіз қозғалысының дәлелі болып табылатын бұл неліктен орын алады? Бұл қозғалыстардың негізінде қандай процестер жатыр? Бұл туралы бүгін сіздермен сөйлесетін боламыз.

3. Мақсат қою

Мұғалім: Оқушыларды сабақтың тақырыбын тұжырымдауға шақырады.

Сабақтың тақырыбын түзетеді: «Диффузия – тіршілік негізі».

Оқушыларға сабақтың мақсатын тұжырымдауға көмектеседі. Сабағымыздың мақсаты:диффузия тіршіліктің негізі екенін дәлелде.

Мұғалім: сабақтың мақсаты: цитоплазмалық мембрананың құрылысы, қасиеттері мен қызметі туралы білімдерін кеңейту, осы сабақта «Физика», «Биология» сияқты пәндердің байланысын көрсетіп, диффузияның тіршіліктің негізі екенін дәлелдеу.

3. Білімнің өзектілігі.

Мұғалім: Бүгінгі сабақтың тақырыбының материалы бұрын биология сабағында алған білімдеріңізге негізделген. Біз қазір сізбен өткен бірнеше сәтті еске аламыз.

Кроссворд «Жасушаның негізгі құрылымдары»

(2-слайд презентация)

Мұғалім: Сөзжұмбақтағы соңғы сөз – «қабық».

Сұрақ: «Ал қабықтың астында қандай жасушалық құрылым орналасқан?

4. Және жаңа материалды меңгерту

Мұғалім: Жасуша қабырғасының астында цитоплазмамен тікелей шектесетін плазмалық мембрана (мембраналық – тері, қабықша) орналасқан. Плазмалық мембрананың қалыңдығы шамамен 10 нм.

Мұғалім:

1. Жиындар сұрақ:«Қандай заттар плазмалық мембрананың құрамына кіретінін есте сақтаңыздар ма?»

2. Плазмалық мембрананың құрылысы туралы әңгіме (слайдта мембрананың құрылысының сызбасы көрсетілген)

(3-слайд презентация)

Оқушылар: Белоктар мен липидтер. Олар екі қабатта орналасқан.

Мұғалім: Плазмалық мембранадағы липидтердің молекулалары екі қатарға орналасып, үздіксіз қабат түзеді. Фосфолипидтердің мембраналарында көбіне оларда фосфор қышқылының қалдығы болады. Фосфолипидтердің молекулалары гидрофильді «құйрықтар» ішке, ал гидрофобты «бастар» сыртқа, суға қарайтындай етіп орналасады.Липидтерден басқа мембранада белоктар (60% дейін) болады. Олар мембрананың нақты функцияларын анықтайды. Белоктар мен липидтердің молекулалары қозғалмалы, қозғалуға қабілетті, негізінен мембрана жазықтығында. Белок молекулалары үздіксіз қабат түзбейді.

Айырмау:

перифериялық ақуыздар- мембрананың сыртқы немесе ішкі бетінде орналасқан, олар сыртқы және ішкі ортадан келетін сигналдарды түрлендіре алады;

жартылай интегралдық белоктар– әртүрлі тереңдікте қос қабатқа батырылған, мембрананың құрылымын қолдау;

трансмембраналық ақуыздар- жасушаның сыртқы және ішкі ортасымен байланысып, мембрана арқылы өтеді, зат алмасу реакцияларын катализдейді, катиондар мен аниондардың тасымалдануын қамтамасыз етеді, кеуектер түзеді.

Мұғалім: Мембрананың қасиеттері

Бірақ мембраналардың қасиеттеріне көшпес бұрын, физика курсынан білетіндеріңізді еске түсірейік.

Сұрақ: «Физика тұрғысынан сұйықтықтың қасиеттерінің бірі - аққыштықты не түсіндіреді?»

Сұрақ: «Бұл құбылыс қандай жағдайда байқалады?

Жауаптары: Ол сұйықтық молекулаларының өзара тартылуымен түсіндіріледі. Бұл құбылыс сұйықтықтың молекулалары арасындағы қашықтық молекуланың өлшемімен салыстырылатын болса байқалады.

Оқушыларды материалды түсіндіре отырып, сызбаны толтыруға шақырады

(4-слайд презентация)

Мұғалім: Сабын көпіршігімен жүргізілген тәжірибелерде мембрананың қасиеттерін түсіндіреміз.

Проблемалық сұрақ: «Неге біз сабын көпіршігін алдық?»

Сабын көпіршігі құрылысын көрсету.

(5-слайд презентация)

Мұғалім: Жауап: Бірақ мембраналарды құрайтын сабын мен фосфолипидтердің молекулалары ұқсас құрылымға ие.

Тәжірибе:Студент пластмасса түтікке ілулі тұрған сабын көпіршігі қабырғасындағы сұйықтықтың ағуын көрсетеді.

Мембраналардың бірінші қасиеті – қозғалғыштығы.

Липидтердің қос қабаты негізінен сұйық түзіліс болып табылады, оның жазықтығында молекулалар еркін қозғала алады - өзара тартылыс салдарынан контактілерді жоғалтпай «ағынды». Гидрофобты құйрықтар бір-біріне қатысты еркін сырғана алады.

Тәжірибе:Оқушы сабын көпіршігін тесіп, содан кейін инені алған кезде оның қабырғасының тұтастығы қалай қалпына келетінін көрсетеді.

