قطرة ماء البحر تحت المجهر. كيفية تحديد نقاء الماء باستخدام المجهر من تقريري

أوليغ، شكرًا جزيلاً لك على إجابتك، كل شيء واضح من حيث المبدأ، أريد أن أرسل لك وصفًا للمجهر ويدعي الفيزيائيون لدينا أنه بمساعدته يمكنك رؤية التغييرات في بنية الماء بسبب التغيرات في بنية الماء جزيئات وذرات الماء (على سبيل المثال، دوران الإلكترونات في الاتجاه الآخر). ما الذي تتحدث عنه؟ هل تعتقد ذلك؟ أنا مهتم برأيك، حيث أن تجربة الفولجا ستتم بالتحديد في هذا الاتجاه، ولكن من أجل تسجيل النتيجة بسرعة كافية، ليس لدي أي شخص حتى الآن (سيقوم إيموتو بذلك باستخدام التجميد، لم نتحدث بعد) كثيرًا مع السيد كوروتكوف حتى الآن، لكنه أوافق على أن أكون هناك) لم أر ذلك. شكرًا جزيلاً!

عزيزتي ايلينا،

من أجل دراسة آليات تبلور الماء وتكوين رقاقات الثلج، يمكنك استخدام طريقة بسيطة المجهر الضوئيمع التكبير 500 مرة. ومع ذلك، فإن إمكانيات المجهر الضوئي ليست بلا حدود. يتم تحديد حد دقة المجهر الضوئي من خلال الطول الموجي للضوء، أي أنه لا يمكن استخدام المجهر الضوئي إلا لدراسة الهياكل التي تكون أبعادها الدنيا قابلة للمقارنة مع الطول الموجي للإشعاع الضوئي. كلما كان الطول الموجي للإشعاع أقصر، كلما زادت قوته وزادت قدرته على الاختراق ودقة المجهر، وأفضل مجهر ضوئي له دقة تبلغ حوالي 0.2 ميكرون (أو 200 نانومتر)، أي أفضل بحوالي 500 مرة. من العين البشرية.

وبمساعدة المجهر الضوئي، تمكن الباحث الياباني الشهير ماسارو إيموتو من التقاط صور مذهلة لندفات الثلج وبلورات الجليد، وأثبت أنه لا توجد عينتان من الماء تشكلان بلورات متطابقة تمامًا عند تجميدهما، وأن شكلهما يعكس خصائص الماء، يحمل معلومات حول تأثير معين، المقدمة على الماء. للحصول على صور للبلورات الدقيقة، تم وضع قطرات الماء في 50 طبق بتري وتم تبريدها بشكل حاد في الثلاجة لمدة ساعتين. ثم تم وضعهم في جهاز خاص يتكون من غرفة تبريد ومجهر ضوئي متصل به كاميرا. تم فحص العينات عند درجة حرارة -5 درجة مئوية تحت التكبير 200-500 مرة. في مختبر إموتو، تمت دراسة عينات المياه من مصادر المياه المختلفة في جميع أنحاء العالم. تعرض الماء لأنواع مختلفة من المؤثرات، مثل الموسيقى والصور والإشعاع الكهرومغناطيسي من التلفزيون، وأفكار شخص واحد ومجموعات من الناس، والصلوات، والكلمات المطبوعة والمنطوقة.

أرز. صورة مجهرية لندفة ثلج مأخوذة بالمجهر الضوئي التقليدي.

هناك العديد من التعديلات على المجهر الضوئي. على سبيل المثال، في مجهر التباين الطوري، والذي يعتمد عمله على حقيقة أنه عندما يمر الضوء عبر جسم ما، تتغير مرحلة موجة الضوء وفقًا لمؤشر انكسار الجسم، بسبب تحول جزء من الضوء الذي يمر عبر الجسم في الطور بمقدار نصف الطول الموجي بالنسبة للجزء الآخر، وهو ما يحدد تباين الصورة. في مجهر التداخليستخدم تأثيرات التداخل الضوئي التي تحدث عندما تتحد مجموعتان من الموجات لتكوين صورة لبنية الكائن. المجهر الاستقطابي مصممة لدراسة تفاعل العينات مع الضوء المستقطب. غالبًا ما يجعل الضوء المستقطب من الممكن الكشف عن بنية الأشياء التي تقع خارج حدود الدقة البصرية التقليدية.

ومع ذلك، فإن كل هذه المجاهر لا تسمح بدراسة التركيب الجزيئي ولكل منها عيب رئيسي واحد - فهي غير مناسبة لدراسة الماء. ومن أجل إجراء دراسات أكثر دقة، من الضروري استخدام طرق مجهرية أكثر تعقيدا وحساسية تعتمد على استخدام الموجات الكهرومغناطيسية والليزر والأشعة السينية بدلا من الضوء.

المجهر الليزريأكثر حساسية من المجهر الضوئي ويسمح لك بمراقبة الأجسام على عمق أكثر من ملليمتر واحد، وذلك باستخدام ظاهرة الفلورسنت، حيث تثير فوتونات إشعاع الليزر منخفضة الطاقة جزيءًا أو جزءًا من جزيء قادر على التألق في الجسم المرصود. هدف - فلوروفور. نتيجة هذا الإثارة هي الانبعاث اللاحق للجزيئات المثارة لعينة الفلورسنت من فوتون الفلورسنت، والتي يتم تضخيمها بواسطة أنبوب مضاعف ضوئي عالي الحساسية يشكل الصورة. في مجهر الليزر، يتم تركيز شعاع الليزر بالأشعة تحت الحمراء باستخدام عدسة موضوعية متقاربة. عادةً ما يتم استخدام ليزر ياقوتي عالي التردد بتردد 80 ميجاهرتز، وينبعث منه نبضة مدتها 100 فمتوثانية، مما يوفر كثافة تدفق فوتون عالية.

تم تصميم مجهر الليزر لدراسة العديد من الأجسام البيولوجية التي تحتوي على مجموعات الفلوروفور. يوجد الآن مجاهر ليزر ثلاثية الأبعاد تتيح الحصول على صور ثلاثية الأبعاد. يتكون هذا المجهر من حجرتين مقاومتين للماء تفصلهما حجرة يتدفق إليها الماء. تحتوي إحدى المقصورات على ليزر أزرق يركز على ثقب صغير بحجم رأس الدبوس، ويقوم بمسح المياه التي تدخل الغرفة. توجد كاميرا رقمية مدمجة في الحجرة الثانية المقابلة للفتحة. يولد الليزر موجات ضوئية كروية تنتشر عبر الماء. إذا ضرب الضوء جسمًا مجهريًا (على سبيل المثال، بكتيريا)، يحدث الحيود، أي أن الجزيء يخلق انكسارًا لشعاع الضوء، والذي يتم تسجيله بواسطة الكاميرا. تحتوي الفلوروفورات الأكثر استخدامًا على طيف إثارة في حدود 400-500 نانومتر، في حين أن الطول الموجي لليزر الإثارة يتراوح بين 700-1000 نانومتر (الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء).

ومع ذلك، فإن التحليل الطيفي بالليزر غير مناسب لدراسة بنية الماء، لأن الماء شفاف لإشعاع الليزر ولا يحتوي على مجموعات فلوروفوري، ويتم امتصاص شعاع الليزر بطول موجة 1400 نانومتر بشكل كبير بواسطة الماء في الأنسجة الحية.

يمكن استخدامها للدراسات الهيكلية للمياه مجهر الأشعة السينية، والذي يعتمد على استخدام الأشعة السينية الكهرومغناطيسية ذات الطول الموجي من 0.01 إلى 1 نانومتر، وهو مخصص لدراسة الأجسام الصغيرة جدًا التي يمكن مقارنة أبعادها بالطول الموجي للأشعة السينية. تعد مجاهر الأشعة السينية الحديثة بين المجاهر الإلكترونية والمجاهر الضوئية من حيث الدقة. تصل الدقة النظرية لمجهر الأشعة السينية إلى 2-20 نانومتر، وهو أمر أكبر مرتين من دقة المجهر الضوئي التقليدي (حتى 20 ميكرومتر). توجد حاليًا مجاهر أشعة سينية تبلغ دقتها حوالي 5 نانومتر، لكن حتى هذه الدقة ليست كافية لدراسة الذرات والجزيئات.

تعديل آخر لمجهر الأشعة السينية - يستخدم مجهر الأشعة السينية بالليزر مبدأ شعاع الليزر الإلكتروني الحر، الذي يولد شعاع الأشعة تحت الحمراء بقوة 14.2 كيلووات مع مقطع عرضي يبلغ 0.1 نانومتر. يشكل الشعاع المتولد سحابة بلازما من الجسيمات عندما يلتقي الشعاع بجسيم دقيق. تبلغ دقة صور الجسيمات النانوية المثارة المسجلة في هذه الحالة 1.61 ميكرون. للحصول على صور للجزيئات بدقة ذرية، يلزم وجود أشعة ذات أطوال موجية أقصر، وليست أشعة سينية "ناعمة" بل "صلبة"

أرز. مخطط مجهر الأشعة السينية بالليزر.

