रसायन विज्ञान

एनिमेशन के रूप में पीसीआर का सिद्धांत

एनिमेशन के रूप में पीसीआर का सिद्धांत



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पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन, सिद्धांत रूप में, प्रारंभिक सामग्री के रूप में डीएनए की केवल एक प्रति के साथ हो सकता है। एक चक्रीय प्रक्रिया में, एक छोटा, पूरक प्राइमर (एक कृत्रिम रूप से निर्मित, छोटा एकल-फंसे डीएनए; यहां गुलाबी और नीले रंग में दिखाया गया है) दो एकल-फंसे डीएनए के उपयुक्त स्थान में जोड़ा जाता है। इस छोटे से शुरू, अब डबल- फंसे हुए क्षेत्र, एक गर्मी-स्थिर टाक डीएनए पोलीमरेज़ (नारंगी रंग के अंडाकार) एक डबल स्ट्रैंड (हरा) बनाने के लिए शेष एकल स्ट्रैंड के पूरक हैं। पोलीमराइजेशन का अगला दौर तैयार, अब डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए के पिघलने से शुरू होता है। डीएनए उत्पादों की संख्या तेजी से बढ़ती है।


संचार ट्यूब

जैसा संचार ट्यूब या संचार वाहिकाओं ये ऐसे बर्तन होते हैं जो सबसे ऊपर खुले होते हैं लेकिन नीचे एक दूसरे से जुड़े होते हैं। उनमें एक समांगी द्रव समान रूप से अधिक होता है क्योंकि गुरुत्वाकर्षण और वायुदाब स्थिर होते हैं।

ट्यूबों के बीच का कनेक्शन तरल स्तर से ऊपर भी हो सकता है जब तक कि कनेक्टिंग लाइन पूरी तरह से तरल से भर जाती है और जहाजों से इसका कनेक्शन तरल स्तर से नीचे होता है। [anm 1] इस सिद्धांत का उपयोग हॉटॉप साइफन में लॉक कक्षों को खाली करने के लिए भी किया जाता है। "कनेक्टिंग पाइप" या ड्रेनेज पाइप को भरना हाइड्रोलिक पिस्टन द्वारा उत्पन्न नकारात्मक दबाव द्वारा लाया जाता है [एएनएम 2] यह साइफन सिद्धांत से मेल खाता है।

जब विभिन्न तरल पदार्थ ट्यूबों में एक दूसरे से जुड़े होते हैं, तो तरल स्तंभों की ऊंचाई उनके विशिष्ट गुरुत्व के व्युत्क्रमानुपाती होती है, अर्थात। एच। हल्के तरल पदार्थ अधिक उठते हैं।


भविष्य के लिए सामग्री: कार्यात्मक सामग्री

कार्यात्मक सामग्री सामग्री विज्ञान का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है।

CO2 उत्सर्जन से बचने के लिए, ऊर्जा संक्रमण के लिए नई सामग्री आवश्यक है।

यह न केवल परिवहन क्षेत्र में ऊर्जा बचाने के लिए हल्के निर्माण (जैसे एल्यूमीनियम) के लिए निर्माण सामग्री पर लागू होता है, बल्कि कार्यात्मक सामग्रियों पर भी लागू होता है, जिसके साथ अन्य चीजों के साथ, ऊर्जा उत्पन्न की जा सकती है और अधिक कुशलता से संग्रहीत की जा सकती है।

न केवल जूलियस-मैक्सिमिलियंस यूनिवर्सिटी ऑफ वुर्जबर्ग में रसायन विज्ञान और भौतिकी में विभिन्न कार्य समूह इस पर शोध करते हैं, बल्कि विभिन्न शोध संस्थान जैसे फ्रौनहोफर आईएससी और जेडएई (एप्लाइड एनर्जी रिसर्च के लिए बवेरियन सेंटर) भी करते हैं।

उपर्युक्त सभी कार्य समूह और संस्थान कार्यात्मक सामग्री पाठ्यक्रम पर शिक्षण में शामिल हैं।

वुर्जबर्ग में कार्यात्मक सामग्री के विकास के उदाहरण

बैटरी सेल और ऑर्गेनिक फोटोवोल्टिक पर वीडियो

फ्रौंहोफर आईएससी से वीडियो

नैनो-कण रसोई

अंतःविषय डिग्री कार्यक्रम कार्यात्मक सामग्री के लिए पंजीकरण करें।

आप यहां वुर्जबग विश्वविद्यालय में पाठ्यक्रमों की सामान्य पसंद के बारे में अधिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं

आप नीचे स्नातक / मास्टर पाठ्यक्रम के बारे में अधिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।

भविष्य के लिए अनुसंधान

कार्यात्मक सामग्री पाठ्यक्रम की संरचना

कार्यात्मक सामग्री पाठ्यक्रम एक क्रमिक स्नातक / मास्टर पाठ्यक्रम है

क्या आपने कभी सोचा है कि आपके सेल फोन में डिस्प्ले कैसे काम करता है? डिस्प्ले में कई छोटे पिक्सेल होते हैं। प्रत्येक पिक्सेल एक प्रकाश वाल्व की तरह काम करता है - पिक्सेल में अणु इसे प्रकाश में आने देते हैं या इसे अवरुद्ध करते हैं। अणुओं के संरेखण को इस तरह से समायोजित करने के लिए एक बाहरी विद्युत क्षेत्र का उपयोग किया जा सकता है कि आपतित प्रकाश का रंग (तरंग दैर्ध्य) और पाठ्यक्रम (दोलन की दिशा) दोनों प्रभावित हों। संक्षेप में, आप ऑप्टिकल गुण बदलते हैं। पिक्सल के दोनों किनारों पर स्थित पोलराइज़र के संयोजन में, सेल के माध्यम से प्रकाश के मार्ग को बाहरी क्षेत्र द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। इसलिए डिस्प्ले में बैकलाइट, पोलराइज़र, पिक्सल, पारदर्शी इलेक्ट्रोड और कलर फिल्टर होते हैं।

कार्यात्मक सामग्री पाठ्यक्रम में - पूर्व में कार्यात्मक सामग्री की तकनीक - आप सीखेंगे कि अणुओं में कौन सी संरचना और गुण होने चाहिए ताकि उनका उपयोग डिस्प्ले में किया जा सके। लेकिन वे भौतिक सिद्धांत भी हैं एलसीडी बेहतर तरीके से जानें और जानें कि संपूर्ण प्रदर्शन कैसे सेट और उपयोग किया जाता है। पाठ्यक्रम में रासायनिक संश्लेषण से लेकर भौतिकी और विनिर्माण प्रौद्योगिकी तक सभी पहलुओं की जांच की जाती है।