Мұғалім: Екінші қасиет - өзін-өзі жабу мүмкіндігі.

Осы қабілеттіліктің арқасында жасушалар өздерінің плазмалық мембраналарының бірігуі арқылы бірігуі мүмкін (мысалы, бұлшықет тінінің дамуы кезінде). Дәл осындай әсер жасушаны микропышақпен екі бөлікке кескенде байқалады, содан кейін әрбір бөлік жабық плазмалық мембранамен қоршалған.

Сұрақ: «Қандай жағдайда физика тұрғысынан молекулалар арасында өзара тартылыс бар ма?»

Жауап: өзара тартылыс байқалады, егер молекулалар арасындағы қашықтық молекуланың өлшемімен салыстырылатын болса, бірақ қашықтық әлдеқайда үлкен болса, онда өзара тартылыс пайда болмайды.

Бейнеклип «Жеңілдетілген диффузия»

Мұғалім: Үшінші ең маңызды қасиетмембраналар болып табылады селективті өткізгіштік. Бұл оның арқылы молекулалар мен иондардың әртүрлі жылдамдықпен өтетінін білдіреді, ал молекулалардың мөлшері неғұрлым үлкен болса, соғұрлым олардың мембрана арқылы өтуі баяулайды. Бұл қасиет плазмалық мембрананы келесідей анықтайды осмостық тосқауыл.Су және онда еріген газдар максималды ену қабілетіне ие; иондар мембранадан әлдеқайда баяу өтеді.

Мұғалім: Мембрананың қасиеттерін атаңыз:

Оқушылар жауап береді: 1. Ұтқырлық. 2. Өздігінен жабылу. 3. Селективті өткізгіштік. (6-слайд презентация)

Мұғалім: Енді сәл демалайық.

Дене шынықтыру минуты

Мұғалім:

Тәжірибені көрсету «Өсімдік жасушасының плазмолизі мен деплазмолизін бақылау»(бейне клип)

Сұрақтар:

Плазмолиз дегеніміз не?

Қандай құбылысты деплазмолиз деп атайды?

Осмос дегеніміз не?

Оқушылармен бірге қорытынды жасайды.

Мұғалім: Қорытынды:

ПЛАЗМОЛИЗ - цитоплазманың париетальды қабатының өсімдік жасушасының қатты қабығынан бөлінуі.

ДЕПЛАЗМОЛИЗ

ОСМОС

Біз плазмалық мембрананың селективті өткізгіштігі бар екеніне көз жеткіздік

Мұғалім: Опарин Александр Иванович мембраналар пайда болғаннан кейін ... теңіздерде қайнатылған сорпадан алғашқы тірі организмдер пайда болуы мүмкін екенін айтты. Ғалым мұндай тұжырымға ненің негізінде келді?

Оқушылар: Мембрана жасушаның мазмұнын сыртқы ортадан бөледі.

Мұғалім: Жасуша қабықшасының негізгі қызметтері қандай екенін еске түсірейік?

Оқушылар: 1. Кедергі

2. Көлік

3. Рецептор

Бейнеклип «Мембрананың қызметі»

Мұғалім: Мембрананың тасымалдау қызметіне толығырақ тоқталайық.

Мұғалім: 1-жаттығу. Сіз қабырғаға, дуалға, еңсеруіңіз керек кедергіге келдіңіз деп елестетіңіз. Сіз ішке қалай кіруге тырысасыз?

Оқушылар екі топқа бөлінеді, әр топқа тік сызық арқылы екі бағанға бөлінген парақтар беріледі. Топқа рефлексия жасауға 2 минут уақыт беріледі. Студенттер енудің мүмкіндігінше көп жолдарын ұсынуы керек және оларды парақтың сол жақ бағанына жазуы керек.

Жарнамалық топтық жұмыс, нәтижесінде әр топтың тізімі ең сәтті ұсыныстармен толықтырылады.

2-тапсырма. Қоршауға немесе қабырғаға жақындаған адамға емес, тірі жасушаның жанында орналасқан затқа кедергіні жеңу керек деп елестетіп көріңіз. Ол камераның ішіне кіруі керек. Кедергілерді жеңу үшін сіз ұсынған әдістердің әрқайсысына ұқсастық табуға тырысыңыз. Оларды қағаздың оң жағына жазыңыз.

Топтарда әлеуметтену. Студенттер ұяшыққа ену әдістерін дауыстап оқиды және басқа топтардың ең сәтті ұқсастығын жазады.

Мұғалім: (топтардың жұмысын қорытындылап, мембрана арқылы тасымалдау түрлерін түсіндіреді).

Диффузия

«Мембранадағы диффузия» бейне фрагменті

Осмос – еріткіштің концентрациясы жоғары аймақтан төмен концентрациялы аймаққа ауысуы.

Мұғалім: Біз эксперименттердегі диффузия туралы айтып отырмыз. Мен сізді қайтадан жансыз табиғатқа қайтарамын және физика тұрғысынан диффузия дегеніміз не?

ДиффузияБұл бір заттың молекулаларының екінші бір заттың молекулаларының арасына өзара ену құбылысы.

Мұғалім: Жанды және жансыз табиғаттағы диффузияның ерекшеліктері қандай? Диффузия жылдамдығын не анықтайды?