1- إشعاع الليزر

2-الإشعاعات المنبعثة

3- المنطقة التي يلتقي فيها إشعاع الليزر مع جزيء من المادة

4- مولد الجسيمات

5 - جهاز الاستشعار الضوئي - مستقبل طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي الصادر عن العناصر المثارة في سحابة البلازما

6- عدسة بصرية

7 - المتذبذب

9 - الجسيمات

10 - عدسة X من السيليكون المكافئ الواحد

في عام 2004، قام مركز المسرع الوطني الأمريكي - مختبر جيفرسون (مرفق المسرع الوطني) في تركيب FEL بتشكيل شعاع ليزر في المتذبذب - وهو تركيب يتكون من خط من المغناطيسات الكهربائية القوية أو المغناطيس الدائم مع أقطاب متناوبة. يتم تمرير شعاع من الإلكترونات من خلاله بسرعة عالية، يتم توجيهه بواسطة مسرع. في المجالات المغناطيسية للمتذبذب، تضطر الإلكترونات إلى التحرك على طول مسارات كروية. عند فقدان الطاقة، يتم تحويلها إلى تيار من الفوتونات. يتم جمع شعاع الليزر، كما هو الحال في أنظمة الليزر الأخرى، وتضخيمه بواسطة نظام من المرايا العادية والشفافة المثبتة في نهايات المتذبذب. إن تغيير طاقة شعاع الليزر ومعلمات المتذبذب (على سبيل المثال، المسافة بين المغناطيسات) يجعل من الممكن تغيير تردد شعاع الليزر على نطاق واسع. الأنظمة الأخرى: لا يمكن لأشعة الليزر الصلبة أو الغازية التي يتم ضخها بواسطة مصابيح عالية الطاقة توفير ذلك.

ولكن لا يزال مجهر الأشعة السينية بالليزر غريبًا جدًا بالنسبة لروسيا. أقوى المجاهر الموجودة على الإطلاق هو المجهر الإلكتروني، والذي يسمح لك بالحصول على صور بأقصى تكبير يصل إلى 10 6 مرات، مما يسمح لك برؤية الجسيمات النانوية وحتى الجزيئات الفردية، وذلك باستخدام شعاع إلكتروني بطاقة 100-200 كيلو واط. لإلقاء الضوء عليهم. تبلغ دقة المجهر الإلكتروني 1000÷10000 مرة أكبر من دقة المجهر الضوئي، وبالنسبة لأفضل الأدوات الحديثة يمكن أن تحتوي على عدة أنجسترومات. للحصول على صور بالمجهر الإلكتروني، يتم استخدام عدسات مغناطيسية خاصة للتحكم في حركة الإلكترونات في عمود الجهاز باستخدام المجال المغناطيسي.

للحصول على صور لجزيئات كبيرة بدقة ذرية، من الضروري إجراء تجربة باستخدام حزم ذات أطوال موجية أقصر، أي استخدام الأشعة السينية "الصلبة" بدلاً من "الناعمة" www.membrana.ru/print.html?1163590140

ميكروسكوب الكتروني

أحد أقوى المجاهر الموجودة على الإطلاق هو المجهر الإلكتروني، والذي يسمح لك بالحصول على صور بأقصى تكبير يصل إلى 10 6 مرات، وذلك بفضل استخدام تدفق الضوء مع طاقات تبلغ 30÷200 كيلو واط أو أكثر بدلاً من ذلك. . تبلغ دقة المجهر الإلكتروني 1000÷10000 مرة أكبر من دقة المجهر الضوئي، وبالنسبة لأفضل الأدوات الحديثة يمكن أن تحتوي على عدة أنجسترومات. للحصول على صور بالمجهر الإلكتروني، يتم استخدام عدسات مغناطيسية خاصة للتحكم في حركة الإلكترونات في عمود الجهاز باستخدام المجال المغناطيسي.

يعد المجهر الإلكتروني الآن أحد أهم أدوات البحث العلمي الأساسي في بنية المادة، خاصة في مجالات العلوم مثل علم الأحياء وفيزياء الحالة الصلبة.

أرز. - الصورة على اليمين - ميكروسكوب الكتروني

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من المجاهر الإلكترونية.في ثلاثينيات القرن العشرين، تم اختراع المجهر الإلكتروني النافذ التقليدي (CTEM)، وفي الخمسينيات من القرن الماضي، تم اختراع المجهر الإلكتروني النقطي (المسح) (SEM)، وفي الثمانينيات، تم اختراع المجهر النفقي الماسح (RTM). هذه الأنواع الثلاثة من المجاهر تكمل بعضها البعض في دراسة الهياكل والمواد من أنواع مختلفة.

لكن في التسعينيات من القرن الماضي، تم إنشاء مجهر أقوى من المجهر الإلكتروني، قادر على إجراء الأبحاث على المستوى الذري.

تم تطوير مجهر القوة الذرية بواسطة ج. بينيج وجي. روهرر، اللذين حصلا على جائزة نوبل لهذا البحث في عام 1986.

إن إنشاء مجهر القوة الذرية، القادر على الشعور بقوى الجذب والتنافر الناشئة بين الذرات الفردية، جعل من الممكن دراسة الأشياء على المستوى النانوي.

الصورة أدناه. رأس مسبار صغير (أعلى، مأخوذ من مجلة Scientific American، 2001، سبتمبر، ص 32.) ومبدأ تشغيل مجهر مسبار المسح (مأخوذ من www.nanometer.ru/2007/06/06/atomno_silovaa_mikroskopia_2609. لغة البرمجة#). يوضح الخط المنقط مسار شعاع الليزر.

أساس مجهر القوة الذرية هو مسبار دقيق، مصنوع عادة من السيليكون ويمثل لوحة ناتئ رقيقة (يسمى ناتئ، من الكلمة الإنجليزية "ناتئ" - وحدة التحكم، شعاع). في نهاية الكابولي (الطول - 500 ميكرومتر، العرض - 50 ميكرومتر، السمك - 1 ميكرومتر) يوجد ارتفاع حاد جدًا (الارتفاع - 10 ميكرومتر، نصف قطر الانحناء من 1 إلى 10 نانومتر)، وينتهي في مجموعة من واحد أو أكثر من الذرات. عندما يتحرك المسبار الصغير على طول سطح العينة، يرتفع طرف السنبلة وينخفض، محددًا التضاريس الدقيقة للسطح، تمامًا كما ينزلق قلم الحاكي على طول أسطوانة الحاكي. في الطرف البارز من الكابولي (فوق السنبلة) توجد منطقة مرآة يسقط عليها شعاع الليزر وينعكس. عندما ينخفض الارتفاع ويرتفع على المخالفات السطحية، ينحرف الشعاع المنعكس، ويتم تسجيل هذا الانحراف بواسطة كاشف ضوئي، ويتم تسجيل القوة التي ينجذب بها الارتفاع إلى الذرات القريبة بواسطة مستشعر كهرضغطية. يتم استخدام البيانات من الكاشف الضوئي والمستشعر الكهرضغطي في نظام ردود الفعل الذي يمكن أن يوفر، على سبيل المثال، قيمة ثابتة لقوة التفاعل بين المسبار الدقيق وسطح العينة. ونتيجة لذلك، فمن الممكن بناء الإغاثة الحجمية لسطح العينة في الوقت الحقيقي. تبلغ دقة مجهر القوة الذرية حوالي 0.1-1 نانومتر أفقيًا و0.01 نانومتر رأسيًا.

تستخدم مجموعة أخرى من مجاهر المسح الماسح ما يسمى بـ "تأثير النفق" الميكانيكي الكمي لإنشاء تضاريس سطحية. جوهر تأثير النفق هو أن التيار الكهربائي بين إبرة معدنية حادة وسطح يقع على مسافة حوالي 1 نانومتر يبدأ في الاعتماد على هذه المسافة - فكلما كانت المسافة أصغر، زاد التيار. إذا تم تطبيق جهد 10 فولت بين الإبرة والسطح، فإن تيار "النفق" هذا يمكن أن يتراوح من 10 nA إلى 10 pA. ومن خلال قياس هذا التيار والحفاظ عليه ثابتًا، يمكن أيضًا الحفاظ على المسافة بين الإبرة والسطح ثابتة. هذا يجعل من الممكن بناء ملف تعريف حجمي لسطح البلورات المعدنية.

رسم. إبرة المجهر النفقي الماسح، الموجودة على مسافة ثابتة (انظر الأسهم) فوق طبقات ذرات السطح قيد الدراسة.

