Halaju awal ditulis dengan v huruf kecil dan sifar di bawahnya: v₀. Unitnya meter sesaat, m/s. Pecutan semasa tembakan sering diberikan dalam pecahan pecutan graviti: g huruf kecil condong. Masa spora berhenti di udara ditulis dengan τ Yunani, dan jarak berhenti dengan x yang diberi tanda stop.
Laju tembakan bukan laju jatuh. Spora meluncur dengan laju kira-kira 1 m/s, tetapi jatuh seribu kali lebih perlahan, kira-kira 1 mm/s. Pecutan dalam g bukan gram. Dan laju tembakan tidak menentukan jarak: spora kecil hampir serta-merta berhenti di udara, manakala sporangium Pilobolus yang berat terbang sejauh beberapa meter.
Di sebelah kiri terdapat kulat bertudung kon yang runcing. Dari bawah insangnya, spora berguguran. Pada bulatan di sebelah kanan, sebilah insang dibesarkan: pada permukaannya, di pangkal spora, tumbuh setitik air, kemudian spora tercampak, melayang ke sisi dan tiba-tiba membelok ke bawah. Tanda pada skala di bawah bulatan mencapai 0.1 mm: sejauh itulah spora melayang ke sisi. Di bawah, Pilobolus menembak sporangium hitam ke arah cahaya. Penunjuk rakaman berkelajuan tinggi berkelip.
Helaian unit
mikologi semakan 2026-10Tembakan spora v₀, m/s
Unit terbitan SI · kuantiti: halaju awal spora semasa ditembak
Kulat menembak spora dan tepat masuk ke celah
Di bawah tudung, insang berdiri hampir rapat, jarak antaranya kurang daripada satu milimeter. Spora duduk di sisi insang. Jika sekadar dilepaskan, ia akan melekat pada insang yang sama. Sebab itu kulat menembaknya. Spora melayang ke sisi kira-kira sepersepuluh milimeter, berhenti di udara, lalu jatuh ke bawah, ke celah antara insang.
Tembakan dilakukan oleh setitik air. Titisan itu terkumpul di pangkal spora dan pada satu saat bergabung dengan selaput di permukaannya. Air mengalir dengan mendadak, pusat jisim beranjak, dan spora tercampak dengan laju kira-kira satu meter sesaat. Pecutannya sekitar sepuluh ribu g. Seluruh tembakan berlangsung beberapa mikrosaat.
Kulat lain menembak lebih kuat. Pilobolus, yang tumbuh pada tahi haiwan, melontarkan sporangiumnya sejauh dua setengah meter, terus ke atas rumput, ke arah cahaya. Askus askomiset melontarkan spora dengan laju berpuluh meter sesaat. Namun bagi spora kecil, yang penting bukan lajunya, tetapi betapa cepat udara menghentikannya.
01 · Definisi
tembakan · nyahpecutan · jatuhLaju tembakan v₀ ialah laju spora pada saat pertama selepas tercerai. Ia diukur daripada bingkai rakaman berkelajuan tinggi: berapa mikrometer spora beranjak antara dua bingkai. Selepas itu udara memperlahankannya, dan lajunya jatuh dengan cepat.
Bagi zarah kecil, udara itu pekat, seperti madu bagi sebiji kacang pea. Daya rintangan berkadar dengan laju, dan laju menyusut secara eksponen dengan pemalar masa τ. Semakin kecil zarah, semakin kecil τ: bagi spora bersaiz 5 µm ia kira-kira 0.08 ms. Dalam masa itu spora menempuh jarak x = v₀·τ, kira-kira 0.1 mm, lalu berhenti.
Selepas berhenti, spora jatuh. Graviti mengimbangi rintangan pada laju v = g·τ, kurang daripada satu milimeter sesaat. Dengan laju itu spora turun di antara insang dan keluar dari bawah tudung. Sporangium Pilobolus yang besar berhenti jauh lebih perlahan, lalu terbang sejauh beberapa meter. Baginya rintangan bertambah lebih cepat daripada laju, dan dalam pengiraan ditambah pembetulan nombor Reynolds.