Оқушыларды талқылау, гипотеза

Мұғалім: Сонымен, диффузия жылдамдығы температураға және заттың агрегаттық күйіне байланысты деп ойлайсыз ба? Неліктен?

Оқушылардың болжалды жауаптары

Мұғалім: Енді гипотезаңызды эксперименттік түрде тексерейік.

Тәжірибе

Құрал-жабдықтар: әртүрлі температурадағы суы бар 2 стакан, стакан, тамшуыр, кофе

Барысы:

Екі бірдей шыны ыдысқа бірдей мөлшерде, бірақ әртүрлі температурада су құйыңыз.

Стакандарға 2-3 тамшы ыстық және суық су тамызыңыз (әр түрлі стакандарға)

Жоғарыдан бастап, ерітілген кофенің бірнеше түйірін салыңыз.

Не болып жатқанын бақылаңыз. (1 - 2 мин)

Стакандағы барлық судың бояуы үшін кететін уақытты өлшеңіз.

Бұл тәжірибеде диффузия құбылысы орын ала ма? Неліктен?

Нәтижелерді кестеге жазыңыз.

тәжірибе саны

Бір шыны су

Бояу уақыты

Суық

ыстық

Бірінші және екінші тамырлардағы диффузия жылдамдығы туралы не айта аласыз?

Енді екі ыдыста диффузия бірдей агрегаттық күйдегі бірдей заттарды қамтиды. Сонымен диффузия жылдамдығы бірдей болуы керек пе? Бірақ эксперимент нәтижелері керісінше көрсетеді. Неліктен?

Температураның жоғарылауымен диффузия жылдамдығы артады, өйткені өзара әрекеттесетін денелердің молекулалары жылдамырақ қозғала бастайды. Бұл мәлімдеме агрегацияның кез келген күйіндегі заттарға қатысты.

Қорытынды: Диффузия сұйықтарда жүреді және температураның жоғарылауымен жылдамдайды.

5. Оқытылатын материалды түсінуді алғашқы тексеру.

Мұғалім: дегенге қайтады сұрақ, сабақтың басында берілген: «Айтыңызшы, мандариннің иісі неліктен біз оны аршып бастағаннан кейін бүкіл аудиторияға тарады?»

Сұрақ:«Заттардың цитоплазмалық мембрана арқылы жасушаға тасымалдану механизмінің негізінде қандай физикалық құбылыс жатыр?

Біріктіру.

Оқыған материалды бекіту үшін студенттерді тест тапсырмасын орындауға (мультимедиялық презентацияны пайдалану) шақырады.

1. Плазмалық мембрананың негізгі қызметтерін таңдаңыз

а) тасымалдау, тосқауыл, рецептор

б) көлік, энергетика, тосқауыл

в) транспорттық, энергетикалық, каталитикалық

2. Плазмалық мембрананың құрамына қандай заттар кіреді?

а) көмірсулар мен белоктар

б) белоктар мен липидтер

в) белоктар және нуклеин қышқылдары

3. Бұл суретте қандай процесс көрсетілген?

а) осмос

б) диффузия

в) плазмолиз

4. Мына суретте қандай процесс көрсетілген?

а) плазмолиз

б) деплазмолиз

в) митоз

5. Бұршақтарға жүгінейікбұл сіздің үстелдеріңізде. Біз бір бұршақты ыстық суға алдын ала сіңірдік, екіншісі құрғақ қалды. Менің ойымша, бұршақтардың өлшемдеріндегі айырмашылық көрінеді. Мұнда қандай процесті көріп тұрсыз?

а) плазмолиз

б) осмос

в) өсу

Тест тапсырмасын өзара тексеру

7. Талдау

Мұғалім: Сабағымыздың эпиграфына кезек берейік

«Ойланатын ақыл өзі байқаған әртүрлі фактілерді біріктіре алмайынша бақытты сезінбейді»

Сұрақ: Қалай ойлайсыңдар, мен сабағымызға эпиграфты дұрыс таңдадым ба? Неліктен түсіндіріңіз?

Оқушылар сұрақты талқылап, жауап береді.

Мұғалім: Сонымен Неліктен диффузия тіршіліктің негізі болып табылады?

Оқушылар: Тірі заттардың тіршілік процестерінде диффузияның үлкен маңызы бар. Өсімдіктердің қоректенуінде, трансферінде диффузия маңызды рөл атқарады қоректік заттар, адамдар мен жануарлардағы оттегі.

Мұғалім: «Сіздің ойыңызша (өмірде, кәсіпте) диффузия туралы білім қай жерде қажет болады?»

Мұғалім: Плазмалық мембрананың қасиеттері мен қызметін зерттеуде «Физика» және «Биология» пәндерін қандай құбылыс байланыстырады?

8. Үйге тапсырма

Оқушыларға хабарлайды үй жұмысы, орындалуын түсіндіреді.

1. «Әріпті шатастыру» сөзін шеш.

Бір заттың молекулаларының екінші бір заттың молекулааралық кеңістігіне енуі

Диффузия ең жоғары жылдамдықпен жүретін материяның күйі

Жартылай өткізгіш мембраналар арқылы бір бағытта диффузия

Атмосфераға және өзендерге қауіпті өндірістік қалдықтардың шығарылуының нәтижесі

Лас ……. молекулалар заттардың диффузиясына әкеледі.