باستخدام المجهر النفقي الماسح، لا يمكنك تحريك الذرات فحسب، بل يمكنك أيضًا إنشاء المتطلبات الأساسية لتنظيمها الذاتي. على سبيل المثال، إذا كانت هناك قطرة ماء تحتوي على أيونات الثيول على صفيحة معدنية، فإن مسبار المجهر سيساعد في توجيه هذه الجزيئات بحيث يتجه ذيلا الهيدروكربون بعيدًا عن اللوحة. ونتيجة لذلك، فمن الممكن بناء طبقة أحادية من جزيئات الثيول الملتصقة بلوحة معدنية.

رسم.على اليسار يوجد الكابولي (الرمادي) لمجهر مسبار المسح فوق لوحة معدنية. يوجد على اليمين منظر مكبر للمنطقة (محددة باللون الأبيض في الشكل الموجود على اليسار) أسفل الطرف الكابولي، والتي تُظهر بشكل تخطيطي جزيئات الثيول مع ذيول هيدروكربونية رمادية مرتبة في طبقة أحادية عند طرف المسبار. مأخوذ منساينتفيك أمريكان، 2001، سبتمبر، ص. 44.

وباستخدام المجهر النفقي الماسح، قام الدكتور أنجيلوس ميكايليدس من مركز تكنولوجيا النانو في لندن والأستاذة كارينا مورجنسترن من جامعة لندن. درس لايبنتز في هانوفر التركيب الجزيئي للجليد، والذي كان موضوع مقالهم في مجلة Nature Materials.

أرز. صورة بالمجهر النفقي الماسح لسداسي الماء. يبلغ حجم السداسي في القطر حوالي 1 نانومتر. صورةمركز لندن لتقنية النانو

وللقيام بذلك، قام الباحثون بتبريد بخار الماء فوق سطح صفيحة معدنية عند درجة حرارة 5 درجات كلفن. قريبا، باستخدام مجهر نفق المسح على لوحة معدنية، كان من الممكن مراقبة مجموعات الماء - السداسية - ستة جزيئات الماء المترابطة. ولاحظ الباحثون أيضًا مجموعات تحتوي على سبعة وثمانية وتسعة جزيئات.

إن تطور التكنولوجيا التي جعلت من الممكن تصوير مجموعة مائية هو في حد ذاته إنجاز علمي مهم. للمراقبة، كان من الضروري تقليل تيار التحقيق إلى الحد الأدنى، مما جعل من الممكن حماية الروابط الضعيفة بين جزيئات الماء الفردية من التدمير بسبب عملية المراقبة. بالإضافة إلى التجارب، استخدم العمل الأساليب النظرية لميكانيكا الكم. كما تم الحصول على نتائج مهمة حول قدرة جزيئات الماء على توزيع الروابط الهيدروجينية وارتباطها بسطح المعدن.

بالإضافة إلى الفحص المجهري، هناك طرق أخرى لدراسة بنية الماء - التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي للبروتون، والتحليل الطيفي بالليزر والأشعة تحت الحمراء، وحيود الأشعة السينية، وما إلى ذلك.

تتيح الطرق الأخرى أيضًا دراسة ديناميكيات جزيئات الماء. هذه تجارب في تشتت النيوترونات شبه المرنة, التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء فائق السرعةودراسة انتشار الماء باستخدام الرنين المغناطيسي النوويأو الذرات المسمى الديوتيريوم. تعتمد طريقة التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي (NMR) على حقيقة أن نواة ذرة الهيدروجين لها عزم مغناطيسي - دوران، يتفاعل مع المجالات المغناطيسية، الثابتة والمتغيرة. من خلال طيف الرنين المغناطيسي النووي، يمكن الحكم على البيئة التي توجد بها هذه الذرات والنوى، وبالتالي الحصول على معلومات حول بنية الجزيء.

حيود الأشعة السينيةوقد تمت دراسة النيوترونات الموجودة في الماء عدة مرات. ومع ذلك، لا يمكن لهذه التجارب تقديم معلومات مفصلة حول الهيكل. يمكن رؤية عدم التجانس الذي يختلف في الكثافة من خلال تشتت الأشعة السينية والنيوترونات بزوايا صغيرة، لكن عدم التجانس هذا يجب أن يكون كبيرًا، ويتكون من مئات جزيئات الماء. وسيكون من الممكن رؤيتها من خلال دراسة تشتت الضوء. ومع ذلك، الماء سائل شفاف للغاية. والنتيجة الوحيدة لتجارب الحيود هي دالة التوزيع الشعاعي، أي المسافة بين ذرات الأكسجين والهيدروجين والأكسجين والهيدروجين. تتحلل هذه الوظائف بشكل أسرع بكثير في الماء مقارنة بمعظم السوائل الأخرى. على سبيل المثال، فإن توزيع المسافات بين ذرات الأكسجين عند درجات حرارة قريبة من درجة حرارة الغرفة يعطي ثلاثة حدود قصوى فقط، عند 2.8 و4.5 و6.7 أنجستروم. الحد الأقصى الأول يتوافق مع المسافة إلى أقرب الجيران، وقيمته تساوي تقريبا طول رابطة الهيدروجين. الحد الأقصى الثاني قريب من متوسط طول حافة رباعي السطوح - تذكر أن جزيئات الماء في الجليد السداسي تقع على طول رؤوس رباعي السطوح الموصوفة حول الجزيء المركزي. والحد الأقصى الثالث، الذي تم التعبير عنه بشكل ضعيف جدًا، يتوافق مع المسافة إلى الجيران الثالث والأبعد في شبكة الهيدروجين. هذا الحد الأقصى في حد ذاته ليس مشرقًا جدًا، وليس هناك حاجة للحديث عن المزيد من القمم. وكانت هناك محاولات للحصول على معلومات أكثر تفصيلاً من هذه التوزيعات. لذلك في عام 1969 إ. أندريانوف وإي. وجد فيشر مسافات تصل إلى الجار الثامن، بينما تبين أن الجار الخامس هو 3 أنجستروم، وإلى السادس - 3.1 أنجستروم. وهذا يجعل من الممكن الحصول على بيانات عن البيئة البعيدة لجزيئات الماء.

طريقة أخرى لدراسة الهيكل هي حيود النيوتروناتيتم تنفيذ عملية حيود الأشعة السينية على بلورات الماء بنفس طريقة حيود الأشعة السينية. ومع ذلك، نظرًا لحقيقة أن أطوال تشتت النيوترونات لا تختلف كثيرًا بين الذرات المختلفة، فإن طريقة الاستبدال المتماثل تصبح غير مقبولة. ومن الناحية العملية، عادة ما يتم التعامل مع بلورة تم بالفعل تحديد تركيبها الجزيئي تقريبًا بطرق أخرى. ثم يتم قياس شدة حيود النيوترونات لهذه البلورة. وبناء على هذه النتائج، يتم إجراء تحويل فورييه، والذي يتم خلاله استخدام شدة النيوترونات المقاسة والمراحل المحسوبة مع الأخذ في الاعتبار الذرات غير الهيدروجينية، أي. ذرات الأكسجين، وموقعها في النموذج الهيكلي معروف. ثم، في خريطة فورييه التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة، يتم تمثيل ذرات الهيدروجين والديوتريوم بأوزان أكبر بكثير من تلك الموجودة في خريطة كثافة الإلكترون، لأن مساهمة هذه الذرات في تشتت النيوترونات كبيرة جدًا. باستخدام خريطة الكثافة هذه، يمكنك، على سبيل المثال، تحديد مواقع ذرات الهيدروجين (الكثافة السالبة) والديوتيريوم (الكثافة الإيجابية).

هناك اختلاف محتمل في هذه الطريقة، والذي يتمثل في حفظ بلورة الجليد في الماء الثقيل قبل إجراء القياسات. في هذه الحالة، لا يتيح حيود النيوترونات تحديد مكان ذرات الهيدروجين فحسب، بل يحدد أيضًا تلك التي يمكن استبدالها بالديوتيريوم، وهو أمر مهم بشكل خاص عند دراسة تبادل النظائر (H-D). تساعد هذه المعلومات في التأكد من إنشاء الهيكل بشكل صحيح. لكن كل هذه الأساليب معقدة للغاية وتتطلب معدات قوية ومكلفة.

ونتيجة للتجارب على تشتت النيوترونات شبه المرنة في بلورات الماء، تم قياس المعلمة الأكثر أهمية - معامل الانتشار الذاتي عند ضغوط ودرجات حرارة مختلفة. وأحدث الطرق الفيمتو ثانية التحليل الطيفي بالليزرجعل من الممكن تقدير عمر ليس فقط مجموعات المياه الفردية، ولكن أيضًا عمر رابطة الهيدروجين المكسورة. اتضح أن المجموعات غير مستقرة تمامًا ويمكن أن تتفكك في 0.5 ps، لكنها يمكن أن تعيش لعدة بيكو ثانية. لكن توزيع أعمار الروابط الهيدروجينية طويل جداً، لكن هذه المرة لا يتجاوز 40 ps، ومتوسط القيمة عدة ps. ومع ذلك، هذه كلها قيم متوسطة.