कार्यात्मक सामग्री दैनिक जीवन की सभी वस्तुओं में पाई जा सकती है, जैसे कि in एमपी 3 चालक, खेल को शान्ति, कॉन्टेक्ट लेंस तथा प्रत्यारोपण. वे प्रकाश को विद्युत में परिवर्तित करते हैं (सौर कोशिकाएं) या इसके विपरीत प्रकाश में बिजली (एलईडी), स्मार्टफोन में स्क्रीन व्यू को झुकाएं, एयरबैग को ट्रिगर करें (संवेदक) या रक्त में सक्रिय पदार्थ का संकेत दें (रैपिड मेडिकल टेस्ट) तो आप न केवल रसायन विज्ञान, भौतिकी और इंजीनियरिंग के विषयों में, बल्कि चिकित्सा और गणित के विषयों में भी अंतःविषय कार्य सीखते हैं। वुर्जबर्ग विश्वविद्यालय के अलावा, वुर्जबर्ग-श्वेनफर्ट यूनिवर्सिटी ऑफ एप्लाइड साइंसेज, फ्राउनहोफर इंस्टीट्यूट फॉर सिलिकेट रिसर्च, सेंटर फॉर एप्लाइड एनर्जी रिसर्च और एसकेजेड प्लास्टिक सेंटर प्रशिक्षण में भाग ले रहे हैं।


अधिकतम भूगर्भीय चूषण ऊंचाई

जैसा कि परिचयात्मक खंड में पहले ही उल्लेख किया गया है, पानी की सतह और मुंह के बीच एक निश्चित ऊंचाई के अंतर को पाटने से आप पाएंगे कि सबसे बड़े प्रयास के बाद भी पीने के भूसे से पीना संभव नहीं है। सैद्धांतिक रूप से, पानी की यह सीमा लगभग 10 मीटर है। इसका मुंह की कमजोर मांसपेशियों से कोई लेना-देना नहीं है, लेकिन इसका एक प्राकृतिक शारीरिक कारण है। यहां तक ​​​​कि दुनिया का सबसे शक्तिशाली सक्शन पंप भी 10 मीटर से अधिक की ऊंचाई के अंतर को दूर नहीं कर पाएगा यदि एक आदर्श वैक्यूम बनाया गया हो। इन अधिकतम भूगर्भीय चूषण ऊंचाई निम्नलिखित में गणितीय रूप से व्युत्पन्न किया जाना है।

बल एफपी जिसके साथ पानी को प्रभावी ढंग से ऊपर की ओर धकेला जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप निचले सिरे पर लागू होने वाले बलों में अंतर होता है (F .)0) और पानी के स्तंभ के ऊपर (F.1) काम करता है। जैसा पानी स्तंभ डंठल में पानी को गिलास में जल स्तर के संबंध में समझना है। परिवेशी दबाव p पानी में भी इस ऊंचाई पर कार्य करता है0 (चूंकि इस बिंदु पर कोई हाइड्रोस्टेटिक दबाव नहीं है), इसलिए यह पानी को ऊपर की ओर धकेलने के लिए सीधे तौर पर जिम्मेदार है। पीने के भूसे के विसर्जन की गहराई अप्रासंगिक है (इस पर बाद में अधिक)।

चित्रण: डंठल में खड़े पानी के स्तंभ पर हमला करने वाली ताकतें

प्रभावी ऊपर की ओर बल Fपी इस प्रकार बल F में अंतर के परिणामस्वरूप होता है।0, जो पानी के निचले सिरे पर प्रचलित (परिवेश) दबाव द्वारा पानी को स्तंभित करता है p0 ऊपर की ओर धकेलता है, और बल F1 पानी के स्तंभ के ऊपरी सिरे पर, जिसके साथ भीतरी पुआल का दबाव p1 पानी को नीचे धकेलना। दोनों ही मामलों में, दबाव एक ही आंतरिक डंठल क्रॉस-सेक्शन A पर कार्य करते हैं, ताकि संबंधित बलों को दबावों (F = p⋅A) से निर्धारित किया जा सके।

यह ऊपर की ओर बल Fपी स्पष्ट रूप से इतना बड़ा होना चाहिए कि यह पानी के स्तंभ को वजन F . के साथ स्थानांतरित करने में सक्षम होजी= ऊपर की ओर धकेलने में सक्षम हो। डंठल में ऊपर की ओर धकेले जाने वाले पानी के स्तंभ का वजन डंठल में पानी के स्तर पर निर्भर करता है। ऊंचाई बढ़ने के साथ पानी के स्तंभ का वजन भी बढ़ता है। यह वजन तरल स्तंभ के क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र ए (= भूसे के पार-अनुभागीय क्षेत्र) और तरल घनत्व ϱ के माध्यम से निम्नानुसार निर्धारित किया जा सकता है:

चित्रा: अधिकतम चूषण ऊंचाई की व्युत्पत्ति

जैसे-जैसे डंठल में पानी का स्तर बढ़ता है, पानी के स्तंभ का वजन बढ़ता जाता है। किसी बिंदु पर वजन Fजी अंततः ऊपर की ओर बल F . जितना बड़ा हो जाता हैपी. इस अवस्था में अब पानी को ऊपर की ओर धकेलना संभव नहीं है। दिए गए दबावों पर, वृद्धि h की यह ऊंचाई निम्नानुसार निर्धारित की जाती है:

अधिकतम संभव बल के लिए जिसके साथ पानी को ऊपर की ओर धकेला जा सकता है, एक निर्वात (p .)1= 0) प्रबल हो, ताकि कुल परिवेशी दबाव p0 पानी पुआल के अंदर बिना दबाव के ऊपर की ओर धकेल सकता है। इस मामले में, वृद्धि एच की अधिकतम संभव ऊंचाई प्राप्त की जाती हैमैक्स भूसे के अंदर एक वैक्यूम बनाना:

1 बार के परिवेश के दबाव और 1000 किग्रा / मी³ के तरल घनत्व के साथ-साथ 10 एन / किग्रा के गुरुत्वाकर्षण त्वरण के साथ, पानी का अधिकतम वितरण सिर लगभग 10 मीटर है:

इसलिए इसे अधिकतम 10 मीटर ऊंचे पीने के भूसे से पिया जा सकता है। लंबे समय तक पीने के स्ट्रॉ के साथ, परिवेश का दबाव अब पानी के स्तंभ को ऊंचा नहीं कर सकता है और बस इस ऊंचाई पर रुक जाएगा।