Диффузия процесін тездететін физикалық шама

Электр тогын қолдана отырып, тері арқылы препараттарды енгізу.

2. «Менің мамандығымдағы диффузия» кітапшасын жасаңыз.

3. Диффузия құбылысы байқалатын бірнеше мақал-мәтелдерді алыңыз.

4. Эксперимент жүргізу.

Бірінші және екінші тапсырмаларды барлық оқушылар орындайды.

Үшінші және төртінші - міндетті емес.

9. Рефлексия

Оқушыларға ағашты мандаринмен «киіндіріп» қою ұсынылады:

Егер сізге сабақ ұнаса, көптеген жаңа және қызықты нәрселерді білсеңіз, ағашқа апельсин мандарин бекітіледі;

Егер сабақ жағымды болмаса, қызықсыз және қызықсыз болса, ағашқа ақ мандарин бекітіледі.

Оқушыларды сабақтың ең белсенді оқушысын атауға шақырады, бұл оқушыға «Диффузия – тіршілік негізі» кіріктірілген сабақта белсенді жұмыс жасағаны үшін мандарин себеті беріледі.

Диффузия

Диффузияның мысалы ретінде газдардың (мысалы, иістердің таралуы) немесе сұйықтықтардың (егер сияны суға түсірсеңіз, біраз уақыттан кейін сұйықтық біркелкі боялады) араласуы мүмкін. Тағы бір мысал қатты денемен байланысты: жанасу шекарасында іргелес металдардың атомдары араласады. Бөлшектердің диффузиясы плазма физикасында маңызды рөл атқарады.

Әдетте диффузия деп заттың тасымалдануымен жүретін процестер түсініледі, дегенмен кейде басқа тасымалдау процестері де диффузия деп аталады: жылу өткізгіштік, тұтқыр үйкеліс және т.б.

Диффузия жылдамдығы көптеген факторларға байланысты. Сонымен, металл өзекше жағдайында термиялық диффузия өте тез жүреді. Егер таяқша синтетикалық материалдан жасалған болса, термиялық диффузия баяу жүреді. Жалпы жағдайда молекулалардың диффузиясы одан да баяу жүреді. Мысалы, қанттың бір бөлігін стақан судың түбіне түсіріп, су араластырмаса, ерітінді біртекті болғанға дейін бірнеше апта қажет болады. Бір қатты заттың екіншісіне диффузиясы одан да баяу. Мысалы, мыс алтынмен қапталған болса, онда алтынның мысға диффузиясы жүреді, бірақ қалыпты жағдайда (бөлме температурасы және атмосфералық қысым) алтын құрайтын қабат бірнеше мың жылдан кейін ғана бірнеше микрон қалыңдығына жетеді.

Диффузия процестерінің сандық сипаттамасын неміс физиологы А.Фик ( Ағылшын) 1855 ж

Жалпы сипаттама

Диффузияның барлық түрлері бірдей заңдарға бағынады. Диффузия жылдамдығы үлгінің көлденең қимасының ауданына, сондай-ақ концентрациялардағы, температуралардағы немесе зарядтардағы айырмашылыққа пропорционалды (осы параметрлердің салыстырмалы түрде аз мәндері болған жағдайда). Осылайша, диаметрі бір сантиметр болатын өзекшеге қарағанда диаметрі екі сантиметрлік таяқша арқылы жылу төрт есе жылдам өтеді. Бір сантиметрдегі температура айырмашылығы 5°С орнына 10°С болса, бұл жылу тезірек таралады. Диффузия жылдамдығы белгілі бір материалды сипаттайтын параметрге де пропорционалды. Жылулық диффузия жағдайында бұл параметр жылу өткізгіштік деп аталады, электр зарядтарының ағыны жағдайында - электр өткізгіштік. Берілген уақытта диффузияланатын заттың мөлшері және диффузиялық заттың жүріп өткен жолы диффузия уақытының квадрат түбірімен пропорционал.

Диффузия молекулалық деңгейдегі процесс және жеке молекулалардың қозғалысының кездейсоқ сипатымен анықталады. Демек, диффузия жылдамдығы молекулалардың орташа жылдамдығына пропорционал. Газдар жағдайында кіші молекулалардың орташа жылдамдығы үлкенірек, атап айтқанда, ол молекула массасының квадрат түбіріне кері пропорционал және температураның жоғарылауымен артады. Жоғары температурадағы қатты денелердегі диффузиялық процестер көбінесе практикалық қолдануды табады. Мысалы, катодтық сәулелік түтіктердің (CRTs) кейбір түрлері 2000 ° C температурада металл вольфрам арқылы таралатын металл торийді пайдаланады.