ومن الممكن أيضًا دراسة تفاصيل بنية وطبيعة حركة جزيئات الماء باستخدام النمذجة الحاسوبية، والتي تسمى أحيانًا بالتجربة الرقمية، والتي تتيح للباحثين حساب نماذج جديدة للمياه.

بإخلاص،

دكتوراه. أو.ف. موسين

وصف العرض التقديمي من خلال الشرائح الفردية:

1 شريحة

وصف الشريحة:

2 شريحة

وصف الشريحة:

طوال حياتنا، نتعامل مع الماء كل يوم. نستخدمه للشرب، للطبخ، للغسيل، في الصيف للاسترخاء، في الشتاء للتدفئة. بالنسبة للبشر، يعتبر الماء موردا طبيعيا أكثر قيمة من الفحم والنفط والغاز والحديد، لأنه لا يمكن تعويضه. مقدمة المحتوى المائي لأجزاء الجسم المختلفة هو:

3 شريحة

وصف الشريحة:

يمكن لأي شخص أن يعيش بدون طعام لمدة 50 يومًا تقريبًا، وإذا شرب الماء العذب أثناء الإضراب عن الطعام، فلن يعيش حتى أسبوعًا بدون ماء. الماء في جسم الإنسان: يرطب الأكسجين اللازم للتنفس؛ ينظم درجة حرارة الجسم. يساعد الجسم على امتصاص العناصر الغذائية؛ يحمي الأعضاء الحيوية. يزيت المفاصل يساعد على تحويل الغذاء إلى طاقة. يشارك في عملية التمثيل الغذائي. يُخرج الفضلات المختلفة من الجسم.

4 شريحة

وصف الشريحة:

نعلم جميعًا الصيغة الكيميائية للماء – H2O. يتكون جزيء الماء من ذرتين هيدروجين وذرة أكسجين واحدة. في الظروف العادية، يكون الماء سائلًا شفافًا، عديم اللون (بكميات صغيرة) ورائحة وطعم. ويسمى في الحالة الصلبة جليداً أو ثلجاً أو صقيعاً، وفي الحالة الغازية يسمى بخار الماء. تكوين وشكل ومحتوى الماء على الأرض

5 شريحة

وصف الشريحة:

يمكن أن يوجد الماء على الأرض في ثلاث حالات رئيسية - سائلة وصلبة وغازية. يمكن أن يتخذ الماء أيضًا أشكالًا مختلفة يمكن أن تتعايش مع بعضها البعض في نفس الوقت: بخار الماء والسحب في السماء، ومياه البحر والجبال الجليدية، والأنهار الجليدية والأنهار على سطح الأرض، وطبقات المياه الجوفية في الأرض. يمكن للمياه إذابة العديد من المواد العضوية وغير العضوية. أنواع المياه

6 شريحة

وصف الشريحة:

7 شريحة

وصف الشريحة:

لا يستطيع الإنسان أن يعيش بدون ماء، ولكن ما هي كمية الماء التي يستهلكها يومياً؟ وهل يعتمد استهلاك المياه على الجنس والعمر والنظام والأنشطة الرياضية؟ لمعرفة ذلك، أجريت استطلاعًا بين الطلاب في صفي والموظفين من مكان عمل والدتي. شارك في الاستطلاع 13 فتى و7 فتيات (10 سنوات) و5 نساء (25-31 سنة). الخطوة 1 – تحديد كمية استهلاك المياه. وبناء على هذه المؤشرات يمكن استخلاص الاستنتاجات التالية: كمية المياه المستهلكة لا تعتمد على الجنس. يعتمد الأمر قليلاً على نظامك الغذائي - فكلما استيقظت مبكراً وتأخرت في النوم، كلما زاد استهلاكك للسوائل. الاعتماد بشكل كبير على الأنشطة الرياضية. إن حجم السوائل التي يستهلكها الأشخاص الذين يمارسون الرياضة هو ضعف ما يستهلكه الأشخاص الذين لا يمارسون الرياضة. يعتمد على العمر. كما يتبين من الجدول، مع التقدم في السن، تنخفض كمية المياه المستهلكة قليلاً.

8 شريحة

وصف الشريحة:

هناك فرضية "ذاكرة الماء" التي طرحها لأول مرة عام 1988 عالم المناعة الفرنسي الدكتور جان بنفينيست. وبعد ذلك عمل العديد من العلماء على إثبات هذه الفرضية. قررت اختبار هذه الفرضية باستخدام إحدى الطرق التي استخدمها العالم الياباني ماسارو إيموتو. قام ماسارو إيموتو بتعريض عينات المياه لأنواع مختلفة من المؤثرات، مثل الصور والموسيقى وأفكار شخص واحد ومجموعة من الأشخاص، والكلمات المنطوقة والمطبوعة بعدة لغات، والصلوات، والإشعاع من جهاز تلفزيون. الاستنتاجات التي توصل إليها مذهلة - اتضح أن هناك فرقًا كبيرًا بين بلورات الماء التي استمعت إلى موسيقى الروك الثقيلة و"الرعوية" لبيتهوفن، بين العينات التي قالوا فيها "أنت تجعلني أشعر بالمرض" و"شكرًا لك". وشكلت كلمتي "ملاك" و"شيطان" هياكل متضادة. إذا افترضنا أن الماء يتلقى معلومات من العالم المحيط، فيمكن إجراء التجربة التالية. للتجربة سأحتاج: البذور (أخذت بذور الشبت)؛ أكواب مع التربة؛ المياه للري. المرحلة الثانية - اختبار فرضية "ذاكرة الماء". لقد زرعت ثلاث بذور شبت في خمسة أكواب متطابقة. صببت الماء في أكواب منفصلة للري. الفرق كله سيكون في الماء. قبل أن نسقي كل كوب، سنقوم بما يلي: نغني أغاني عالية ومضحكة، ونغني أغاني هادئة، ونصرخ ونوبخ، ونقول كلمات طيبة، ولم يتم سقي إحدى العينات.

الشريحة 9

وصف الشريحة:

نتائج التجربة: البذور التي نمت أولاً هي التي تكلمت بكلمات طيبة، وغنّت أغاني عالية، وصرخت ووبخت قبل أن تسقيها في الماء. أطولها خلال التجربة كانت البراعم التي تكلم فيها بكلمات طيبة. والبذور التي لم تُروى لم تنمو على الإطلاق. أول من ذبلت كانت البراعم التي صرخ ماءها ولعن. أما تلك التي استمرت لفترة أطول فهي البراعم التي نطقت في مياهها كلمات طيبة وغنّت أغاني عالية. بسبب الري المتكرر، "ماتت" براعم جميع العينات. أنا أعتبر التجربة ناجحة جزئيا. ولكن لا يزال بإمكاننا استخلاص الاستنتاجات التالية: من خلال ملاحظة نمو البذور، يمكننا القول أن الماء يتلقى المعلومات فعليًا، حيث أن البذور التي كان مائها مشحونًا بالمشاعر الإيجابية نمت بشكل أفضل، في حين أن البذور التي كان مائها مشحونًا بالمشاعر السلبية ذبلت أولاً . 1 2 3 4 5 5

10 شريحة

وصف الشريحة:

من كل ما سبق، يمكننا أن نستنتج أن الماء مهم جدا لجسمنا. ولكن ما هو نوع الماء الذي يمكنك شربه؟ تقول أمي دائمًا ألا تشرب ماء الصنبور. و لماذا؟ لمعرفة ذلك، قررت إجراء تجارب لدراسة الماء. لهذا سأحتاج: المجهر؛ الشرائح؛ غطاء النظارات؛ ماصة. عينات المياه. الخطوة 3 - مقارنة عينات المياه المختلفة.

11 شريحة

وصف الشريحة:

التجربة الاولى. مياه معبأة. ويجب تنقية هذه المياه من أية شوائب. لذلك، في المستقبل يمكننا أن نأخذه كمعيار. وضعت قطرة من هذا الماء على شريحة زجاجية، وغطيتها بغطاء، ووضعتها تحت المجهر. عند التكبير 20 ضعفًا، لم يتم اكتشاف أي شوائب ميكانيكية أو كائنات دقيقة متحركة. المياه نظيفة حقًا ويمكن استخدامها كعينة مرجعية.

12 شريحة

وصف الشريحة:

تجربة اثنين. الماء البارد من الصنبور. صب ماء الصنبور البارد في كوب، واستخدم ماصة لإسقاط قطرة على شريحة زجاجية، ثم قم بتغطية القطرة بغطاء زجاجي. نضع العينة تحت المجهر. عند التكبير 200 مرة، تظهر كمية صغيرة من الشوائب الميكانيكية. ولم يلاحظ وجود الكائنات الحية الدقيقة، لأن الماء مكلور.