ध्यान दें कि एक निर्वात का निर्माण अंततः केवल एक सैद्धांतिक प्रकृति का होता है। क्योंकि घटते दाब के साथ द्रवों का क्वथनांक भी कम हो जाता है। यदि किसी बिंदु पर दबाव बहुत कम हो जाता है, तो डंठल में तरल वाष्पित होने लगता है और गैसीय कण फिर से दबाव बनाते हैं, तथाकथित वाष्प दबाव. 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, पानी वाष्पित हो जाएगा, उदाहरण के लिए 23 एमबार के दबाव में। सबसे कम दबाव जो 20 डिग्री सेल्सियस पर पानी के साथ स्थिर संतुलन में प्राप्त किया जा सकता है वह 23 एमबार है न कि वैक्यूम। व्यवहार में, आप इस प्रकार वैक्यूम के साथ सैद्धांतिक रूप से संभव की तुलना में कम अधिकतम चूषण ऊंचाई प्राप्त करेंगे।


पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर)

95 डिग्री सेल्सियस पर दोहरा-फंसे डीएनए जिसे दोहराया जाना है, उसे साफ किया जाता है।

2. संकरण

दो प्राइमरी अणु जो पहले ही जोड़े जा चुके हैं, 60 डिग्री सेल्सियस पर अलग-अलग किस्में से जुड़ जाते हैं।

3. पॉलिमराइजेशन

प्राइमरों से शुरू होकर, एक डीएनए पोलीमरेज़ 72 डिग्री सेल्सियस पर पूरक डीएनए स्ट्रैंड्स को संश्लेषित करता है। इस तरह, जिस डीएनए की जांच की जानी है, वह दो समान डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणु बन जाता है। अब यह चरण 1 के साथ चलता है, फिर चरण 2 के साथ और इसी तरह।

थर्मल साइकिलर

एक पूरे चक्र में केवल कुछ मिनट लगते हैं क्योंकि आजकल प्रोग्राम करने योग्य उपकरणों का उपयोग किया जाता है, तथाकथित थर्मल साइकिलर्स, जो व्यावहारिक रूप से पीसीआर को स्वयं करते हैं। ऐसे 30 चक्रों के बाद, मूल डीएनए से डीएनए की 1 बिलियन प्रतियां पहले ही बनाई जा चुकी हैं।

जेल वैद्युतकणसंचलन

इस तरह से प्राप्त डीएनए का आप क्या करते हैं? आप उन्हें कैसे दृश्यमान बनाते हैं, आप उनका विश्लेषण कैसे कर सकते हैं?

इस उद्देश्य के लिए जेल वैद्युतकणसंचलन की विधि का उपयोग किया जाता है। डीएनए के टुकड़ों को जेल जैसी सामग्री पर लगाया जाता है और फिर विद्युत प्रवाह का उपयोग करके अलग किया जाता है। प्रत्यक्ष धारा (लगभग 50 वोल्ट) एक विद्युत क्षेत्र बनाती है जिसमें नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए डीएनए अणु एक निश्चित अवधि के भीतर एक निश्चित दूरी तय करते हैं। इस तरह से अलग किए गए डीएनए के टुकड़ों को विशेष रसायनों या यूवी प्रकाश का उपयोग करके दृश्यमान बनाया जाता है। परिणाम विशिष्ट धारी पैटर्न है कि आप में से कई अपराध श्रृंखला जैसे सीएसआई से परिचित हो सकते हैं।

उपयेाग क्षेत्र

पीसीआर के आवेदन का सबसे अच्छा ज्ञात क्षेत्र निश्चित रूप से एक आनुवंशिक फिंगरप्रिंट का निर्माण है। अपराधियों की पहचान करने के लिए इस प्रक्रिया का उपयोग अपराध विज्ञान में किया जाता है। हर अपराधी अपराध स्थल पर निशान छोड़ता है, चाहे वह बालों के झड़ने के रूप में हो, त्वचा के गुच्छे, रक्त, शुक्राणु या लार के रूप में हो। जीवविज्ञानी और कोरोनर्स के लिए बच्चे की आनुवंशिक प्रोफ़ाइल बनाने के लिए एक बाल पर्याप्त है। ऐसा करने के लिए, मूल डीएनए को पहले पीसीआर का उपयोग करके गुणा किया जाता है।

संदिग्धों से लार के नमूने लिए जाते हैं और पीसीआर के अधीन भी किया जाता है।

लक्ष्य डीएनए और संदिग्ध डीएनए को फिर जेल जैसी फिल्म पर रखा जाता है और फिर वैद्युतकणसंचलन के अधीन किया जाता है। अपराधी डीएनए यूवी प्रकाश में एक विशिष्ट बैंड पैटर्न दिखाता है, जैसा कि संदिग्ध का डीएनए करता है। यहां तक ​​कि जैविक आम आदमी भी एक नज़र में देख सकता है कि क्या किसी एक संदिग्ध का गिरोह पैटर्न अपराधी से मेल खाता है।

एक अन्य अनुप्रयोग उदाहरण दवा है। पीसीआर/जेल वैद्युतकणसंचलन से आप शरीर के अपने ऊतक में विदेशी डीएनए का बहुत जल्दी पता लगा सकते हैं। उदाहरण के लिए, रोगी के शरीर में एंटीबॉडी का उत्पादन करने से बहुत पहले बैक्टीरिया या वायरल रोगों का पता लगाया जा सकता है। इस विधि से वंशानुगत रोगों की भी आसानी से पहचान की जा सकती है।

खाद्य विश्लेषण में, पीसीआर का उपयोग भोजन में विदेशी जीन का पता लगाने के लिए किया जाता है।

अंत में, विकासवादी जीव विज्ञान में, पीसीआर और आनुवंशिक उंगलियों के निशान की मदद से, विभिन्न प्रजातियों और जेनेरा के बीच संबंधों की डिग्री अपेक्षाकृत सटीक रूप से निर्धारित की जा सकती है, ताकि बेहतर और अधिक सटीक परिवार के पेड़ स्थापित किए जा सकें।

संयोग से, पीसीआर/फिंगरप्रिंट पद्धति का उपयोग मानव परिवार के पेड़ों के पुनर्निर्माण के लिए भी किया जा सकता है - आजकल पितृत्व का प्रमाण कोई समस्या नहीं है।