Mengapa spora tidak melekat pada insang jiran
Di atas ialah keratan rentas tempat tembakan berlaku. Insang tudung, askus askomiset pada badan buah di tangkai gandum, atau Pilobolus pada tahi haiwan. Tekan «Tembak»: pelet meluncur dengan laju v₀, dan lintasannya dikira dengan rintangan udara. Paparan diperlahankan: beberapa mikrosaat pertama diregangkan, jika tidak ia tidak kelihatan. Peluncur mengubah laju, saiz pelet dan celah antara insang atau sudut tembakan. «Tanpa udara» melukis ke mana pelet akan terbang dalam vakum. Hijau menunjukkan insang dan sasaran, ungu menunjukkan spora dan lintasannya, merah menunjukkan tembakan tersasar dan lintasan tanpa udara. Di bawah ada tiga paparan. «Trajektori» — lintasan dalam skala sebenar. «Laju» — bagaimana ia menurun mengikut masa, dalam skala logaritma. «Saiz dan jarak» — sejauh mana zarah pelbagai saiz terbang pada laju yang sama.
Spora jatuh mengikut garis tegak, dan kulat mengambil kira hal itu
Selepas berhenti, spora jatuh terus ke bawah. Jika insang condong, spora akan terhantuk padanya dan melekat. Sebab itu kulat memastikan insangnya tegak: jika tangkainya dicondongkan, dalam beberapa jam ia melentur dan meluruskan semula tudungnya. Pada kulat kecil bertudung kon runcing, insangnya sempit dan tinggi, dan celah di antaranya hanya pecahan milimeter. Celah mesti lebih besar daripada lintasan spora, tetapi tidak terlalu besar: dengan itu lebih banyak spora muat pada insang.
02 · Konversi
unit laju · tembakan bersebelahan · jarak mengikut saizDaripada meter sesaat kepada panjang spora
Masukkan laju dan pilih unit. Tab pertama menukarkannya kepada unit lain, termasuk panjang spora sesaat — dengan cara ini laju pelet pelbagai saiz dibandingkan. Tab kedua meletakkan tembakan pelbagai kulat bersebelahan. Tab ketiga mengira sejauh mana zarah pelbagai saiz terbang pada laju ini.
Peraturan untuk diingat: 1 m/s bermakna 1 µm setiap mikrosaat dan 3.6 km/h. Spora 5 µm pada laju ini terbang dua ratus kali panjangnya dalam satu milisaat.
Jarak dikira untuk bola berjisim sama dalam udara tenang pada 20 °C. Spora sebenar memanjang, berputar dan terkena arus udara lemah di bawah tudung. Oleh itu angka ini hanya tertib magnitud. Eksperimen dengan rakaman memberikan jarak yang serupa: 0.05—0.2 mm pada kulat bertudung.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Alat ukur
kamera · sasaran · perangkap spora · turus pemendapanTembakan berlangsung mikrosaat, kesannya bertahun-tahun
Kamera berkelajuan tinggi
Kamera dipasang pada mikroskop, dan sekeping insang dirakam dari sisi. Untuk melihat tembakan itu sendiri, diperlukan ratusan ribu bingkai sesaat. Laju dikira daripada anjakan spora antara bingkai yang bersebelahan. Pada 250 000 bingkai sesaat, antara dua bingkai berlalu 4 µs, dan spora beranjak beberapa mikrometer — kira-kira sepanjang badannya.
Sasaran untuk Pilobolus
Sporangium Pilobolus melekit dan melekat pada apa sahaja yang dikenainya. Oleh itu jarak diukur dengan mudah: di sekeliling kultur diletakkan kaca pada pelbagai jarak, dan pagi esoknya dikira berapa sporangium yang melekat pada setiap satu. Dengan cara inilah Buller memperoleh jarak lebih daripada dua meter. Jika kultur diletakkan dalam kotak gelap dengan satu tingkap kecil, hampir semua hentaman akan berkumpul di sekeliling tingkap.