الشريحة 13

وصف الشريحة:

تجربة ثلاثة. الماء الساخن من الصنبور. الآن صب ماء الصنبور الساخن في كوب، واستخدم ماصة لإسقاط قطرة على شريحة زجاجية، وقم بتغطية القطرة بغطاء زجاجي. نضع العينة تحت المجهر. مع التكبير 200 مرة، تكون كمية أكبر قليلاً من الشوائب الميكانيكية مرئية أيضًا مقارنة بالمياه الباردة. ولم يلاحظ وجود الكائنات الحية الدقيقة، لأن الماء مكلور.

الشريحة 14

وصف الشريحة:

تجربة أربعة. مياه مصفاة. كعينة، خذ قطرة من الماء المصفى. تحت المجهر يمكن ملاحظة عدم وجود شوائب ميكانيكية.

15 شريحة

وصف الشريحة:

تجربة خمسة. ماء مغلي. ضع قطرة من الماء المغلي بين الشريحة وغطاء الزجاج تحت المجهر. عند التكبير، من الواضح أن الشوائب الميكانيكية لم يتم ملاحظتها أيضًا.

16 شريحة

وصف الشريحة:

تجربة ستة. تذوب الماء. بالنسبة للأول، أخذت ثلجًا نظيفًا، وعندما ذاب، وضعت قطرة بين الكؤوس. تحت المجهر، يمكن ملاحظة أن العينة تحتوي على كائنات حية دقيقة واحدة. بالنسبة للجزء الثاني من التجربة، أخذت الثلج من الطريق الذي تسير فيه السيارات ويمشي فيه الناس. إذا تم وضع قطرة من هذا الماء تحت المجهر، فإن كمية هائلة من الشوائب الميكانيكية مرئية. وبالإضافة إلى ذلك، لوحظت حركة الكائنات الحية الدقيقة في هذه العينة.

المياه الطبيعية هي على وجه التحديد البيئة التي تتكاثر فيها العديد من الكائنات الحية الدقيقة بشكل مكثف، وبالتالي فإن النباتات الدقيقة في الماء لن تتوقف أبدًا عن أن تكون موضع اهتمام إنساني وثيق. تعتمد مدى كثافة تكاثرها على العديد من العوامل. في المياه الطبيعية، يتم دائمًا إذابة المواد المعدنية والعضوية بكميات متفاوتة، والتي تعمل كنوع من "الطعام"، بفضل وجود النباتات الدقيقة الكاملة للمياه. تكوين الموائل الدقيقة متنوع للغاية من حيث الكمية والنوعية. يكاد يكون من المستحيل تقريبًا القول بأن هذا الماء أو ذاك نظيف في هذا المصدر أو ذاك.

المياه الارتوازية

توجد مياه الينابيع أو الارتوازية تحت الأرض، لكن هذا لا يعني غياب الكائنات الحية الدقيقة فيها. إنها موجودة بالتأكيد، ويعتمد تكوينها على طبيعة التربة والتربة وعمق طبقة المياه الجوفية المعينة. كلما كانت النباتات الدقيقة في الماء أعمق وأكثر فقراً، لكن هذا لا يعني أنها غائبة تماماً.

وتوجد الكميات الأكثر أهمية من البكتيريا في الآبار العادية، وهي ليست عميقة بما يكفي لمنع تسرب الملوثات السطحية إليها. هناك يتم العثور على الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض في أغلب الأحيان. وكلما ارتفعت المياه الجوفية، كلما كانت النباتات الدقيقة للمياه أكثر ثراءً ووفرة. جميع الخزانات المغلقة تقريبًا شديدة الملوحة، حيث تراكم الملح تحت الأرض لمئات السنين. ولذلك، غالبا ما يتم تصفية المياه الارتوازية قبل الاستخدام.

سطح الماء

المسطحات المائية المفتوحة، أي الأنهار والبحيرات والخزانات والبرك والمستنقعات وما إلى ذلك، لها تركيبة كيميائية متغيرة، وبالتالي فإن تكوين النباتات الدقيقة هناك متنوع للغاية. يحدث هذا لأن كل قطرة ماء ملوثة بالنفايات المنزلية والصناعية في كثير من الأحيان، وبقايا الطحالب المتعفنة. تتدفق هنا مجاري الأمطار، جالبة معها مجموعة متنوعة من الكائنات الحية الدقيقة من التربة، كما تنتهي هنا مياه الصرف الصحي من المصانع والمصانع.

إلى جانب جميع أنواع التلوث المعدني والعضوي، تمتص المسطحات المائية أيضًا كميات هائلة من الكائنات الحية الدقيقة، بما في ذلك الكائنات المسببة للأمراض. حتى للأغراض التكنولوجية، يتم استخدام المياه التي تلبي GOST 2874-82 (في مليلتر واحد من هذه المياه يجب ألا يكون هناك أكثر من مائة خلية بكتيرية، في اللتر - لا يزيد عن ثلاث خلايا من الإشريكية القولونية.

مسببات الأمراض

تحت المجهر، تقدم هذه المياه للباحث عددا من مسببات الأمراض من الالتهابات المعوية، والتي تظل فتاكة لفترة طويلة. على سبيل المثال، في مياه الصنبور العادية، يكون العامل المسبب للدوسنتاريا قابلاً للحياة لمدة تصل إلى سبعة وعشرين يومًا، وحمى التيفوئيد لمدة تصل إلى ثلاثة وتسعين يومًا، والكوليرا لمدة تصل إلى ثمانية وعشرين يومًا. وفي مياه النهر - أطول بثلاث أو أربع مرات! يهدد المرض مائة وثلاثة وثمانين يومًا!

تتم مراقبة المياه بعناية، وإذا لزم الأمر، يتم الإعلان عن الحجر الصحي - إذا كان هناك تهديد بانتشار المرض. حتى درجات الحرارة تحت الصفر لا تقتل معظم الكائنات الحية الدقيقة. تخزن قطرة الماء المتجمدة بكتيريا قابلة للحياة تمامًا من مجموعة التيفوئيد لعدة أسابيع، ويمكن التحقق من ذلك باستخدام المجهر.

كمية

يعتمد عدد الميكروبات وتكوينها في الخزان المفتوح بشكل مباشر على التفاعلات الكيميائية التي تحدث هناك. تزداد النباتات الدقيقة لمياه الشرب بشكل كبير عندما تكون المناطق الساحلية مكتظة بالسكان. وفي أوقات مختلفة من السنة يتغير تكوينه، وهناك أسباب أخرى كثيرة للتغيرات في اتجاه أو آخر. تحتوي أنظف الخزانات على ما يصل إلى ثمانين بالمائة من بكتيريا المكورات بين جميع النباتات الدقيقة. أما العشرين المتبقية فهي في الغالب بكتيريا على شكل قضيب وغير حاملة للأبواغ.

بالقرب من المؤسسات الصناعية أو المناطق المأهولة الكبيرة، توجد مئات الآلاف والملايين من البكتيريا في سنتيمتر مكعب من مياه النهر. حيث لا توجد حضارة تقريبًا - في أنهار التايغا والجبال - لا يظهر الماء تحت المجهر سوى مئات أو آلاف البكتيريا في نفس القطرة. في المياه الراكدة، يوجد بشكل طبيعي عدد أكبر من الكائنات الحية الدقيقة، خاصة بالقرب من الشواطئ، وكذلك في الطبقة العليا من الماء وفي الطمي في الأسفل. الطمي هو حضانة للبكتيريا، والتي يتم تشكيل نوع من الفيلم، بسبب حدوث معظم عمليات تحويل مواد الخزان بأكمله ويتم تشكيل النباتات الدقيقة للمياه الطبيعية. وبعد هطول الأمطار الغزيرة والفيضانات الربيعية، يزداد أيضًا عدد البكتيريا في جميع المسطحات المائية.

"تفتح" الخزان

إذا بدأت الكائنات المائية في التطور بشكل جماعي، فقد يتسبب ذلك في ضرر كبير جدًا. تتكاثر الطحالب المجهرية بسرعة مما يسبب عملية ما يسمى بإزهار الخزان. حتى لو كانت هذه الظاهرة صغيرة الحجم، فإن الخواص الحسية تتدهور بشكل حاد، وقد تفشل المرشحات في محطات إمدادات المياه، ولا يسمح تكوين النباتات الدقيقة للمياه باعتبارها صالحة للشرب.

تعتبر بعض أنواع الطحالب الخضراء المزرقة ضارة بشكل خاص في تطورها الهائل: فهي تسبب العديد من الكوارث التي لا يمكن إصلاحها، بدءًا من نفوق الماشية وتسمم الأسماك وتنتهي بأمراض خطيرة لدى البشر. جنبا إلى جنب مع "إزهار" الماء، يتم تهيئة الظروف لتطوير الكائنات الحية الدقيقة المختلفة - الأوليات والفطريات والفيروسات. بشكل جماعي، كل هذا هو العوالق الميكروبية. نظرًا لأن البكتيريا المائية تلعب دورًا خاصًا في حياة الإنسان، فإن علم الأحياء الدقيقة يعد أحد أهم مجالات العلوم.