खोज

पीसीआर की विधि का आविष्कार 1983 में अमेरिकी कैरी बैंक्स मुलिस ने किया था, जब वह चांदनी में अपनी प्रेमिका के साथ कार में थे। कम से कम वह तो यही कहते हैं। यह विचार शुरू में उनके सहयोगियों द्वारा मुस्कुराया गया था। डीएनए को उतनी आसानी से दोहराया नहीं जा सकता जितना कि मुलिस ने कहा, सबसे अधिक संभावना है। लेकिन फिर जीवविज्ञानियों ने धीरे-धीरे इस पीसीआर पद्धति के पीछे निहित विशाल क्षमता को पहचान लिया। मुलिस को उनके आविष्कार की मान्यता में उनकी कंपनी से $10,000 मिले। इस कंपनी ने बाद में पीसीआर पेटेंट को 30 लाख डॉलर में दोबारा बेच दिया। 1993 में, हालांकि, मुलिस को रसायन विज्ञान के लिए नोबेल पुरस्कार मिला, इसलिए उन्हें भूखा नहीं मरना पड़ा।


अपवर्तक सूचकांक बस समझाया गया

अपवर्तक अपवर्तक सूचकांक पर होशियार मूल्य खोजें। सहेजें अपवर्तक सूचकांक बस समझाया गया. एक माध्यम, जैसे हवा, से दूसरे माध्यम, जैसे पानी में प्रकाश की किरण के पाठ्यक्रम का निरीक्षण करें। उदाहरण के लिए, स्विमिंग पूल में गोता लगाते समय आप अपने ऊपर के पानी की सतह को नीचे से देख कर ऐसा कर सकते हैं। यदि आप ऐसा करते हैं, तो आप बीम के एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाने पर उसकी दिशा में परिवर्तन देखेंगे। दिशा के इस परिवर्तन को अपवर्तनांक भी कहा जाता है, जिसे अपवर्तनांक भी कहा जाता है, एक निर्वात में प्रकाश की गति के अनुपात को एक निश्चित माध्यम में प्रकाश प्रसार की गति के अनुपात का वर्णन करता है। अपवर्तनांक की गणना निर्वात में प्रकाश की गति को माध्यम के भीतर प्रकाश की गति से विभाजित करके की जाती है। अपवर्तनांक की कोई इकाई नहीं होती और इसलिए यह एक विमाहीन संख्या होती है। उच्च अपवर्तनांक वाले माध्यम को वैकल्पिक रूप से सघन कहा जाता है। इसे साफ करने के लिए।

अपवर्तक सूचकांक, अपवर्तक सूचकांक या ऑप्टिकल घनत्व, कम अक्सर अपवर्तक सूचकांक, जिसे पहले अपवर्तक सूचकांक भी कहा जाता है, एक ऑप्टिकल सामग्री संपत्ति है। यह निर्वात में प्रकाश की तरंग दैर्ध्य और सामग्री में तरंग दैर्ध्य का अनुपात है, और इस प्रकार निर्वात में प्रकाश की चरण वेग सामग्री में भी है। अपवर्तनांक आयाम संख्या की मात्रा है, और यह आमतौर पर प्रकाश की आवृत्ति पर निर्भर करता है, जिसे फैलाव कहा जाता है। पर। . यह आयामहीन भौतिक मात्रा उस कारक को इंगित करती है जिसके द्वारा तरंग दैर्ध्य और प्रकाश का चरण वेग निर्वात की तुलना में छोटा होता है। निर्वात का अपवर्तनांक ठीक 1 है, वायु और कई अन्य गैसों का लगभग 1 है। पानी में n = 1.333 है , कांच n = 1.5-1.6 और हीरा n = 2.42। कुल परावर्तन की घटना वैकल्पिक रूप से सघन से वैकल्पिक रूप से पतले माध्यम में संक्रमण के समय हो सकती है

रेफ्रेक्टोमीटर अपवर्तक सूचकांक - प्रस्ताव पर ब्रांडेड उत्पाद

अपवर्तक सूचकांक के आवेदन के क्षेत्र। माध्यम 1 से माध्यम 2 में संक्रमण पर अपवर्तनांक (अपवर्तन कोण, अपवर्तनांक) दो माध्यमों में प्रकाश की गति के अनुपात के बराबर होता है। द्विआधारी मिश्रण की एकाग्रता माप आवेदन का एक क्षेत्र है। सांद्रता को ब्रिक्स जैसे द्रव्यमान% के रूप में निर्दिष्ट किया जा सकता है। अपवर्तक सूचकांक (जिसे अक्सर अपवर्तक सूचकांक भी कहा जाता है) प्रकाशिकी में एक भौतिक मात्रा है। यह दो मीडिया के बीच संक्रमण पर एक विद्युत चुम्बकीय तरंग के अपवर्तन की विशेषता है और एक निर्वात में प्रकाश के चरण वेग c0 और संबंधित माध्यम अपवर्तक सूचकांक में इसके चरण वेग c के बीच का अनुपात है, अपवर्तक सूचकांक, संक्षिप्त नाम n, एक की विशेषता संख्या ऑप्टिकल सामग्री। अपवर्तनांक माध्यम M 1 में प्रकाश के प्रसार c1 की गति का एक माप है। एक माध्यम M 1 में गति, जो निर्वात में प्रकाश c की गति से संबंधित है, को निरपेक्ष अपवर्तनांक कहा जाता है, और जो एक सेकंड में प्रकाश की गति का होता है। यह कथन कि किसी सामग्री का अपवर्तनांक 1.5 है, का अर्थ है कि हवा में प्रकाश की गति इस सामग्री की तुलना में 50% अधिक है। नमूनों में प्रकाश की गति की परवाह कौन करता है? अपवर्तनांक एक पदार्थ-विशिष्ट स्थिरांक है। यह तापमान और प्रकाश की तरंग दैर्ध्य (यानी रंग) पर निर्भर करता है। क्योंकि यह ऐसा ही है, आप इसके साथ जा सकते हैं।