Perangkap spora
Spora yang keluar dari bawah tudung dibawa angin. Untuk mengetahui berapa banyak yang ada di udara, dipasang perangkap spora. Pam menyedut kira-kira 10 liter udara seminit melalui celah sempit, dan spora melekat pada pita di atas dram yang berputar perlahan. Di bawah mikroskop kelihatan pada jam berapa spora paling banyak. Daripada inilah disusun laporan untuk penghidap alahan dan amaran penyakit bijirin.
Turus pemendapan
Spora tidak perlu dirakam semasa terbang, cukup dicatat bagaimana ia jatuh. Dalam turus kaca tertutup tiada tiupan angin, dan spora memendap dengan laju tetap. Daripada laju ini diperoleh τ: τ = v/g. Dan dengan mengetahui τ serta laju tembakan, diperoleh jarak sehingga berhenti. Spora yang dua kali lebih besar memendap empat kali lebih cepat — τ bertambah dengan kuasa dua saiz.
05 · Aturan penulisan
laju · pecutan · jarakLaju — dalam m/s, pecutan — dalam m/s² atau dalam g
Laju ditulis dalam meter sesaat. Pecutan — dalam meter sesaat kuasa dua atau dalam pecahan g, dan g diletakkan selepas nombor. Jarak dinyatakan bersama saiz pelet: tanpanya nombor itu tidak dapat dibandingkan dengan eksperimen lain.
m/s² ialah unit pecutan, bukan laju. g sudah pun pecutan, «g sesaat» tidak bermakna. Jarak tanpa saiz pelet tidak memberitahu apa-apa: spora yang dua kali lebih besar terbang empat kali lebih jauh. Jarak ialah panjang, bukan laju. Laju pemendapan ialah laju, maka ada «sesaat»nya. Dan pemalar masa juga mempunyai unit — saat atau milisaat.
06 · Satuan tetangga
mikologiJarak spora ditentukan oleh saiznya: ia bertambah dengan kuasa dua diameter. Oleh itu helaian tentang saiz spora ialah jiran terus helaian ini. Sama ada spora yang jatuh akan menumbuhkan koloni baharu dan betapa cepat — itu diterangkan dalam helaian tentang pertumbuhan miselium.
Jarak sehingga berhenti ∝ d².
mm/dApa yang tumbuh daripada spora yang jatuh.
1 m/s = 3.6 km/h.
07 · Bagian sejarah
arkib · daripada kanta pembesar Buller hingga kamera berkelajuan tinggiBagaimana orang melihat yang berlangsung mikrosaat
{title}
{text}
Laju tembakan diukur daripada dua-tiga bingkai
Spora dipecut dalam beberapa mikrosaat dan hampir serta-merta mula perlahan. Walaupun pada 250 000 bingkai sesaat, hanya beberapa kedudukannya terakam. Laju dikira daripada anjakan antara bingkai pertama selepas tercerai, dan setiap mikrometer ralat kedudukan bermakna ralat suku meter sesaat.
Lagipun, spora sudah memperlahan antara bingkai. Laju daripada dua bingkai pertama ialah laju purata selama 4 µs, bukan laju awal. Sebab itu laju awal sering dicari dengan cara lain: lengkung nyahpecutan dipadankan pada semua bingkai penerbangan lalu dipanjangkan ke belakang, ke saat tercerai.
Pada Pilobolus lebih mudah: pelet besar dan terbang lama. Namun di sini pun jarak pada sasaran tidak sama dengan laju: ia ditukar melalui rintangan udara, dan itu bergantung pada saiz dan bentuk sporangium. Oleh itu dalam huraian eksperimen sentiasa dinyatakan bagaimana nombor diperoleh.
Tujuh unit asas SI
Katalog besaran
Mikologi · 12 helaian unit
Setitis asid menukar warna jus, garam mewarnakan nyalaan, air membeku dengan satu ketukan. Di bawahnya semua halaman Simetrium, mengikut bidang dan mengikut abjad.
Buka indeks →