البيئة المائية وأنواعها

يعتمد التركيب النوعي للنباتات الدقيقة بشكل مباشر على أصل الماء نفسه، وعلى موطن الكائنات الحية المجهرية. هناك مياه عذبة ومياه سطحية - الأنهار والجداول والبحيرات والبرك والخزانات التي لها تركيبة مميزة من النباتات الدقيقة. في باطن الأرض، كما ذكرنا سابقًا، اعتمادًا على عمق الحدوث، يتغير عدد وتكوين الكائنات الحية الدقيقة. هناك مياه جوية - المطر والثلج والجليد، والتي تحتوي أيضًا على بعض الكائنات الحية الدقيقة. هناك بحيرات وبحار مالحة، حيث توجد، على التوالي، سمة النباتات الدقيقة لمثل هذه البيئة.

كما يمكن تمييز المياه بطبيعة استخدامها - فهي مياه شرب (مياه محلية أو مركزية تؤخذ من مصادر جوفية أو من خزانات مفتوحة. مياه حمامات السباحة والمنزل والطعام والثلج الطبي. وتتطلب المياه العادمة عناية خاصة من الجانب الصحي، وتنقسم أيضًا إلى: صناعي، منزلي-برازي، مختلط (من النوعين المذكورين أعلاه)، عاصفة وذوبان.إن النباتات الدقيقة لمياه الصرف الصحي تلوث المياه الطبيعية دائمًا.

طبيعة النباتات الدقيقة

تنقسم النباتات الدقيقة في المسطحات المائية إلى مجموعتين حسب البيئة المائية المحددة. هذه هي كائناتنا المائية الأصلية والكائنات المائية المتباينة، أي تلك التي تدخل عن طريق التلوث من الخارج. الكائنات الحية الدقيقة الأصلية التي تعيش وتتكاثر باستمرار في الماء تشبه في تكوينها النباتات الدقيقة للتربة، الساحلية أو القاعية، التي يتلامس معها الماء. تحتوي النباتات المائية الدقيقة دائمًا تقريبًا على Proteus Leptospira، وأنواعها المختلفة، Micrococcus candicans M. roseus، Pseudomonas Fluorescens، Bacterium aquatilis com mum's، Sarcina lutea. يتم تمثيل اللاهوائيات في المسطحات المائية غير الملوثة بأنواع Clostridium، Chromobacterium violaceum، B. mycoides، بكتيريا سيريوس العصويه

تتميز النباتات الدقيقة Allochthonous بوجود مجموعة من الكائنات الحية الدقيقة التي تظل نشطة لفترة قصيرة نسبيًا. ولكن هناك أيضًا أشياء أكثر عنادًا تلوث المياه لفترة طويلة وتهدد صحة الإنسان والحيوان. هذه هي العوامل المسببة للفطريات تحت الجلد المطثية الكزازية، عصية الجمرة الخبيثة، وبعض أنواع المطثية، والكائنات الحية الدقيقة التي تسبب الالتهابات اللاهوائية - الشيجلا، السالمونيلا، الزائفة، اللولبية النحيفة، المتفطرة، فرانسيسلفا، البروسيلا، الضمة، وكذلك فيروس البنغولين والفيروسات المعوية. ويختلف عددها بشكل كبير، لأنه يعتمد على نوع الخزان والموسم وظروف الأرصاد الجوية ودرجة التلوث.

المعنى الإيجابي والسلبي للنباتات الدقيقة

تعتمد دورة المواد في الطبيعة بشكل كبير على النشاط الحيوي للكائنات الحية الدقيقة في الماء. إنها تقوم بتكسير المواد العضوية ذات الأصل النباتي والحيواني وتوفر التغذية لكل شيء يعيش في الماء. غالبًا ما يكون تلوث المسطحات المائية ليس كيميائيًا ولكنه بيولوجي.

مياه جميع الخزانات السطحية معرضة للتلوث الميكروبي، أي التلوث. يمكن لهذه الكائنات الحية الدقيقة التي تدخل الخزان مع مياه الصرف الصحي والمياه الذائبة أن تغير بشكل كبير النظام الصحي في المنطقة، حيث يتغير التكاثر الحيوي الميكروبي نفسه. هذه هي الطرق الرئيسية للتلوث الميكروبي للمياه السطحية.

تكوين البكتيريا في مياه الصرف الصحي

تحتوي البكتيريا الدقيقة في مياه الصرف الصحي على نفس السكان الموجودين في أمعاء البشر والحيوانات. وهذا يشمل ممثلي كل من النباتات الطبيعية والمسببة للأمراض - مرض التوليميا، ومسببات الأمراض المعوية، وداء البريميات، وداء اليرسينيات، وفيروسات التهاب الكبد، وشلل الأطفال وغيرها الكثير. عند السباحة في بركة، يقوم بعض الأشخاص بتلويث المياه، بينما يصاب البعض الآخر بالعدوى. يحدث هذا أيضًا عند شطف الملابس وعند استحمام الحيوانات.

حتى في حمام السباحة الذي تتم فيه معالجة المياه بالكلور وتنقيتها، توجد البكتيريا القولونية - مجموعات الإشريكية القولونية، والمكورات العنقودية، والمكورات المعوية، والنيسرية، والبكتيريا المكونة للجراثيم والصبغية، ومختلف الفطريات والكائنات الحية الدقيقة مثل الفيروسات والأوالي. حاملات البكتيريا التي تسبح هناك تترك وراءها الشيجلا والسالمونيلا. نظرا لأن الماء ليس بيئة مواتية للغاية للتكاثر، فإن الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض تغتنم أدنى فرصة للعثور على بيئة حيوية رئيسية لأنفسها - حيوان أو جسم بشري.

ليس كل شيء سيئا

الخزانات، مثل اللغة الروسية العظيمة والقوية، قادرة على تطهير نفسها. الطريقة الرئيسية هي المنافسة، عندما يتم تنشيط البكتيريا الرمية، وتحلل المواد العضوية وتقليل عدد البكتيريا (خاصة بنجاح من أصل البراز). الأنواع الدائمة من الكائنات الحية الدقيقة المدرجة في هذا التكاثر الحيوي تقاتل بنشاط من أجل مكانها في الشمس، دون ترك شبر واحد من مساحتها للوافدين الجدد.

الشيء الأكثر أهمية هنا هو النسبة النوعية والكمية للميكروبات. إنه غير مستقر للغاية، وتأثير العوامل المختلفة يؤثر بشكل كبير على حالة الماء. ما هو مهم هنا هو الصدق - مجموعة من الميزات التي يمتلكها جسم معين من الماء، أي عدد الكائنات الحية الدقيقة وتكوينها، وتركيز المواد العضوية وغير العضوية. عادةً ما يحدث التنقية الذاتية للخزان بشكل متسلسل ولا ينقطع أبدًا، مما يؤدي إلى تغير التكاثر الحيوي تدريجيًا. يتم تمييز تلوث المياه السطحية بثلاثة تدرجات. هذه المناطق هي oligosaprobic و mesosaprobic و polysaprobic.

المناطق

المناطق ذات التلوث الشديد بشكل خاص - البوليسابروبيك - تكاد تكون خالية من الأكسجين، حيث يتم تناولها بواسطة كمية كبيرة من المواد العضوية المتحللة بسهولة. وبالتالي فإن التكاثر الحيوي الميكروبي كبير جدًا، ولكنه محدود في تكوين الأنواع: تعيش هناك بشكل رئيسي الفطريات والفطريات الشعاعية. ويحتوي الملليلتر الواحد من هذا الماء على أكثر من مليون بكتيريا.

تتميز منطقة التلوث المعتدل - mesosaprobic - بهيمنة عمليات النتروجين والأكسدة. تكوين البكتيريا أكثر تنوعًا: البكتيريا الهوائية الإجبارية تشكل الأغلبية، ولكن مع وجود أنواع من المبيضات، العقدية، الفلافوباكتيريوم، المتفطرة، الزائفة، كلوستريديوم وغيرها. وفي المليلتر الواحد من هذا الماء لم يعد هناك ملايين، بل مئات الآلاف من الكائنات الحية الدقيقة.

تسمى منطقة الماء النقي بـ oligosaprobic وتتميز بعملية تنقية ذاتية مكتملة بالفعل. يوجد محتوى عضوي صغير وتكتمل عملية التمعدن. نقاء هذه المياه مرتفع: لا يوجد أكثر من ألف كائن حي دقيق في المليلتر الواحد. جميع البكتيريا المسببة للأمراض هناك فقدت بالفعل قدرتها على البقاء.