अपवर्तनांक · परिभाषा, सूत्र और उदाहरण [के साथ

  • Wortwurzel.de का ऑनलाइन स्क्रैबल डिक्शनरी स्क्रैबल शब्दों की जाँच का त्वरित और आसान तरीका है, क्योंकि यह आपको इसके अर्थ के बारे में जानकारी भी प्रदान करता है। अपवर्तन सूचकांक बचाता है! खेलते समय झगड़ों और वाद-विवाद से बचने के लिए, सभी खिलाड़ियों को उस शब्दकोश पर सहमत होना चाहिए जिसका वे उपयोग करेंगे। क्या किसी अन्य खिलाड़ी को स्क्रैबल® शब्द का उपयोग करना चाहिए, उदा।
  • रेफ्रेक्टोमेट्री। चित्र: अपवर्तन के दौरान बीम पथ। मापने का सिद्धांत। यदि मोनोक्रोमैटिक प्रकाश (चित्र) एक माध्यम से प्रकाश की गति c 1 से दूसरे में प्रकाश c 2 की गति के साथ प्रवेश करता है, तो प्रकाश किरण - होने वाले प्रतिबिंब के अलावा - स्नेलियस के नियम के अनुसार अपवर्तित होता है: sinα / sinβ = c 1 / c 2 = n 21. यहाँ, n 21, का आपेक्षिक अपवर्तनांक है।
  • अपवर्तन का नियम अपवर्तन का नियम बनाने के लिए, उस बिंदु पर जहां प्रकाश टकराता है, इंटरफेस के लंबवत एक सीधी रेखा खींचें। इस अभिलंब और आपतित किरण के बीच के कोण को आपतन कोण कहा जाता है, अभिलंब और अपवर्तित किरण के बीच के कोण को अपवर्तन कोण कहा जाता है
  • प्रकाश किस दिशा में विक्षेपित होता है और अपवर्तन कितना मजबूत होता है, यह इसमें शामिल पदार्थों और उस कोण पर निर्भर करता है जिस पर प्रकाश एक अंतरफलक से टकराता है (चित्र 2)। यदि प्रकाश एक इंटरफेस पर लंबवत गिरता है, तो कोई अपवर्तन नहीं होता है

अपवर्तनांक: स्पष्टीकरण और उदाहरण - पेशा - सहायक

  • उपकरण तरल या ठोस पदार्थों का अपवर्तनांक निर्धारित करते हैं, जिससे उनकी पहचान और गुणवत्ता के साथ-साथ बाइनरी (दो अलग-अलग घटकों का मिश्रण) या अर्ध-बाइनरी मिश्रण में एकाग्रता प्राप्त की जा सकती है।
  • चूंकि अपवर्तनांक एक सामग्री स्थिरांक है जो किसी पदार्थ की रासायनिक संरचना पर निर्भर करता है, यह रत्न के प्रकार और गुणवत्ता के बारे में जानकारी प्रदान करता है। एक विशेष रत्न रेफ्रेक्टोमीटर के साथ निर्धारण एक उपयोग में आसान विधि है जिसके साथ पत्थर की प्रामाणिकता और गुणवत्ता का आकलन किया जा सकता है। इसलिए जेमस्टोन रिफ्रैक्ट्रोमीटर एक जेमोलॉजिकल लैबोरेटरी के बुनियादी उपकरण का हिस्सा है। अपवर्तनांक की निर्भरता के कारण।
  • तेज माध्यम से धीमे माध्यम में जाने पर प्रकाश का अपवर्तन प्रकाश पुंज को अभिलंब की दिशा में दो माध्यमों के बीच की सीमा की ओर मोड़ देता है। झुकने की सीमा दो मीडिया के अपवर्तक सूचकांकों पर निर्भर करती है और इसे स्नेल के नियम द्वारा मात्रात्मक रूप से वर्णित किया जाता है। इसलिए हम परिभाषित कर सकते हैं
  • अपवर्तन का नियम दो पारभासी पदार्थों के बीच अंतरापृष्ठ पर प्रकाश के अपवर्तन पर लागू होता है। इसमें लिखा है: यदि प्रकाश एक पदार्थ से दूसरे पदार्थ में जाता है, तो निम्नलिखित लागू होता है: sin α sin β = c 1 c 2 या sin α sin β = n α आपतन कोण β अपवर्तन कोण c

. प्रकाश की एक किरण विभिन्न ऑप्टिकल घनत्व के दो मीडिया के बीच इंटरफेस में प्रसार की दिशा बदलती है। किरण टूट गई है। वैकल्पिक रूप से पतले से वैकल्पिक रूप से सघन माध्यम में संक्रमण पर, बीम लंबवत (α 1 और gt α 2) की ओर अपवर्तित होता है, ऐसे उपकरण का कार्य अपवर्तन के नियम के भौतिक सिद्धांत पर आधारित होता है जब प्रकाश अपवर्तित होता है। यह एक मापने वाला उपकरण है जो रेफ्रेक्टोमेट्री द्वारा ठोस या तरल पारदर्शी पदार्थों के इस अपवर्तक सूचकांक, जिसे अपवर्तक सूचकांक भी कहा जाता है, को निर्धारित करता है। मोनोक्रोमैटिक, यानी एक रंग का, दृश्य प्रकाश उनके बीच दो प्रिज्मों से होकर गुजरता है।

अपवर्तक सूचकांक - विकिपीडिया

एक नकारात्मक अपवर्तक सूचकांक (जिसे नकारात्मक अपवर्तक सूचकांक भी कहा जाता है) एक ऑप्टिकल घटना का वर्णन करता है जो सकारात्मक, यानी सामान्य अपवर्तक सूचकांक के साथ मीडिया में प्रक्रियाओं से लगभग विपरीत रूप से संबंधित है। चूंकि बाद वाला सामान्य दुनिया में मानक मामले का प्रतिनिधित्व करता है, इसलिए यह व्यावहारिक रूप से उचित है उपयोग करने के लिए शारीरिक रूप से कम अनुभवी पाठक सामान्य प्रकाश अपवर्तन की घटना से परिचित हैं। ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग दवा में या केवल ग्लास फाइबर लैंप के रूप में भी किया जाता है। संयोग से, सभी पदार्थों में, हीरे का अपवर्तनांक 2.4 के साथ उच्चतम होता है। इसका मतलब यह है कि वहां का प्रकाश निर्वात में केवल एक तिहाई तेज है - 300,000 किलोमीटर प्रति सेकंड के बजाय, केवल 125,000। हीरे से हवा में संक्रमण के समय कुल परावर्तन का कोण।

