Lähtönopeus kirjoitetaan pienellä v:llä, jonka alaindeksinä on nolla: v₀. Yksikkö on metri sekunnissa, m/s. Kiihtyvyys laukaisussa ilmoitetaan usein putoamiskiihtyvyyden osina: pieni g kursiivilla. Itiön jarrutusaika ilmassa kirjoitetaan kreikkalaisella τ:lla, jarrutusmatka x:llä ja merkinnällä stop.
Laukaisunopeus ei ole putoamisnopeus. Itiö lähtee noin 1 m/s nopeudella ja putoaa tuhat kertaa hitaammin, noin 1 mm/s. Kiihtyvyys g:nä ei ole grammoja. Eikä laukaisunopeus kerro kantamasta: pieni itiö pysähtyy ilmassa lähes heti, mutta Pilobolus-sienen raskas itiöpesäke lentää metrejä.
Vasemmalla on sieni, jolla on terävä kartiomainen lakki. Heltoista putoaa itiöitä. Oikealla olevassa ympyrässä helta on suurennettu: sen pinnalle itiön tyvelle kasvaa pisara, sitten itiö irtoaa, lentää sivulle ja kääntyy jyrkästi alas. Ympyrän alla olevan asteikon merkki yltää arvoon 0,1 mm — niin pitkälle itiö lentää sivulle. Alhaalla Pilobolus ampuu mustan itiöpesäkkeen kohti valoa. Nopean kameran merkkivalo vilkkuu.
Yksikkösivu
mykologia versio 2026-10Itiön laukaus v₀, m/s
Johdettu SI-yksikkö · suure: itiön lähtönopeus laukaisussa
Sieni ampuu itiön ja osuu tarkasti rakoon
Lakin alla heltat seisovat melkein kiinni toisissaan, niiden välissä on alle millimetri. Itiö istuu helran kyljessä. Jos sen vain päästäisi irti, se tarttuisi samaan heltaan. Siksi sieni ampuu sen pois. Itiö lentää sivulle noin kymmenesosan millimetriä, pysähtyy ilmassa ja putoaa alas, heltojen väliseen rakoon.
Laukaisun tekee vesipisara. Se kerääntyy itiön tyvelle ja jossakin vaiheessa sulautuu sen pinnalla olevaan kalvoon. Vesi virtaa äkisti, massakeskipiste siirtyy ja itiö irtoaa noin metrin sekuntinopeudella. Kiihtyvyys on tällöin kymmenentuhannen g:n luokkaa. Koko laukaus kestää muutaman mikrosekunnin.
Muut sienet ampuvat voimakkaammin. Lannalla kasvava Pilobolus heittää itiöpesäkkeensä kaksi ja puoli metriä, suoraan ruohikkoon, kohti valoa. Kotelot singoavat itiöitä kymmenien metrien sekuntinopeudella. Mutta pienelle itiölle ratkaisevaa ei ole nopeus, vaan se, kuinka nopeasti ilma pysäyttää sen.
01 · Määritelmä
laukaus · jarrutus · putoaminenLaukaisunopeus v₀ on itiön nopeus ensimmäisellä hetkellä irtoamisen jälkeen. Se mitataan nopean kuvauksen kuvista: kuinka monta mikrometriä itiö on siirtynyt kahden kuvan välillä. Sen jälkeen ilma jarruttaa sitä ja nopeus laskee nopeasti.
Pienelle hiukkaselle ilma on sitkeää, kuin hunaja herneelle. Vastusvoima on verrannollinen nopeuteen, ja nopeus pienenee eksponentiaalisesti aikavakiolla τ. Mitä pienempi hiukkanen, sitä pienempi τ: 5 µm kokoisella itiöllä se on noin 0,08 ms. Tässä ajassa itiö kulkee matkan x = v₀·τ, noin 0,1 mm, ja pysähtyy.
Pysähtymisen jälkeen itiö putoaa. Painovoima tasapainottaa vastuksen nopeudella v = g·τ, alle millimetri sekunnissa. Tällä nopeudella itiö laskeutuu heltojen välistä ja pääsee ulos lakin alta. Pilobolus-sienen suuri itiöpesäke jarruuntuu paljon hitaammin ja lentää siksi metrejä. Sille vastus kasvaa nopeammin kuin nopeus, ja laskuun lisätään korjaus Reynoldsin luvun mukaan.