وقدم العلماء نتائج بحثية توثق ذلك الماء لديه ذاكرة:

دكتور ماسارو إيموتو.تمكن باحث ياباني من تطوير طريقة لتقييم جودة المياه تعتمد على الهياكل البلورية، بالإضافة إلى طريقة للتأثير الخارجي النشط.

كشفت عينات المياه المجمدة تحت المجهر عن اختلافات مفاجئة في البنية البلورية، ناجمة عن الملوثات الكيميائية والعوامل الخارجية. كان الدكتور إيموتو أول من أثبت علمياً (وهو ما بدا مستحيلاً للكثيرين) أن الماء قادر على تخزين المعلومات.

دكتور لي لورينزن.أجرى تجارب باستخدام طرق الرنين الحيوي واكتشف أين يمكن تخزين المعلومات في بنية الجزيئات الكبيرة.

دكتور إس. زينين.في عام 1999، باحث المياه الروسي الشهير S.V. دافع زينين عن أطروحته للدكتوراه في معهد المشكلات الطبية والبيولوجية التابع لأكاديمية العلوم الروسية حول ذاكرة الماء، والتي كانت خطوة مهمة في تقدم هذا المجال البحثي، الذي يعززه حقيقة تعقيده. أنهم عند تقاطع ثلاثة علوم: الفيزياء والكيمياء والأحياء. استنادًا إلى البيانات التي تم الحصول عليها من خلال ثلاث طرق فيزيائية وكيميائية: قياس الانكسار، والكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء والرنين المغناطيسي البروتوني، قام ببناء وإثبات نموذج هندسي للتكوين الهيكلي الرئيسي المستقر لجزيئات الماء (الماء المنظم)، ثم حصل على صورة باستخدام الطور المجهر النقيض من هذه الهياكل.

علماء المختبر س. درس زينين تأثير الناس على خصائص الماء. تم إجراء المراقبة من خلال التغييرات في المعلمات الفيزيائية، وذلك في المقام الأول عن طريق التغييرات في التوصيل الكهربائي للمياه، وبمساعدة الكائنات الحية الدقيقة التي تم اختبارها. أظهرت الأبحاث أن حساسية نظام معلومات المياه كانت عالية جدًا لدرجة أنها قادرة على الشعور بتأثير ليس فقط تأثيرات ميدانية معينة، ولكن أيضًا أشكال الأشياء المحيطة وتأثير العواطف والأفكار البشرية.

يقدم الباحث الياباني ماسارو إيموتو دليلاً أكثر روعة على معلومات خصائص الماء. ووجد أنه لا توجد عينتان من الماء تشكلان بلورات متطابقة تمامًا عند تجميدهما، وأن شكلهما يعكس خصائص الماء، ويحملان معلومات حول تأثير معين على الماء.

اكتشاف الباحث الياباني إيموتو ماسارو عن ذاكرة الماء، المنصوص عليها في كتابه الأول "رسائل الماء" (2002)، وفقا للعديد من العلماء، هي واحدة من أكثر الاكتشافات إثارة التي تم إجراؤها في مطلع الألفية.

كانت نقطة الانطلاق لأبحاث ماسارو إيموتو هي أعمال عالم الكيمياء الحيوية الأمريكي لي لورنزن، الذي أثبت في ثمانينيات القرن الماضي أن الماء يدرك المعلومات التي تصل إليه ويجمعها ويخزنها. بدأ إيموتو بالتعاون مع لورينزن. وفي الوقت نفسه، كانت فكرته الرئيسية هي إيجاد طرق لتصور التأثيرات الناتجة. لقد طور طريقة فعالة للحصول على بلورات من الماء، والتي سبق أن تم تطبيق معلومات مختلفة عليها في شكل سائل من خلال الكلام أو النقوش على الوعاء أو الموسيقى أو من خلال الدورة العقلية.

قام مختبر الدكتور إيموتو بفحص عينات المياه من مصادر المياه المختلفة حول العالم. تعرض الماء لأنواع مختلفة من المؤثرات، مثل الموسيقى والصور والإشعاع الكهرومغناطيسي من التلفزيون أو الهاتف المحمول، وأفكار شخص واحد ومجموعات من الناس، والصلوات، والكلمات المطبوعة والمنطوقة بلغات مختلفة. تم التقاط أكثر من خمسين ألف صورة من هذا القبيل.

للحصول على صور للبلورات الدقيقة، تم وضع قطرات الماء في 100 طبق بتري وتم تبريدها بشكل حاد في الثلاجة لمدة ساعتين. ثم تم وضعهم في جهاز خاص يتكون من غرفة تبريد ومجهر متصل به كاميرا. عند درجة حرارة -5 درجة مئوية، تم فحص العينات في مجهر المجال المظلم تحت التكبير 200-500 مرة وتم التقاط صور للبلورات الأكثر تميزًا.

ولكن هل تشكلت جميع عينات المياه بلورات منتظمة الشكل على شكل ندفة الثلج؟ لا، على الاطلاق! بعد كل شيء، فإن حالة المياه على الأرض (الطبيعية، الصنبور، المعدنية) مختلفة.

في عينات المياه الطبيعية والمعدنية التي لم تخضع للتنقية أو المعالجة الخاصة، كانت تتشكل دائمًا، وكان جمال هذه البلورات السداسية مثيرًا للاهتمام.

في العينات التي تحتوي على ماء الصنبور، لم يتم ملاحظة أي بلورات على الإطلاق، ولكن على العكس من ذلك، تم تشكيل تكوينات بشعة كانت بعيدة عن أن تكون بلورية في الشكل، والتي كانت في الصور فظيعة ومثيرة للاشمئزاز.

عندما تعرف مدى جمال بلورات الماء التي تتشكل في حالتها الطبيعية، فمن المحزن للغاية أن تنظر إلى ما يحدث لمثل هذه المياه "المعيبة".

أجرى علماء من دول مختلفة دراسات مماثلة على عينات المياه المأخوذة من أجزاء مختلفة من الأرض. وفي كل مكان كانت النتيجة هي نفسها: المياه النقية (الينابيع، الطبيعية، المعدنية) تختلف بشكل كبير عن المياه النقية تكنولوجيًا. في مياه الصنبور، لم تتشكل البلورات أبدًا تقريبًا، بينما في المياه الطبيعية، تم الحصول دائمًا على بلورات ذات جمال وشكل غير عادي. تم تشكيل بلورات مشرقة ومتألقة بشكل خاص ذات بنية واضحة، تجسد القوة البدائية وجمال الطبيعة، من خلال تجميد المياه الطبيعية المأخوذة من الينابيع المقدسة.

كما أجرى الدكتور إيموتو تجربة من خلال وضع رسالتين على زجاجات المياه. في أحدهما: "شكرًا لك"، وفي الآخر: "أنت أصم". في الحالة الأولى، تكونت المياه بلورات جميلة، مما يثبت أن "شكرا" انتصرت على "أنت أصم". وبالتالي فإن الكلمات الطيبة أقوى من الكلمات الشريرة.

في الطبيعة، هناك 10٪ من الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض و10٪ من الكائنات الحية الدقيقة المفيدة، والـ 80٪ المتبقية يمكنها تغيير خصائصها من مفيدة إلى ضارة. ويعتقد الدكتور إيموتو أن نفس النسبة تقريبًا موجودة في المجتمع البشري.

إذا صلى شخص واحد بإحساس عميق وواضح ونقي، فإن البنية البلورية للمياه ستكون صافية ونقية. وحتى لو كانت مجموعة كبيرة من الناس لديهم أفكار مضطربة، فإن البنية البلورية للمياه ستكون أيضًا غير متجانسة. ومع ذلك، إذا اتحد الجميع، ستصبح البلورات جميلة، مثل الصلاة النقية والمركزة لشخص واحد. تحت تأثير الأفكار، يتغير الماء على الفور.

يتكون التركيب البلوري للماء من مجموعات (مجموعة كبيرة من الجزيئات). كلمات مثل كلمة "أحمق" تدمر المجموعات. تشكل العبارات والكلمات السلبية مجموعات كبيرة أو لا تصنعها على الإطلاق، بينما تشكل الكلمات والعبارات الإيجابية والجميلة مجموعات صغيرة ومتوترة. تحتفظ المجموعات الصغيرة بذاكرة الماء لفترة أطول. إذا كانت هناك فجوات كبيرة جدًا بين المجموعات، فيمكن لمعلومات أخرى أن تخترق هذه المناطق بسهولة وتدمر سلامتها، وبالتالي محو المعلومات. يمكن للكائنات الحية الدقيقة أيضًا أن تخترق هناك. يعد الهيكل المتوتر والكثيف للمجموعات مثاليًا لتخزين المعلومات على المدى الطويل.