अपवर्तक सूचकांक - भौतिकी स्कूल

  1. प्रकाशिकी के क्षेत्र में, अपवर्तनांक एक निर्वात में प्रकाश की तरंग दैर्ध्य या चरण वेग के अनुपात को सामग्री या माध्यम में इंगित करता है। यह वैकल्पिक रूप से घने और वैकल्पिक रूप से पतले मीडिया को परिभाषित करता है
  2. चित्र 1 HUYGENS के सिद्धांत द्वारा अपवर्तन की व्याख्या इस एनीमेशन में, HUYGENS के सिद्धांत का उपयोग करके तरंगों के अपवर्तन को समझाया गया है। शीर्ष बटन किसी भी समय पुनरारंभ करने में सक्षम बनाता है। दूसरे बटन से आप स्पष्टीकरण के अगले भाग पर जा सकते हैं। एनीमेशन को बाधित करने के लिए तीसरे बटन (रोकें / अगला) का उपयोग किया जाता है।
  3. आँख में पड़ने वाली प्रकाश की किरणें किस प्रकार सही दिशा में निर्देशित होती हैं? स्पष्ट दृश्य छापों के लिए, विभिन्न कोणों से आंख में प्रवेश करने वाली प्रकाश की किरणों को पीले धब्बे के केंद्र में केंद्रित किया जाना चाहिए। ऐसा करने के लिए, आपतित प्रकाश किरणें पहले आंख के प्रवेश द्वार - कॉर्निया पर अपवर्तित होती हैं। इसके बाद, प्रकाश तरल में प्रवेश करता है।
  4. इसके लिए एक अंगूठी के आकार का चिन्ह (सर्कल) का प्रयोग किया जाता है, जो एक तरफ (लैंडोल्ट रिंग) से बाधित होता है। जिस दिशा में रुकावट इंगित कर रही है, उसके आधार पर लैंडोल्ट रिंग को धीरे-धीरे कम करके दृष्टि का प्रतिशत निर्धारित किया जा सकता है
  5. आसानी से समझाया। 02/22/2017 08:09 | डेनिएला श्लोगेल द्वारा। आप शायद तकनीकी उपकरणों के संबंध में अंशांकन शब्द से परिचित हो गए हैं। इस व्यावहारिक टिप में हम समझाते हैं कि इसका क्या अर्थ है और किन स्थितियों में अंशांकन सहायक हो सकता है। अंशांकन शब्द का क्या अर्थ है? कैलिब्रेट करने का आम तौर पर मतलब है, डिवाइस या।

अपवर्तन और अपवर्तक सूचकांक - रंग अपघटन को सरलता से समझाया गया है

एक बहुत ही ध्यान देने योग्य घटना, जिसकी व्याख्या बहुत आसान नहीं है, इंद्रधनुष, प्रकाश के अपवर्तन और गिरने वाली बारिश की बूंदों पर प्रतिबिंब के माध्यम से आता है। रंग मुख्य रूप से इस तथ्य के कारण है कि पानी का अपवर्तनांक तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है


एक चंचल तरीके से अनुसंधान का अनुभव करें

एक लंबे समय से ज्ञात घटना आधुनिक शोध विधियों को दर्शाती है। प्राचीन ग्रीस से आज तक, घुमावदार "दर्पणों" के साथ प्रयोग किए गए हैं ताकि तरंगों या कणों को बंडल किया जा सके और इस तरह उन्हें बढ़ाया जा सके: ध्वनि और पानी की तरंगों से लेकर रेडियो और प्रकाश तरंगों से लेकर इलेक्ट्रॉनों से तरंगों तक। ध्वनिक दर्पण कुछ क्वांटम अनुसंधान प्रयोगों में होंगरबर्ग परिसर में प्रयोगशालाओं में बड़े पैमाने पर क्या हो रहा है, इसका वर्णन करते हैं। ये दर्पण कार्यात्मक रूप से शास्त्रीय रूप से आकार में हैं, लेकिन भौतिकी और वास्तुकला के विभागों के बीच सहयोग के लिए उनका डिज़ाइन अद्वितीय है।


जीवाश्म ऊर्जा आपूर्ति

ध्यान दें: इस लेख की जानकारी डॉ. वाल्टर ब्यूब।

मर्सिडीज बी-क्लास (नीला) में ईंधन सेल

ईंधन कोशिकाएं रासायनिक ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं से ऊर्जा को उच्च दक्षता के साथ सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती हैं, और गर्मी भी उप-उत्पाद के रूप में उत्पन्न होती है। कई प्रकार के ईंधन सेल होते हैं, जो उनकी संरचना और उपयोग किए जाने वाले ऊर्जा वाहक में भिन्न होते हैं, और जो विभिन्न अनुप्रयोगों और पावर रेंज के लिए अनुकूलित होते हैं।

ईंधन सेल की संरचना और कार्य

रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के सिद्धांत को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के साथ काम करने वाले PEM (पॉलीमर इलेक्ट्रोलाइट मेम्ब्रेन) ईंधन सेल का उपयोग करके समझाया जाएगा। पीईएम ईंधन सेल के अंदर, हाइड्रोजन गैस ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करती है, और प्रतिक्रिया उत्पाद पानी है। प्रतिक्रिया ऊर्जा का एक बड़ा हिस्सा सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है। एनिमेशन चित्र एक पीईएम ईंधन सेल की बुनियादी संरचना और कार्यक्षमता को दर्शाता है।

ईंधन सेल में दो गैस-पारगम्य इलेक्ट्रोड, एनोड और कैथोड होते हैं, जो गैस-तंग झिल्ली द्वारा एक दूसरे से अलग होते हैं। दोनों इलेक्ट्रोड एक प्लैटिनम उत्प्रेरक के साथ लेपित होते हैं जो इलेक्ट्रोड पर प्रतिक्रियाओं का समर्थन करते हैं:

ऋणात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉनों को एनोड पर हाइड्रोजन अणु से अलग किया जाता है। जो धनावेशित प्रोटॉन शेष रह जाते हैं वे आयन-चालक झिल्ली (इलेक्ट्रोलाइट) को पार कर कैथोड की ओर पलायन कर सकते हैं। इलेक्ट्रॉन बाहरी सर्किट के माध्यम से वहां पहुंचते हैं। ऑक्सीजन के अणु कैथोड पर इलेक्ट्रॉनों को उठाते हैं और प्रोटॉन के साथ मिलकर पानी के अणु बनाते हैं।

ईंधन सेल का संचालन पर्यावरण के अनुकूल है क्योंकि उत्पादित होने वाले एकमात्र अंतिम उत्पाद उपयोग योग्य विद्युत ऊर्जा के अलावा पानी और गर्मी हैं। हालांकि, समग्र पारिस्थितिक संतुलन के लिए यह महत्वपूर्ण है कि हाइड्रोजन कैसे प्राप्त और परिवहन किया जाता है (ऊर्जा खपत, प्रदूषकों का उत्सर्जन)। ईंधन सेल को इलेक्ट्रोलिसिस के लिए एक रिवर्स प्रक्रिया के रूप में देखा जा सकता है, जहां विद्युत ऊर्जा की मदद से पानी गैसीय घटकों हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में टूट जाता है।

