Vận tốc ban đầu được viết bằng chữ v thường với chỉ số dưới không: v₀. Đơn vị là mét trên giây, m/s. Gia tốc lúc bắn thường được cho theo số lần gia tốc rơi tự do: chữ g thường in nghiêng. Thời gian bào tử bị hãm trong không khí viết bằng chữ Hy Lạp τ, còn quãng đường dừng là x kèm chỉ số stop.
Tốc độ bắn không phải tốc độ rơi. Bào tử vọt ra với tốc độ khoảng 1 m/s, còn rơi chậm hơn một nghìn lần, khoảng 1 mm/s. Gia tốc tính theo g không phải gam. Và tốc độ bắn cũng không cho biết tầm xa: bào tử nhỏ bị không khí hãm gần như ngay, còn nang bào tử nặng của Pilobolus bay được hàng mét.
Bên trái là một cây nấm có mũ hình chóp nhọn. Bào tử rơi từ dưới các phiến nấm. Trong vòng tròn bên phải, một phiến nấm được phóng to: trên bề mặt của nó, ở gốc bào tử, mọc lên một giọt nước, rồi bào tử bật ra, bay sang bên và đột ngột rẽ xuống dưới. Dấu trên thang dưới vòng tròn chạy đến 0,1 mm: bào tử bay sang bên đúng chừng ấy. Ở dưới, Pilobolus bắn chiếc nang bào tử đen về phía ánh sáng. Đèn báo quay tốc độ cao nhấp nháy.
Trang đơn vị
nấm học bản sửa 2026-10Bắn bào tử v₀, m/s
Đơn vị dẫn xuất SI · đại lượng: vận tốc ban đầu của bào tử lúc bị bắn
Nấm bắn bào tử và trúng đúng khe hở
Dưới mũ nấm, các phiến đứng gần như sát nhau, giữa chúng chưa đến một milimét. Bào tử nằm ở mặt bên của phiến. Nếu chỉ thả ra, nó sẽ dính vào chính phiến ấy. Vì vậy nấm bắn bào tử đi. Bào tử bay sang bên chừng một phần mười milimét, dừng lại trong không khí rồi rơi xuống, vào khe giữa các phiến.
Người bắn là giọt nước. Nó dồn lại ở gốc bào tử và đến một lúc nào đó hòa với màng nước trên bề mặt bào tử. Nước chảy dồn đột ngột, khối tâm dịch chuyển, và bào tử bật ra với tốc độ khoảng một mét trên giây. Gia tốc khi ấy cỡ mười nghìn g. Cả phát bắn chỉ kéo dài vài micrô giây.
Những loại nấm khác bắn mạnh hơn. Pilobolus mọc trên phân ném nang bào tử đi hai mét rưỡi, rơi thẳng xuống cỏ, về phía ánh sáng. Túi ascus của nấm túi bắn bào tử với tốc độ hàng chục mét trên giây. Nhưng với một bào tử nhỏ, điều quan trọng không phải tốc độ, mà là không khí hãm nó nhanh đến đâu.
01 · Định nghĩa
bắn · hãm · rơiTốc độ bắn v₀ là tốc độ của bào tử ở khoảnh khắc đầu tiên sau khi bật ra. Người ta đo nó theo các khung hình của phim tốc độ cao: xem giữa hai khung bào tử dời đi bao nhiêu micrômét. Sau đó không khí hãm nó, và tốc độ giảm nhanh.
Với hạt nhỏ, không khí nhớt như mật ong đối với hạt đậu. Lực cản tỉ lệ với tốc độ, và tốc độ giảm theo hàm mũ với hằng số thời gian τ. Hạt càng nhỏ thì τ càng bé: với bào tử cỡ 5 µm, nó khoảng 0,08 ms. Trong thời gian đó bào tử đi được quãng x = v₀·τ, khoảng 0,1 mm, rồi dừng lại.
Sau khi dừng, bào tử rơi. Trọng lực cân bằng với lực cản ở tốc độ v = g·τ, chưa đến một milimét trên giây. Với tốc độ ấy bào tử hạ xuống giữa các phiến và ra khỏi dưới mũ nấm. Nang bào tử lớn của Pilobolus bị hãm chậm hơn nhiều, nên bay được hàng mét. Với nó lực cản tăng nhanh hơn tốc độ, và khi tính phải thêm hiệu chỉnh theo số Reynolds.