Егер газдар қоспасында бір молекуланың массасы екіншісінен төрт есе көп болса, онда мұндай молекула таза газдағы қозғалысымен салыстырғанда екі есе баяу қозғалады. Тиісінше, оның диффузиялық жылдамдығы да төмен. Жеңіл және ауыр молекулалар арасындағы диффузия жылдамдығының бұл айырмашылығы әртүрлі молекулалық массалары бар заттарды бөлу үшін қолданылады. Мысал ретінде изотоптарды бөлуді келтіруге болады. Кеуекті мембрана арқылы құрамында екі изотопы бар газ өткізілсе, ауырларына қарағанда жеңілірек изотоптар мембранаға тез енеді. Жақсырақ бөлу үшін процесс бірнеше кезеңде жүзеге асырылады. Бұл процесс уран изотоптарын бөлу үшін кеңінен қолданылды (235 U негізгі массасынан 238 U бөлу). Бұл бөлу әдісі энергияны көп қажет ететіндіктен, басқа, неғұрлым үнемді бөлу әдістері әзірленді. Мысалы, газ тәріздес ортада термиялық диффузияны қолдану кеңінен дамыған. Құрамында изотоптар қоспасы бар газ кеңістіктегі температура айырмашылығы (градиент) сақталатын камераға орналастырылады. Бұл жағдайда ауыр изотоптар уақыт өте суық аймақта шоғырланады.

Фик теңдеулері

Термодинамика тұрғысынан кез келген нивелирлеу процесінің қозғаушы потенциалы энтропияның өсуі болып табылады. Тұрақты қысым мен температурада мұндай потенциалдың рөлін химиялық потенциал атқарады µ , зат ағынының сақталуын туғызады. Зат бөлшектерінің ағыны потенциалдық градиентке пропорционал

Көптеген практикалық жағдайларда химиялық потенциалдың орнына концентрация қолданылады C. Тікелей ауыстыру µ қосулы Cжоғары концентрациялар кезінде дұрыс емес болады, өйткені логарифмдік заң бойынша химиялық потенциал концентрациямен байланысын тоқтатады. Егер мұндай жағдайларды қарастырмасақ, онда жоғарыдағы формуланы келесімен ауыстыруға болады:

бұл заттың ағынының тығыздығын көрсетеді Дждиффузия коэффициентіне пропорционал D[()] және концентрация градиенті. Бұл теңдеу Фиктің бірінші заңын өрнектейді. Фиктің екінші заңы концентрацияның кеңістіктік және уақыттық өзгерістерімен байланысты (диффузия теңдеуі):

Диффузия коэффициенті Dтемператураға тәуелді. Бірқатар жағдайларда кең температура диапазонында бұл тәуелділік Аррениус теңдеуі болып табылады.

Химиялық потенциал градиентіне параллель қолданылатын қосымша өріс тұрақты күйді бұзады. Бұл жағдайда диффузиялық процестер сызықты емес Фоккер-Планк теңдеуі арқылы сипатталады. Табиғатта диффузиялық процестердің маңызы зор:

• Жануарлар мен өсімдіктердің қоректенуі, тыныс алуы;
• Оттегінің қаннан адам тіндеріне енуі.

Фик теңдеуінің геометриялық сипаттамасы

Екінші Фик теңдеуінде сол жағында концентрацияның уақыт бойынша өзгеру жылдамдығы, ал оң жағында концентрацияның кеңістікте таралуын, атап айтқанда температураның дөңестігін өрнектейтін екінші жартылай туынды берілген. x осіне проекцияланған тарату функциясы.

да қараңыз

• Беттік диффузия - конденсацияланған дененің бетінде атомдардың (молекулалардың) бірінші беткі қабатының ішінде немесе осы қабат үстінде пайда болатын бөлшектердің қозғалысымен байланысты процесс.

Ескертпелер

Әдебиет

• Бокштейн Б.С.Атомдар кристалды айналып өтеді. - М .: Наука, 1984. - 208 б. - («Квант» кітапханасы, 28-шығарылым). - 150 000 дана.

Сілтемелер

• Диффузия (бейне сабақ, 7-сынып бағдарламасы)
• Бір кристалдың бетіндегі қоспа атомдарының диффузиясы

Викимедиа қоры. 2010 ж.

Басқа сөздіктерде «Диффузия» деген не екенін қараңыз:

- [лат. диффузиялық таралу, таралу] физикалық, химиялық. бір заттың (газ, сұйық, қатты) молекулаларының басқа затқа тікелей жанасу кезінде немесе кеуекті қалқа арқылы енуі. Шетел сөздерінің сөздігі. Комлев Н.Г.,…… Орыс тілінің шетел сөздерінің сөздігі

Диффузия- бұл басқа заттың концентрациясының төмендеуі бағытында жылулық қозғалыс нәтижесінде пайда болатын бір заттың бөлшектерінің ортасына екінші заттың бөлшектерінің енуі. [Блум Е.Е. Негізгі металлургиялық терминдер сөздігі. Екатеринбург… Терминдер энциклопедиясы, құрылыс материалдарына анықтамалар мен түсініктемелер

Қазіргі энциклопедия

- (латын тілінен diffusio таралатын таралу, дисперсия), заттың тасымалдануына және концентрациялардың теңестірілуіне немесе ортада берілген типтегі бөлшектердің концентрацияларының тепе-теңдік таралуын орнатуға әкелетін орта бөлшектерінің қозғалысы. болмаған жағдайда…… Үлкен энциклопедиялық сөздік

ДИФФУЗИЯ, жеке атомдардың немесе молекулалардың кездейсоқ қозғалысы нәтижесінде пайда болатын қоспадағы заттың концентрациясы жоғары аймақтан төмен концентрациялы аймаққа ауысуы. Концентрация градиенті жоғалған кезде диффузия тоқтайды. Жылдамдық…… Ғылыми-техникалық энциклопедиялық сөздік