रासायनिक दृष्टिकोण से, ईंधन सेल में निम्नलिखित प्रतिक्रियाएं होती हैं:
एनोड: (2 cdot << rm> _ < आरएम <2> >> से 4 cdot << rm> ^ +> + 4 cdot )
कैथोड: (<< rm> _ < आरएम <2> >> + 4 cdot << rm> ^ +> + 4 cdot से 2 cdot << rm> _ < आरएम <2> >> < आरएम>)
कुल प्रतिक्रिया: (2 cdot << rm> _2> + << आरएम> _2> से 2 cdot << rm> _ < आरएम <2> >> < आरएम>)

ध्यान दें: निम्नलिखित तालिका का उद्देश्य केवल विभिन्न प्रकार के ईंधन सेल की बड़ी संख्या का आभास देना है। सबसे ऊपर, किसी को मूल सिद्धांत को समझना चाहिए कि कोशिका कैसे काम करती है।

प्रकार एनोड गैस कैथोड गैस इलेक्ट्रोलाइट वर्किंग टेम्परेचर प्रदर्शन रेंज सेल दक्षता
क्षारीय
ईंधन सेल एएफसी
हाइड्रोजन ऑक्सीजन पोटेशियम हाइड्रोक्साइड 20 डिग्री सेल्सियस - 90 डिग्री सेल्सियस अप करने के लिए - 100 किलोवाट 60% - 70%
झिल्ली ईंधन सेल
पीईएमएफसी
हाइड्रोजन वायुमंडलीय ऑक्सीजन बहुलक झिल्ली 20 डिग्री सेल्सियस - 80 डिग्री सेल्सियस अप करने के लिए - 500 किलोवाट 50% -70%
प्रत्यक्ष मेथनॉल दहन
फैब्रिक सेल डीएमएफसी
मेथनॉल वायुमंडलीय ऑक्सीजन बहुलक झिल्ली 20 डिग्री सेल्सियस -130 डिग्री सेल्सियस अप करने के लिए - 100 किलोवाट 20% - 30%
फॉस्फोरिक एसिड ईंधन
फैब्रिक सेल पीएएफसी
हाइड्रोजन
प्राकृतिक या बायोगैस
वायुमंडलीय ऑक्सीजन फॉस्फोरिक एसिड 160 डिग्री सेल्सियस - 220 डिग्री सेल्सियस 10 मेगावाट तक 55%
पिघला हुआ कार्बोनेट फायरिंग
फैब्रिक सेल एमसीएफसी
पेट्रोलियम, कोयला
बायोगैस
वायुमंडलीय ऑक्सीजन क्षार कार्बोनेट
पिघल
620 डिग्री सेल्सियस - 660 डिग्री सेल्सियस 100 मेगावाट तक 65%
ऑक्साइड सिरेमिक फायरिंग
फैब्रिक सेल SOFC
पेट्रोलियम, कोयला
बायोगैस
वायुमंडलीय ऑक्सीजन यत्रियम स्थिर
ज़िरकोनियम ऑक्साइड
800 डिग्री सेल्सियस - 1000 डिग्री सेल्सियस 100 मेगावाट तक 60% - 65%

ईंधन सेल सिस्टम की दक्षता

विद्युत ऊर्जा में रूपांतरण के लिए ईंधन सेल की दक्षता परिचालन स्थिति, निर्माण और अनुप्रयोग के आधार पर 35% और 65% के बीच भिन्न होती है। क्योंकि ईंधन सेल रासायनिक ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं, वे टरबाइन और जनरेटर के माध्यम से श्रमसाध्य और हानिपूर्ण चक्कर को बचाते हैं, जो पारंपरिक बिजली संयंत्रों में आवश्यक है। वहां, दो तिहाई ऊर्जा का उपयोग ठंडा पानी और चिमनी के माध्यम से अपशिष्ट गर्मी के रूप में किया जाता है - एक अपशिष्ट जिसे थर्मोडायनामिक मशीनों (कार इंजन, स्टीम इंजन, स्टीम टर्बाइन, गैस और स्टीम पावर प्लांट) के साथ भौतिक कारणों से टाला नहीं जा सकता है। चूंकि ईंधन सेल मौलिक रूप से अलग तरह से काम करते हैं, इसलिए वे आधे से अधिक ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित कर देते हैं। इसका मतलब यह है कि उनकी दक्षता की डिग्री पारंपरिक बिजली संयंत्रों से अधिक है जो यांत्रिक कार्य का उपयोग करके बिजली उत्पन्न करते हैं। ग्राफिक विभिन्न ऊर्जा रूपांतरण प्रणालियों की विशिष्ट क्षमता की तुलना करता है। यदि परिणामी गर्मी का भी उपयोग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, हीटिंग के लिए, समग्र दक्षता फिर से बढ़ जाती है।

ईंधन

ईंधन कोशिकाओं को या तो शुद्ध हाइड्रोजन या प्राकृतिक गैस, बायोगैस, मेथनॉल या गैसोलीन जैसे हाइड्रोजन यौगिकों की एक श्रृंखला के साथ संचालित किया जा सकता है। हालांकि, इन पदार्थों को पहले रासायनिक रूप से एक अपस्ट्रीम "सुधारक" में संसाधित किया जाना चाहिए। यह रासायनिक यौगिक बनाता है जिसमें कार्बन होता है और कार्बन डाइऑक्साइड बनाने के लिए जलाए जाने पर ग्रीनहाउस प्रभाव में योगदान देता है।

इसलिए ईंधन सेल वास्तव में केवल पर्यावरण के अनुकूल है यदि इसे शुद्ध हाइड्रोजन के साथ संचालित किया जाता है। हालांकि, आवश्यक हाइड्रोजन को पहले ऊर्जा के उच्च व्यय के साथ उत्पन्न किया जाना चाहिए। आदर्श रूप से, इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से अक्षय ऊर्जा का उपयोग करके पानी से हाइड्रोजन का उत्पादन किया जाता है, जो कि अभी भी बहुत महंगा है। यही कारण है कि आज ईंधन कोशिकाओं में प्रयुक्त हाइड्रोजन मुख्य रूप से जीवाश्म प्राकृतिक गैस से प्राप्त होता है। हाइड्रोजन का उपयोग संपीड़ित गैस (GH .) के रूप में किया जाता है2) या तरल हाइड्रोजन (LH .) के रूप में2) कम तापमान पर अंतिम उपयोगकर्ता तक पहुँचाया जाता है। हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था के एक राष्ट्रव्यापी नेटवर्क के लिए, आवश्यक बुनियादी ढांचे को विकसित और विस्तारित किया जाना चाहिए (पाइपलाइन, उच्च दबाव वाली गैस की बोतलें, हाइड्रोजन फिलिंग स्टेशन)।

Die folgende Abbildung stellt die verschiedenen Möglichkeiten der Wasserstoffgewinnung zusammen. Wenn du auf die grünen Kästchen klickst erfährst du Details.