Vì sao bào tử không dính vào phiến bên cạnh
Ở trên là mặt cắt nơi phát bắn: các phiến của mũ nấm, túi ascus trong thể quả trên bông lúa, hoặc Pilobolus trên phân. Bấm «Bắn»: vật bị bắn vọt ra với tốc độ v₀, và quỹ đạo của nó được tính có kể đến lực cản không khí. Hình ảnh được làm chậm: vài micrô giây đầu bị kéo dài ra, nếu không sẽ không nhìn thấy. Các thanh trượt đổi tốc độ, kích thước vật bị bắn, khe giữa các phiến hoặc góc bắn. «Không có không khí» vẽ chỗ vật sẽ bay tới trong chân không. Màu xanh lá là các phiến và đích, màu mận là bào tử và đường đi của nó, màu đỏ là cú trượt và đường đi khi không có không khí. Ở dưới có ba kiểu xem. «Quỹ đạo» là đường đi theo tỉ lệ thật. «Tốc độ» là cách nó giảm theo thời gian, trên thang logarit. «Kích thước và quãng» cho biết các hạt cỡ khác nhau bay được bao xa ở cùng một tốc độ.
Bào tử rơi theo phương thẳng đứng, và nấm tính đến điều đó
Sau khi dừng, bào tử rơi thẳng xuống. Nếu phiến nghiêng, bào tử sẽ va vào nó và dính lại. Vì thế nấm giữ các phiến thẳng đứng: nếu nghiêng cuống, trong vài giờ nó uốn cong và đưa mũ về lại thế nằm ngang. Ở các nấm nhỏ có mũ hình chóp nhọn, phiến hẹp và cao, còn khe giữa chúng chỉ là những phần của milimét. Khe phải lớn hơn quãng đường bào tử đi, nhưng không lớn hơn nhiều: như vậy trên các phiến chứa được nhiều bào tử hơn.
02 · Quy đổi
đơn vị tốc độ · các phát bắn cạnh nhau · quãng theo kích thướcTừ mét trên giây sang chiều dài bào tử
Nhập tốc độ và chọn đơn vị. Thẻ đầu đổi nó sang các đơn vị khác, kể cả chiều dài bào tử trên giây: người ta so tốc độ giữa các vật bị bắn có kích thước khác nhau bằng cách này. Thẻ thứ hai đặt các phát bắn của những loại nấm khác nhau cạnh nhau. Thẻ thứ ba tính xem với tốc độ này các hạt cỡ khác nhau bay được bao xa.
Quy tắc dễ nhớ: 1 m/s là 1 µm trong một micrô giây và là 3,6 km/h. Bào tử 5 µm với tốc độ này bay được hai trăm lần chiều dài của mình trong một mili giây.
Quãng đường được tính cho quả cầu cùng khối lượng trong không khí lặng ở 20 °C. Bào tử thật thì thon dài, quay tròn và bị cuốn vào những luồng khí yếu dưới mũ nấm. Vì vậy các con số chỉ cho bậc độ lớn. Các thí nghiệm quay phim cho quãng đường tương tự: 0,05—0,2 mm ở nấm mũ.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Dụng cụ đo
máy quay · bia · máy bẫy bào tử · cột lắngPhát bắn kéo dài micrô giây, dấu vết kéo dài nhiều năm
Máy quay tốc độ cao
Máy quay được gắn lên kính hiển vi và quay một mảnh nhỏ của phiến nấm từ bên cạnh. Để thấy chính phát bắn, cần hàng trăm nghìn khung hình mỗi giây. Tốc độ được tính theo độ dời của bào tử giữa các khung liền kề. Ở 250 000 khung hình mỗi giây, giữa hai khung là 4 µs, và bào tử dời vài micrômét — chừng bằng chiều dài của chính nó.
Bia cho Pilobolus
Nang bào tử của Pilobolus dính và bám vào nơi nó trúng. Vì thế đo tầm xa rất đơn giản: quanh mẫu nuôi người ta đặt các tấm kính ở những khoảng cách khác nhau, và buổi sáng đếm xem mỗi tấm dính bao nhiêu nang. Buller cũng đã đo được tầm xa hơn hai mét như vậy. Nếu đặt mẫu nuôi vào hộp tối chỉ có một ô cửa, hầu hết các điểm trúng sẽ tụ quanh ô cửa.