أجرى مختبر الدكتور إيموتو العديد من التجارب للعثور على الكلمة التي تنقي الماء بقوة أكبر، ونتيجة لذلك اكتشفوا أنها ليست كلمة واحدة، بل مزيج من كلمتين: "الحب والامتنان". يقترح ماسارو إيموتو أنه إذا قمت ببعض الأبحاث، فقد تجد المزيد من الجرائم العنيفة في المناطق التي يستخدم فيها الناس الألفاظ النابية بشكل متكرر.

أرز. شكل بلورات الماء تحت التأثيرات المختلفة عليه

يقول الدكتور إيموتو أن كل شيء موجود له اهتزاز، والكلمات المكتوبة لها اهتزاز أيضًا. إذا قمت برسم دائرة، يتم إنشاء اهتزاز الدائرة. تصميم الصليب من شأنه أن يخلق اهتزاز الصليب. إذا كتبت الحب (الحب)، فإن هذا النقش يخلق اهتزاز الحب. يمكن ربط الماء بهذه الاهتزازات. الكلمات الجميلة لها ذبذبات جميلة وواضحة. وفي المقابل تنتج الكلمات السلبية ذبذبات قبيحة ومفككة لا تشكل مجموعات. إن لغة التواصل الإنساني ليست مصطنعة، بل هي تكوين طبيعي طبيعي.

وهذا ما يؤكده العلماء في مجال علم الوراثة الموجية. ص. اكتشف جارييف أن المعلومات الوراثية في الحمض النووي مكتوبة وفقًا لنفس المبدأ الذي تقوم عليه أي لغة. لقد ثبت تجريبيا أن جزيء الحمض النووي لديه ذاكرة يمكن نقلها حتى إلى المكان الذي كانت توجد فيه عينة الحمض النووي سابقا.

يعتقد الدكتور إيموتو أن الماء يعكس وعي الإنسانية. من خلال تلقي الأفكار والمشاعر والكلمات والموسيقى الجميلة، تصبح أرواح أسلافنا أخف وزنا وتكتسب الفرصة للانتقال إلى "الوطن". ليس من قبيل الصدفة أن يكون لدى جميع الدول تقاليد في احترام أسلافهم الراحلين.

الدكتور إيموتو هو من أطلق مشروع "الحب والامتنان للمياه". تشغل المياه 70% من سطح الأرض، أي نفس الجزء تقريبًا من جسم الإنسان، لذا يدعو المشاركون في المشروع الجميع للانضمام إليهم في 25 يوليو 2003، لإرسال أمنيات الحب والامتنان إلى كل المياه الموجودة على الأرض. . في هذه المرحلة، كانت ثلاث مجموعات على الأقل من المشاركين في المشروع يصلون بالقرب من المسطحات المائية في أجزاء مختلفة من العالم: بالقرب من بحيرة طبريا (المعروفة باسم بحر الجليل) في إسرائيل، وبحيرة شتارنبرجر في ألمانيا، وبحيرة بيوا في اليابان. وقد أقيم بالفعل حدث مماثل، ولكن أصغر، في مثل هذا اليوم من العام الماضي.

لكي ترى بنفسك أن الماء يدرك الأفكار، لا تحتاج إلى معدات خاصة. في أي وقت، يمكن لأي شخص إجراء تجربة السحابة التي وصفها Masaru Emoto. لمسح سحابة صغيرة في السماء عليك القيام بما يلي:

لا تفعل ذلك مع الكثير من التوتر. إذا كنت متحمسًا للغاية، فلن تتدفق طاقتك منك بسهولة.
- تصور شعاع الليزر كطاقة تدخل السحابة المستهدفة مباشرة من وعيك وتضيء كل جزء من السحابة.
- تقول بصيغة الماضي: "غابت السحابة".
- وفي الوقت نفسه تظهر الامتنان بقولك: "أنا ممتن لهذا"، بصيغة الماضي أيضًا.

استنادا إلى البيانات المذكورة أعلاه، يمكننا أن نجعل بعض الاستنتاجات:

فالخير يؤثر في تركيب الماء إبداعًا، والشر يدمره.
الخير أولي، والشر ثانوي. الخير نشيط، ويعمل من تلقاء نفسه إذا أزلت قوة الشر. لذلك فإن ممارسات الصلاة في ديانات العالم تشمل تطهير الوعي من الغرور و"الضجيج" والأنانية.
العنف هو سمة من سمات الشر.
الوعي البشري له تأثير أقوى بكثير على الوجود حتى من الأفعال.
يمكن للكلمات أن تؤثر بشكل مباشر على الهياكل البيولوجية.
عملية الزراعة مبنية على المحبة (الرحمة والرحمة) والامتنان.
من الواضح أن موسيقى الهيفي ميتال والكلمات السلبية لها تأثيرات سلبية مماثلة على الكائنات الحية.

يتفاعل الماء مع أفكار وعواطف الأشخاص من حوله والأحداث التي تحدث للسكان. البلورات المتكونة من الماء المقطر حديثًا لها الشكل البسيط لندفات الثلج السداسية المعروفة. فتراكم المعلومات يغير بنيتها، ويعقدها، ويزيد جمالها إذا كانت المعلومات جيدة، وعلى العكس من ذلك، يشوه أو حتى يدمر الأشكال الأصلية إذا كانت المعلومات شريرة أو مسيئة. يقوم الماء بتشفير المعلومات التي يتلقاها بطريقة غير تافهة. لا تزال بحاجة إلى تعلم كيفية فك تشفيرها. لكن في بعض الأحيان تظهر "الفضول": فالبلورات المتكونة من الماء الموجود بجوار الزهرة تكرر شكلها.

استنادًا إلى حقيقة أن المياه المهيكلة بشكل مثالي (بلورة مياه الينابيع) تنبثق من أعماق الأرض، وأن بلورات جليد القطب الجنوبي القديم لها أيضًا الشكل الصحيح، يمكننا القول أن الأرض لديها حالة سلبية (الرغبة في الترتيب الذاتي) . الكائنات البيولوجية الحية فقط هي التي تمتلك هذه الخاصية.

لذلك، يمكن افتراض أن الأرض كائن حي.

مياه البحر هي "مهد الحياة" لكوكبنا، دعونا نلقي نظرة على أصغر الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في قطرة واحدة فقط من الماء. سنكتشف، مسلحين بالمجهر، تراكمًا كبيرًا من الكائنات المجهرية، والتي تسمى عمومًا العوالق.
الآن دعونا نلقي نظرة على كل نوع على حدة:

يرقة السلطعون. مفصليات أرجل صغيرة شفافة لا يزيد طولها عن 5 ملم. سوف يستغرق الأمر وقتًا طويلاً قبل أن يتطور إلى فرد كامل.

كافيار.تضع جميع الأسماك تقريبًا بيضًا (تفرخ)، على الرغم من أن بعضها يكون ولودًا. هناك أنواع تحاول حماية نسلها المستقبلي بطريقة أو بأخرى، لكن الغالبية العظمى لا تعلق أهمية كبيرة على هذه القضية والبيض يطفو ببساطة في المحيط. معظمها، بالطبع، ينتهي به الأمر إلى الأكل.

البكتيريا الزرقاء.أحد أكثر أشكال الحياة بدائية على الأرض. من بين الكائنات الحية الأولى التي تطورت على هذا الكوكب، تطورت البكتيريا الزرقاء على طول طريق التمثيل الضوئي، مما أدى إلى تشبع الكوكب بالأكسجين. حتى يومنا هذا، يتم إنتاج معظم الأكسجين الموجود على الكوكب بواسطة مليارات البكتيريا الزرقاء التي تعيش في المحيط.

دودة البحر.تم تجهيز متعدد الأشواك متعدد الأجزاء بعشرات من الزوائد الصغيرة التي تشبه الأهداب والتي تساعده على التحرك عبر الماء.

مجدافيات الأرجل.هذه المخلوقات الشبيهة بالصراصير هي أكثر أعضاء العوالق الحيوانية (العوالق الحيوانية) شيوعًا وربما أهم الحيوانات في المحيط. لأنها المصدر الرئيسي للبروتين للعديد والعديد من الأنواع الأخرى التي تعيش في المحيط.

الدياتومات.من الصعب حتى أن نتخيل عددها في المحيط، فالعدد يصل إلى كوادريليونات. تتميز هذه الكائنات الصغيرة المربعة وحيدة الخلية بوجود "قشرة" غريبة من السيليكا في خلاياها وهي نوع من الطحالب جميل بشكل مدهش. وعندما يموتون، تغوص جدران خلاياهم في قاع البحر وتشارك في تكوين الصخور.

ذات الفك الخشن، أو سهام البحر.هذه الديدان الطويلة على شكل سهم هي حيوانات مفترسة وهي أيضًا "حيوان" شائع جدًا في العوالق. بل إنها كبيرة جدًا بالنسبة للعوالق (2 سم أو أكثر). لديهم نظام عصبي متطور، لديهم عيون، وفم بأسنان، وبعضهم يمكن أن ينتج السم.