Miksi itiö ei tartu viereiseen heltaan
Ylhäällä — laukaisupaikka poikkileikkauksena. Lakin heltat, tähkällä olevan itiöemän kotelo tai lannalla oleva Pilobolus. Paina «Laukaus»: ammus lähtee nopeudella v₀ ja sen rata lasketaan ilmanvastus huomioiden. Näyttö on hidastettu: ensimmäiset mikrosekunnit on venytetty, muuten niitä ei näkisi. Liukusäätimet muuttavat nopeutta, ammuksen kokoa ja heltojen välistä rakoa tai laukaisukulmaa. «Ilmatta» piirtää, minne ammus lentäisi tyhjiössä. Vihreällä näkyvät heltat ja maali, luumunvärisenä itiö ja sen matka, punaisena ohilaukaus ja matka ilmatta. Alhaalla on kolme näkymää. «Rata» — matka todellisessa mittakaavassa. «Nopeus» — miten se pienenee ajan myötä, logaritmisella asteikolla. «Koko ja matka» — kuinka pitkälle eri kokoiset hiukkaset lentävät samalla nopeudella.
Itiö putoaa luotisuoraan, ja sieni ottaa sen huomioon
Pysähtymisen jälkeen itiö putoaa suoraan alas. Jos helta on kallellaan, itiö osuu siihen ja tarttuu kiinni. Siksi sieni pitää heltat pystysuorassa: jos jalkaa kallistaa, se taipuu muutamassa tunnissa ja oikaisee lakin uudelleen. Pienillä, teräväkartioisilla lakkisienillä heltat ovat kapeat ja korkeat, ja niiden väliset raot ovat millimetrin murto-osia. Raon täytyy olla suurempi kuin itiön matka, mutta ei paljon suurempi: silloin heltoihin mahtuu enemmän itiöitä.
02 · Muunnos
nopeusyksiköt · laukaukset rinnakkain · matka koon mukaanMetreistä sekunnissa itiön pituuksiin
Syötä nopeus ja valitse yksikkö. Ensimmäinen välilehti muuntaa sen muihin yksiköihin, myös itiön pituuksiin sekunnissa — näin vertaillaan eri kokoisten ammusten nopeutta. Toinen asettaa eri sienten laukaukset rinnakkain. Kolmas laskee, kuinka pitkälle eri kokoiset hiukkaset lentävät tällä nopeudella.
Muistisääntö: 1 m/s on 1 µm mikrosekunnissa ja 3,6 km/h. 5 µm kokoinen itiö lentää tällä nopeudella millisekunnissa kaksisataa oman pituutensa verran.
Matka on laskettu samanmassaiselle pallolle liikkumattomassa ilmassa 20 °C lämpötilassa. Todellinen itiö on pitkänomainen, pyörii ja joutuu lakin alla heikkoihin ilmavirtoihin. Siksi luvut ovat suuruusluokkia. Kuvauskokeet antavat samankaltaisia matkoja: 0,05—0,2 mm lakkisienillä.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Mittalaitteet
kamera · maalitaulu · itiöpyydys · laskeutumispylväsLaukaus kestää mikrosekunteja, jälki vuosia
Nopea kamera
Kamera asetetaan mikroskoopille ja se kuvaa pientä palaa heltaa sivulta. Itse laukaisun näkemiseen tarvitaan satoja tuhansia kuvia sekunnissa. Nopeus lasketaan itiön siirtymästä vierekkäisten kuvien välillä. 250 000 kuvalla sekunnissa kuvien välillä kuluu 4 µs, ja itiö siirtyy muutaman mikrometrin — suunnilleen oman pituutensa verran.
Pilobolus-sienen maalit
Pilobolus-sienen itiöpesäke on tahmea ja tarttuu siihen, mihin osuu. Siksi kantama mitataan yksinkertaisesti: viljelmän ympärille asetetaan lasilevyjä eri etäisyyksille ja aamulla lasketaan, kuinka monta itiöpesäkettä on tarttunut kuhunkin. Näin jo Buller sai yli kahden metrin kantaman. Jos viljelmän asettaa pimeään laatikkoon, jossa on yksi ikkuna, lähes kaikki osumat kerääntyvät ikkunan ympärille.