Máy bẫy bào tử
Những bào tử ra khỏi dưới mũ nấm bị gió cuốn đi. Để biết trong không khí có bao nhiêu, người ta đặt máy bẫy bào tử. Bơm hút khoảng 10 lít không khí mỗi phút qua một khe hẹp, và bào tử dính vào băng trên chiếc trống quay chậm. Dưới kính hiển vi có thể thấy giờ nào bào tử nhiều nhất. Các bản tin cho người dị ứng và cảnh báo bệnh của cây ngũ cốc được lập ra như vậy.
Cột lắng
Không nhất thiết phải quay bào tử khi đang bay, có thể ghi lại cách nó rơi. Trong cột kính kín không có gió lùa, và bào tử lắng với tốc độ không đổi. Từ tốc độ này tìm ra τ: τ = v/g. Biết τ và tốc độ bắn thì có quãng đường đến lúc dừng. Bào tử to gấp đôi lắng nhanh gấp bốn — τ tăng theo bình phương kích thước.
05 · Quy tắc viết
tốc độ · gia tốc · quãngTốc độ tính bằng m/s, gia tốc bằng m/s² hoặc bằng g
Tốc độ được viết bằng mét trên giây. Gia tốc viết bằng mét trên giây bình phương hoặc theo số lần g, và khi đó g đặt sau con số. Quãng đường được ghi cùng với kích thước vật bị bắn: không có nó thì không thể so con số với một thí nghiệm khác.
m/s² là đơn vị của gia tốc, không phải của tốc độ. g đã là gia tốc rồi, «g trong một giây» không có nghĩa gì. Quãng đường không có kích thước vật bị bắn thì chẳng nói lên điều gì: bào tử to gấp đôi bay xa gấp bốn. Tầm xa là chiều dài, không phải tốc độ. Tốc độ lắng là tốc độ, nên có «trên giây». Hằng số thời gian cũng có đơn vị — giây hoặc mili giây.
06 · Các đơn vị lân cận
nấm họcQuãng đường của bào tử do kích thước của nó quyết định: nó tăng theo bình phương đường kính. Vì vậy trang về kích thước bào tử là láng giềng trực tiếp của trang này. Từ bào tử đã rơi có mọc ra khuẩn lạc mới hay không và nhanh thế nào — đó là việc của trang về sự lớn lên của hệ sợi nấm.
Quãng đến lúc dừng ∝ d².
mm/dĐiều sẽ mọc lên từ bào tử đã rơi.
1 m/s = 3,6 km/h.
07 · Phần lịch sử
lưu trữ · từ kính lúp của Buller đến máy quay tốc độ caoNgười ta đã thấy thế nào điều chỉ kéo dài micrô giây
{title}
{text}
Tốc độ bắn được đo từ hai, ba khung hình
Bào tử tăng tốc trong vài micrô giây và gần như lập tức bắt đầu bị hãm. Ngay cả ở 250 000 khung hình mỗi giây, chỉ có vài vị trí của nó lọt vào khung. Tốc độ được tính theo độ dời giữa những khung đầu tiên sau khi bật ra, và mỗi micrômét sai số về vị trí là một sai số một phần tư mét trên giây.
Hơn nữa, bào tử đã bị hãm ngay giữa các khung. Tốc độ tìm được từ hai khung đầu là tốc độ trung bình trong 4 µs, không phải tốc độ ban đầu. Vì thế vận tốc ban đầu thường được tìm theo cách khác: khớp đường cong hãm với mọi khung hình của chuyến bay rồi kéo dài nó ngược về lúc bật ra.
Với Pilobolus thì đơn giản hơn: vật bị bắn lớn và bay lâu. Nhưng ở đây tầm xa trên bia cũng không phải là tốc độ: nó được quy đổi qua lực cản không khí, mà lực cản phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của nang bào tử. Vì vậy trong mô tả thí nghiệm luôn ghi rõ con số được tìm ra thế nào.
Bảy đơn vị cơ sở của SI
Danh mục đại lượng
Nấm học · 12 trang đơn vị
Một giọt axit đổi màu nước ép, muối nhuộm màu ngọn lửa, nước đóng băng sau một cú gõ. Bên dưới là mọi trang của Simetrium, theo ngành và theo thứ tự chữ cái.
Mở chỉ mục →