диффузия- және, жақсы. диффузия f., неміс. Диффузия лат. диффузиялық таралу, таралу. Молекулалар мен атомдардың жылулық қозғалысына байланысты іргелес заттардың бір-біріне енуі. Газдардың, сұйықтардың диффузиясы. BAS 2. || транс. Олар…… Тарихи сөздікорыс тілінің галликизмдері

Диффузия- (латын тілінен diffusio таралу, таралу, дисперсия), заттың тасымалдануына және концентрациялардың сәйкес келуіне немесе олардың тепе-теңдік таралуын орнатуға әкелетін орта бөлшектерінің қозғалысы. Диффузия әдетте жылулық қозғалыспен анықталады ... ... Иллюстрацияланған энциклопедиялық сөздік

Бөлшектердің жылулық қозғалысқа байланысты олардың концентрациясының төмендеуі бағытында қозғалысы. D. диффузиялық заттың концентрацияларының сәйкес келуіне және көлемнің бөлшектермен біркелкі толтырылуына әкеледі. ... ... Геологиялық энциклопедия

Мақалада дәстүрлі әдіспен және авторлар ұсынған жолмен тігілген жаралардағы диффузиялық процестердің рөлі көрсетілген. Аппараттық әдіспен емдеуде жаралардағы диффузды процестерді жақсарту теориялық тұрғыдан негізделді.

Әртүрлі этиологиялы жараларды емдеу мәселесі қазіргі уақытта да өз маңызын жоймаған медицинаның негізгі салаларының бірі болып табылады. Бұл патологияны қысқа мерзімде іріңді асқынуларсыз емдеу медициналық мекемелерді заманауи тиімді жараларды емдейтін препараттармен жеткілікті қамтамасыз ету арқылы ғана мүмкін болады.

Жара процесінде дененің жергілікті және жалпы реакциясы тіндер мен мүшелердің зақымдануының ауырлығы мен сипаттамаларына тікелей байланысты. Регенерация процестері кезіндегі жергілікті және жалпы реактивті процестер өзара тәуелді және өзара әсер ететін тікелей және кері байланыста болады. Жараны емдеудің негізі - жара процесінің барысын бақылау мүмкіндігі. Бұл мәселе ғалымдар мен тәжірибелі хирургтардың көзқарасы саласында үнемі болып келеді.

Үлкен санықолданылатын жараларды емдеу әдістері фармакологиялық топқа жатады. Сонымен қатар, жараларды емдеуге арналған көптеген техникалық құрылғылар ұсынылды. Дегенмен, жараларды тігудің ең кең таралған әдісі - дөңгелек тік тігіс.

Коллаген белоктарынан тұратын адам терісі көптеген метаболикалық және қорғаныс функцияларын орындайтын тамаша табиғи мембрана болып табылады. Бұл процестер негізінен диффузияға байланысты. Диффузия (латын тілінен diffusio – таралу, таралу), зат бөлшектерінің қозғалысына байланысты іргелес заттардың бір-біріне енуі.

Диффузия молекулалық деңгейдегі процесс және жеке молекулалардың қозғалысының кездейсоқ сипатымен анықталады. Демек, диффузия жылдамдығы молекулалардың орташа жылдамдығына пропорционал. Диффузия заттың концентрациясының төмендеу бағытында жүреді және заттың ол алып жатқан бүкіл көлемге біркелкі таралуына әкеледі (заттың химиялық потенциалын теңестіруге).

Жара процесінің патогенезінде және емдеуде диффузды процестердің рөлі өте жоғары. Мәселен, мысалы, тері трансплантациясында қақпақтардың қалыңдығы ойнайды үлкен рөлкүйік жараларын емдеуде, өйткені ол трансплантат пен жара беті арасындағы диффузды процестерге оң әсер етеді.

Алайда жарадағы диффузды процестердің маңызы іс жүзінде зерттелмеген. Жараның шеттері қалыпты жағдайда диффузды процестер жүруі керек өткізгіш жүйелер болып табылады. Бұл процесс схемалық түрде 1-суретте көрсетілген.

Схематикалық сызба Голиков А.Н. классификациясы бойынша дәстүрлі дөңгелек тік тігістермен тігілген хирургиялық жараның (1) белгілі бір кемшіліктері бар екенін көрсетеді. Жараның шетіне жақындау құралы болып табылатын хирургиялық тігіс (2) тіндердің толық ишемиясын (5) қамтамасыз етеді, бұл диффузиялық процестердің өтуі үшін «тыныш аймақтардың» пайда болуына әкеледі, бұл деформацияға әкеледі (4). ) диффузия векторының (3). Нәтижесінде дәстүрлі түрде қолданылатын хирургиялық тігіс регенерация процестеріне қатыспайтын тіндік аймақтардың жасанды қалыптасуына әкеледі. Оның үстіне, қолайсыз жағдайларда бұл «тіндік ақаулар» инфекциялық процестің ошақтарының пайда болу көздері болып табылады. Өйткені, соңында қоректік заттарға, оттегіге және т.б. қол жеткізуден айырылған ұлпа некрозға айналады, ол тыртық пайда болуымен аяқталады. Әйтпесе, некротикалық тіндік массалар патогендердің көбеюіне қолайлы орта болып табылады.