Itiöpyydys
Lakin alta päässeet itiöt tuuli ottaa mukaansa. Jotta tiedettäisiin, kuinka paljon niitä on ilmassa, pystytetään itiöpyydys. Pumppu vetää noin 10 litraa ilmaa minuutissa kapean raon läpi, ja itiöt tarttuvat hitaasti pyörivän rummun nauhaan. Mikroskoopilla näkee, minä tunteina itiöitä oli eniten. Näin laaditaan tiedotteita allergikoille ja varoituksia viljatauteihin.
Laskeutumispylväs
Itiötä ei tarvitse kuvata lennossa, voi myös mitata, miten se putoaa. Suljetussa lasipylväässä ei ole vetoa, ja itiö laskeutuu tasaisella nopeudella. Tästä nopeudesta saadaan τ: τ = v/g. Ja kun tunnetaan τ ja laukaisunopeus, saadaan matka pysähtymiseen. Kaksi kertaa suurempi itiö laskeutuu neljä kertaa nopeammin — τ kasvaa koon neliössä.
05 · Kirjoitussäännöt
nopeus · kiihtyvyys · matkaNopeus — m/s, kiihtyvyys — m/s² tai g
Nopeus kirjoitetaan metreinä sekunnissa. Kiihtyvyys — metreinä sekunnin neliötä kohti tai g:n osina, ja silloin g kirjoitetaan luvun perään. Matka ilmoitetaan yhdessä ammuksen koon kanssa: ilman sitä lukua ei voi verrata toiseen kokeeseen.
m/s² on kiihtyvyyden yksikkö, ei nopeuden. g on jo kiihtyvyys, «g sekunnissa» ei tarkoita mitään. Matka ilman ammuksen kokoa ei kerro mitään: kaksi kertaa suurempi itiö lentää neljä kertaa pidemmälle. Kantama on pituus, ei nopeus. Laskeutumisnopeus on nopeus, ja siinä on «sekunnissa». Ja aikavakiollakin on yksikkö — sekunnit tai millisekunnit.
06 · Naapuriyksiköt
mykologiaItiön matka määräytyy sen koosta: se kasvaa halkaisijan neliössä. Siksi itiöiden kokoa käsittelevä sivu on tämän sivun lähin naapuri. Kasvaako pudonneesta itiöstä uusi pesäke ja kuinka nopeasti — siitä kertoo rihmaston kasvua käsittelevä sivu.
Jarrutusmatka ∝ d².
mm/dMitä pudonneesta itiöstä kasvaa.
1 m/s = 3,6 km/h.
07 · Historiallinen osa
arkisto · Bullerin luupista nopeaan kameraanMiten nähtiin se, mikä kestää mikrosekunteja
{title}
{text}
Laukaisunopeus mitataan kahdesta kolmesta kuvasta
Itiö kiihtyy muutamassa mikrosekunnissa ja alkaa jarruttaa lähes heti. Vielä 250 000 kuvalla sekunnissa kuvaan osuu vain muutama sen asemista. Nopeus lasketaan siirtymästä irtoamisen jälkeisten ensimmäisten kuvien välillä, ja jokainen mikrometri virhettä asemassa on neljänneksen metrin virhe sekunnissa.
Lisäksi itiö jarruttaa jo kuvien välillä. Kahdesta ensimmäisestä kuvasta löydetty nopeus on keskinopeus 4 µs ajalta, ei lähtönopeus. Siksi lähtönopeus määritetään usein toisin: kaikkiin lennon kuviin sovitetaan jarrutuskäyrä ja sitä jatketaan taaksepäin irtoamishetkeen.
Pilobolus-sienellä on helpompaa: ammus on suuri ja lentää pitkään. Mutta tässäkin maalien kantama ei ole sama asia kuin nopeus: se lasketaan ilmanvastuksen kautta, ja se riippuu itiöpesäkkeen koosta ja muodosta. Siksi kokeen kuvauksessa kerrotaan aina, miten luku on saatu.
SI-järjestelmän seitsemän perusyksikköä
Suureluettelo
Mykologia · 12 yksikkösivua
Happotippa muuttaa mehun värin, suola värjää liekin, vesi jäätyy koputuksesta. Niiden alla kaikki Simetriumin lehdet aloittain ja aakkosittain.
Avaa hakemisto →