  • Bei der Reformierung von Erdgas werden die Bestandteile Kohlendioxid und Methan weitgehend aus dem Erdgas entfernt, so dass das reformierte Gas zum überwiegenden Teil aus Wasserstoff besteht.
  • HGÜ: Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung
  • D: Gewinnung des Wasserstoffs in Deutschland

Einsatzmöglichkeiten

Brennstoffzellen können im Bereich kleiner Leistungen von einigen Watt für die Stromversorgung von Laptops oder Camcordern anstelle von Akkus eingesetzt werden. Brennstoffzellensysteme im kW Bereich wurden bereits für Automobile gebaut, deren Elektromotoren von den Brennstoffzellen versorgt werden.

Der Wasserstoff wird als Energieträger in Drucktanks oder in flüssiger Form in speziellen Tanks gespeichert. Stationäre Brennstoffzellensysteme im Leistungsbereich von einigen hundert kW bis zu 10 MW werden bereits als Kleinkraftwerke getestet, die neben elektrischer Energie auch die Abwärme als Nutzenergie einsetzen. Typische Einsatzmöglichkeiten dafür sind die zentrale Energieversorgung für Industrieanlagen, Einkaufszentren, Krankenhäuser oder auch Wohnsiedlungen.


Das Prinzip der PCR als Animation - Chemie und Physik

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Eintauchtiefe beim Treiben an der Oberfläche (Tiefgang)

Beim Auftauchen von Gegenständen zeigt die Erfahrung, dass diese nicht vollständig mit ihrem Volumen aus der Flüssigkeit auftauchen. Ein bestimmter Teil wird sich weiterhin unter der Flüssigkeitsoberfläche befinden, während der Rest oberhalb der Wasseroberfläche treibt. Ein einfaches Alltagsbeispiel an dem dies deutlich wird, sind Schiffe, deren Schiffsrümpfe offensichtlich nur teilweise in das Wasser eintauchen. Es stellt sich dabei natürlich die Frage, wie man diese Eintauchtiefe, die bei Schiffen auch als Tiefgang bezeichnet wird, ermitteln kann.

Abbildung: Tiefgang eines Schiffes

Treibt ein Gegenstand an der Oberfläche, so taucht dieser offensichtlich weder auf noch ab. Es wirkt folglich keine resultierende Kraft auf den Körper, sodass Kräftegleichgewicht zwischen der nach unten wirkenden Gewichtskraft und der nach oben getrieben Auftriebskraft herrscht:

Die Gewichtskraft ist folglich genauso groß wie die Auftriebskraft. Die Auftriebskraft selbst entspricht gemäß des archimedischen Prinzips der Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit. Beim Treiben an der Oberfläche taucht ein Gegenstand folglich so tief ein, bis das Gewicht der verdrängten Flüssigkeit („Auftriebskraft“) dem Gewicht des Gegenstandes entspricht. Stellt man sich also das unterhalb der Oberfläche befindliche Volumen vollständig mit der umgebenden Flüssigkeit gefüllt vor, so entspricht dieses Gewicht dem Gewicht des Gegenstandes. Ein Schiff mit einer Masse von bspw. 50.000 Tonnen wird somit so tief einsinken, bis das eingetauchte Volumen 50.000 Tonnen Wasser verdrängt.

Abbildung: Verdrängte Wassermasse für den Auftrieb eines Schiffes

Ein Gegenstand taucht beim Treiben an der Oberfläche stets so tief ein, dass er so viel Flüssigkeit verdrängt wie er selbst schwer ist!

Die Eintauchtiefe eines Gegenstandes hängt also nicht nur von seiner eigenen Masse ab, sondern auch von der Dichte der umgebenden Flüssigkeit. Ein Schiff wird bspw. in Süßwasser einen stärkeren Tiefgang haben als in Meerwasser, d.h. tiefer eintauchen. Denn aufgrund der gelösten Salzes hat Meerwasser eine um ca. 3 % größere Dichte als Süßwasser. Das Schiff muss also stärker in das „leichtere“ Süßwasser eintauchen, um dieselbe Masse an Wasser zu verdrängen als im „schwereren“ Salzwasser.

Für Schiffe ist der maximal zulässige Tiefgang in Abhängigkeit des umgebenden Gewässers durch eine sogenannten Lademarke gekennzeichnet. Diese befindet sich seitlich am Schiffsrumpf. Die oberen zwei Striche zum Heck hin kennzeichnen dabei den erlaubten Tiefgang in allgemeinen Süßgewässern (F) bzw. im tropischen Süßwasser (TF). Die unteren vier Striche zum Bug hin geben den erlaubten Tiefgang in Salzwasser an, die tiefer liegen im Vergleich zu den Marken der Süßgewässer, da das Schiff dort größeren Auftrieb erfährt und deshalb stärker aus dem Wasser ragt. Unterschieden wird dabei zwischen tropischem Meerwasser (T), Seewasser im Sommer (S) bzw. im Winter (W) sowie zwischen Gewässern des Nordatlantiks im Winter (WNA).

Abbildung: Lademarke man einem Schiff

Lademarken bei Schiffen geben die erlaubten Tiefgänge in Abhängigkeit des umgebenden Gewässers wieder!

Auch dieses Beispiel der Lademarke zeigt, dass Auftriebskraft offensichtlich umso stärker ist, je „schwerer“ die umgebende Flüssigkeit ist, d.h. umso größer die Dichte der Flüssigkeit. Dies wird letztlich auch direkt anhand von Gleichung ( ef) deutlich, in der die Flüssigkeitsdichte direkt die Auftriebskraft beeinflusst. Diese Eigenschaft zeigt sich bspw. deutlich auch beim Baden im Toten Meer. Aufgrund des sehr starken Salzgehaltes von teilweise über 30 % ist die Dichte des Wassers im toten Meer um ca. ein Viertel höher im Vergleich zum Süßwasser. Folglich ist die Auftriebskraft dort auch um rund 25 % größer als in Süßgewässern. Dies führt dazu, dass man im toten Meer praktisch ohne Zutun von alleine an der Oberfläche treibt und nicht unter geht.


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