Аппараттық әдіс бойынша Қазақстан Республикасы Ұлттық зияткерлік меншік институтының 15.08.2007 жылғы №13864 қорғау құжаты алынды. Ұсынылған әдістің негізгі принципі - физикалық және механикалық әдістерді қолдана отырып, жараның шеттерін бір-біріне тығыз жабу. Жараның жиегіне жеткілікті ұзындықтағы нейлон балық аулау сызығы қолданылады, «лигатуралық доға» жасайды, оның ұштары авторлық дизайндағы аппараттың ұштарына бекітіледі.

Құрастырылған нысандағы авторлық аппарат төртбұрышты параллелограмм түріндегі жақтау пішініне ие, жақтарыолар штангалардан тұрады, ал ұштары шыбықтардың екі шетіндегі екі гайкамен орналасқан және бекітілген жылжымалы жолақтар болып табылады, штангаларға арналған жылжымалы жолақтарда диаметрі бірдей тесіктер бұрғыланады және лигатуралардың жіптерін бекітеді (Cурет 2).

регенерация процестері. Аппараттық әдістің тиімділігі тәжірибелік және клиникалық түрде дәлелденген.

Осылайша, жараларды тігудің дәстүрлі әдістерімен салыстырғанда ұсынылған аппараттық әдістің тиімділігінің негіздемесі теориялық тұрғыдан ұсынылды. Бұл жара аймағына қысымның жоғарылауына байланысты (құрылғының конструкциялық ерекшеліктеріне байланысты) диффузия жылдамдығының жергілікті жоғарылауына әкеледі.

Әдебиет

1. Голиков А.Н. Тігіспен жабылған түйіршіктелген жараның жазылуы. – Мәскеу: 1951. – 160 б.
2. Waldorf H., Fewres J. Жараларды емдеу // Adv. Дерм. - 1995. No 10. - Б. 77–96.
3. Абатурова Е.Қ., Байматов В.Н., Батыршина Г.И. Биостимуляторлардың жара процесіне әсері // Морфология. - 2002. - Т. 121, No 2–3. – С.6.
4. Кочнев О.С., Измайлов Г.С. Жараларды тігу әдістері. – Қазан: 1992. – 160 б.
5. Киселев С.И. Терең күйікке шалдыққан науқастарда рационалды хирургиялық тактиканы таңдауда донорлық тері ресурстарының маңызы: Диссертацияға аннотация. … Медицина ғылымдарының кандидаты. Рязань, 1971. 17 б.

Жараларды емдеу биология синдаги диффузиясы

Туин Makalada adettegi adispen jane maqala avtorlarymen usynylyp otyrgan apparates adіstіn zhalalardy emdeudegi diffusion processer turaly atilgyn. Жараларда диффузия процесстердiн аппаратының адистiн жаксарғаны теориясы жүзiнде далелдiп көрсiлдi.

DIFFUSION INБИОЛОГИЯЕмдеу

АннотацияМақалада дәстүрлі әдіспен тігілген жаралардағы диффузды процестердің рөлі және авторлар ұсынған әдіс көрсетілген. Жаралардағы диффузиялық процестер теориялық тұрғыдан негізделді.

Есіркепов М.М., Нұрмашев Б.Қ., Мұқанова У.А.

Оңтүстік Қазақстан мемлекеті медициналық академиясы, Шымкент

IN мектеп бағдарламасыфизика курсында (шамамен жетінші сыныпта) студенттер диффузия дегеніміз бір заттың бөлшектерінің екінші заттың бөлшектері арасында өзара енуі, нәтижесінде концентрациялар бүкіл алып жатқан көлемде теңестірілетін процесс екенін біледі. Бұл түсіну өте қиын анықтама. Қарапайым диффузияның не екенін, диффузия заңын, оның теңдеуін түсіну үшін осы мәселелер бойынша материалдарды жан-жақты зерттеу қажет. Дегенмен, егер адам жеткілікті болса жалпы идея, онда төмендегі деректер негізгі білімді алуға көмектеседі.

Физикалық құбылыс - бұл не

Көптеген адамдар физикалық құбылыстың не екенін және оның химиялық құбылыстан айырмашылығын, сондай-ақ диффузияның қандай құбылыстарға жататынын шатастыратын немесе мүлде білмейтіндіктен, физикалық құбылыстың не екенін түсіну қажет. Сонымен, баршаға белгілі физика – материяның құрылысы мен қозғалысы туралы жалпы табиғи заңдылықтарды зерттейтін, сонымен қатар заттың өзін де зерттейтін жаратылыстану саласына жататын дербес ғылым. Сәйкесінше, физикалық құбылыс деп мұндай құбылысты айтамыз, оның нәтижесінде жаңа заттар түзілмейді, тек заттың құрылымы өзгереді. Физикалық құбылыстың химиялық құбылыстан айырмашылығы дәл осының нәтижесінде жаңа заттардың алынбауында. Сонымен, диффузия физикалық құбылыс болып табылады.

Диффузия терминінің анықтамасы

Өздеріңіз білетіндей, ұғымның көптеген тұжырымдары болуы мүмкін, бірақ жалпы мағынасы өзгермеуі керек. Ал диффузия ерекшелік емес. Жалпылама анықтама келесідей: диффузия – екі немесе одан да көп заттардың бөлшектерінің (молекулаларының, атомдарының) осы заттар алып жатқан бүкіл көлемге біркелкі таралу үшін өзара енуі болып табылатын физикалық құбылыс. Диффузия нәтижесінде жаңа заттар түзілмейді, сондықтан ол дәл физикалық құбылыс. Қарапайым диффузия диффузия деп аталады, оның нәтижесінде бөлшектер ең жоғары концентрация аймағынан төмен концентрация аймағына ауысады, бұл бөлшектердің жылулық (хаотикалық, броундық) қозғалысына байланысты. Басқаша айтқанда, диффузия - бұл әртүрлі заттардың бөлшектерін араластыру процесі және бөлшектер бүкіл көлемге біркелкі таралады. Бұл өте жеңілдетілген анықтама, бірақ ең түсінікті.

Диффузия түрлері

Диффузияны газ және сұйық заттарды, сондай-ақ қатты заттарды бақылау кезінде де бекітуге болады. Сондықтан оның бірнеше түрі бар:

• Кванттық диффузия - қатты денелерде жүзеге асырылатын бөлшектердің немесе нүктелік ақаулардың (заттың кристалдық торындағы жергілікті бұзылулар) диффузия процесі. Жергілікті бұзушылықтар - бұл кристалдық тордың белгілі бір нүктесіндегі бұзушылықтар.

• Коллоидтық - коллоидтық жүйенің бүкіл көлемінде болатын диффузия. Коллоидтық жүйе дегеніміз - бір-бірінен айырмашылығы бар бөлшектер, көпіршіктер, басқалардың тамшылары таралатын орта. біріктіру жағдайыжәне композиция біріншіден, ортадан. Мұндай жүйелер, сондай-ақ оларда болып жатқан процестер коллоидтық химия курсында жан-жақты зерттеледі.
• Конвективті – бір заттың микробөлшектерін ортаның макробөлшектерімен тасымалдау. Үздіксіз орталардың қозғалысын зерттеумен физиканың гидродинамика деп аталатын арнайы бөлімі айналысады. Сол жерден ағынның күйлері туралы білім алуға болады.
• Турбулентті диффузия – екінші заттың турбулентті қозғалысына байланысты бір заттың екінші затқа ауысу процесі (газдар мен сұйықтықтарға тән).

Диффузияның газдарда да, сұйықтарда да, қатты денелерде де жүруі мүмкін екендігі туралы мәлімдеме расталды.

Фик заңы дегеніміз не?

Неміс ғалымы, физигі Фик бөлшектер ағынының тығыздығының бір аймақ арқылы ұзындық бірлігіндегі зат концентрациясының өзгеруіне тәуелділігін көрсететін заң шығарды. Бұл заң диффузия заңы болып табылады. Заңды тұжырымдауға болады келесідей: ось бойымен бағытталған бөлшектер ағыны, бөлшектер ағынының бағыты анықталатын ось бойымен салынған айнымалыға қатысты бөлшектер санының туындысына пропорционал. Басқаша айтқанда, ось бағытында қозғалатын бөлшектердің ағыны ағынмен бір ось бойымен сызылған айнымалыға қатысты бөлшектер санының туындысына пропорционал. Фик заңы материяның уақыт пен кеңістікте тасымалдану процесін сипаттауға мүмкіндік береді.

Диффузия теңдеуі

Заттың ішінде ағындар болған кезде заттың өзі кеңістікте қайта бөлінеді. Осыған байланысты бұл қайта бөлу процесін макроскопиялық тұрғыдан сипаттайтын бірнеше теңдеулер бар. Диффузия теңдеуі дифференциалды. Ол зат алмасудың жалпы теңдеуінен шығады, оны үздіксіздік теңдеуі деп те атайды. Диффузия болған жағдайда жоғарыда сипатталған Фик заңы қолданылады. Теңдеудің келесі формасы бар:

dn/dt=(d/dx)*(D*(dn/dx)+q.

Диффузия әдістері

Диффузия әдісі, дәлірек айтқанда, оны қатты материалдарда жүзеге асыру әдісі кеңінен қолданылады Соңғы уақыт. Бұл әдістің артықшылықтарына байланысты, олардың бірі қолданылатын жабдықтың және процестің өзі қарапайымдылығы. Қатты көздерден диффузия әдісінің мәні бір немесе бірнеше элементтермен легирленген қабықшаларды жартылай өткізгіштерге тұндыру болып табылады. Қатты көз әдісінен басқа диффузияны жүзеге асырудың бірнеше басқа әдістері бар:

• жабық көлемде (ампулалық әдіс). Минималды уыттылық әдістің артықшылығы болып табылады, бірақ ампуланың бір реттік қолданылуына байланысты оның жоғары құны айтарлықтай кемшілік болып табылады;
• ашық көлемде (жылулық диффузия). Жоғары температураға байланысты көптеген элементтерді пайдалану мүмкіндігі жоққа шығарылады, сонымен қатар бүйірлік диффузия бұл әдістің үлкен кемшіліктері болып табылады;
• жартылай жабық көлемде (қорап әдісі). Бұл жоғарыда сипатталған екеуінің арасындағы аралық әдіс.

Диффузияның әдістері мен ерекшеліктері туралы көбірек білу үшін осы мәселелерге арнайы арналған қосымша әдебиеттерді зерттеу қажет.