چون جاوا پس از ++C طراحی شد، سعی شد، جنبه های منفی آن را شامل نمی شود. به عنوان مثال، در جاوا اشاره گر به اشاره گر وجود ندارد، زیرا این ویژگی کاملا مستعد خطاست. رشته ها و آرایه ها در جاوا بر خلاف++C به صورت اشیا تعریف می شوند و مدیریت حافظه به طور خودکار انجام می شود.

گرچه جاوا را راحت تر از زبان های دیگر می توان آموخت، اما جاوا برای کسانی که هیچ آشنایی با برنامه نویسی ندارند، کمی دشوار است.

دو سبک برنامه نویسی کلی وجود دارد. یکی سبک برنامه نویسی رویه ای و دیگری سبک برنامه نویسی شی گرا. در سبک برنامه نویسی رویه ای (Procedural)، برنامه نویس با استفاده از دانش خود از زبان برنامه نویسی، محل هایی از حافظه را برای ذخیره مقادیر انتخاب می کند و سپس دنباله ای از عملیات را می نویسد که آن مقادیر را دستکاری می کنند. محل های حافظه کامپیوتر را متغیر می نامند، زیرا حاوی مقادیری اند که احتمالا تغییر می کنند. به عنوان مثال برنامه ی حقوق و دستمزد یک موسسه ممکن است متغییر به نام salary داشته باشد که در زمان های مختلف، مقادیر مختلفی را می پذیرد. در حین اجرای برنامه حقوق و دستمزد، ممکن است عملیاتی بر روی هر مقداری که در salary ذخیره شده است، انجام گیرد، مثل خواندن مقداری از دستگاه ورودی، کم شدن مالیات و بیمه از این مقدار و چاپ آن در دستگاه خروجی. برای سهولت، هر عملیاتی که در برنامه کامپیوتری مورد استفاده قرار می گیرد، در واحدهای منطقی به نام رویه ها (procedure) دسته بندی می شوند. مثلا در مثال ذکر شده، مجموعه ای از 4 تا 5 مقایسه و محاسبات که مالیات حقوق و دستمزد را محاسبه می کند، به نام رویه CalculateTax خوانده می شود. برنامه رویه ای، محل های حافظه متغیر را تعریف می کند و سپس مجموعه ای از رویه ها را برای ورودی دستگاه، دستکاری،  و خروج مقادیر ذخیره شده در آن محل ها را فراخوانی می کند. یک برنامه رویه ای اغلب شامل صدها متغیر و هزاران فراخوانی رویه است.

در تفکر شی گرایی، قطعات برنامه به عنوان اشیایی مثل اشیای دنیای واقعی در نظر گرفته می شوند. سپس برای رسیدن به یک نتیجه مطلوب، اشیا دستکاری می شوند. نوشتن برنامه های شی گرا شامل ایجاد اشیا و ایجاد برنامه های کاربردی جهت استفاده از آن اشیا است.

اگر از سیستم عامل دستوری مثل MS-DOS استفاده کرده باشید و تفاوت آن را با ویندوز دیده باشید به تفاوت برنامه نویسی رویه ای و شی گرا پی می برید. برای کپی کردن فایل ها در MS-DOS باید دستورات کپی کردن را تایپ کنید ولی در ویندوز این کار را با ماوس انجام می دهید. فایل ها را می توانید در محیط ویندوز به صورت یک شی از یک محل به محل دیگر کپی کنید. همان طور که در دنیای واقعی شی را از یک نقطه به نقطه دیگر حرکت می دهید.

اشیای موجود در برنامه نویسی شی گرا همانند اشیای موجود در دنیای واقعی دارای صفات (attributes) و رفتارهایی (behavior) هستند. یک اتومبیل را در نظر بگیرید. اتومبیل دارای صفاتی مانند مدل، رنگ، قیمت، دنده، سرعت و غیره است. تمام اتومبیل ها صفات یکسانی دارند ولی مقادیر آنها متفاوت است. بنابراین اتومبیل ها تشکیل یک کلاس (class) را می دهند که مثلا اتومبیل پراید نمونه ای از ان کلاس است. این تفکر موجب می شود که دانش خود را در مورد یک کلاس، در مورد هر یک از نمونه های آن کلاس به کار گیریم. هر نمونه ای (instance) از یک کلاس، صفات خود را از کلاس به ارث (inherit) می برد. اگر یکی از دوستان شما اتومبیلی بخرد، می دانید که آن اتومبیل دارای مدل، رنگ، قیمت، دنده، سرعت و غیره است.

اشیا برای انجام وظایف خود دارای رفتارهایی هستند که آن ها را متُد می نامیم. به عنوان مثال اتومبیل می تواند به جلو و عقب برود و ترمز کند. اتوموبیل ها می توانند سوختگیری کنند و شسته شوند که منجر به تغییر صفات آنها می شود. اتومبیل ها متدهایی برای تعیین صفاتی مثل سرعت و میزان سوخت نیز دارند. بدین ترتیب، برنامه های شی گرا همانند برنامه های رویه ای دارای متغیرها (صفات) و رویه ها (متدها) هستند، ولی صفات و رویه ها در اشیا بسته بندی (encapsulation) می شوند. بسته بندی تکنیکی است که موجب می شود شی به عنوان یک واحد، دستیابی شود.

اگر متدها به خوبی نوشته شوند، کاربر از جزییات اجرای متدها خبر ندارد. در این صورت کاربر باید مفهوم واسط (interface) یا تعامل بین متد و شی را درک کند. برای مثال برای اینکه اتومبیل خود را سوختگیری کنید لازم نیست چگونگی عملکرد پمپ را بدانید. بلکه کافیست بدانید که باک اتومبیل و دهانه پمپ سوختگیری باز است. این مفهوم در مورد اشیایی که به خوبی سازمان دهی شدند صادق است.

برای برنامه نویسی در جاوا، برای کلاس هایی برای مدل سازی اشیای دنیای خارج ایجاد کنیم. برای این منظور باید صفات و متدهای آن را تعیین کرده، متدها را برای دستکاری صفات آنها بنویسیم. اما می دانید صفات کلاس ها همان متغیرهایی هستند که باید بر روی آنها عملیاتی صورت گیرد. خلاصه اینکه همه چیز در برنامه جاوا، جزیی از یک کلاس است. در واقع کلاس یک قالب است که اشیا از ان ساخته می شوند.

باکتری های شب تاب

برخی از باکتری های شب تاب به صورت همزیست  با جانوران دریایی زندگی کنند. برای مثال برخی گونه هایی که در اعماق دریا زندگی می کنند و ماهی های مرکب (cuttle-fish) اندام های لومینسانس کننده ای دارند که در آنها باکتری های شب تاب زندگی می کنند.

Angler fish باکتری های شب تاب را در اندام لومینسانت خود در بالای سرش حمل می کند.

باکتری های شب تاب را می توان از آب دریا و ماهی های دریا استخراج کرد. این روش استخراج باکتری های لومینسنت از ماهی است:

بدن ماهی دریا باید  تا حدی در محلول نمک (یا آب دریا) فرورود و در یخچال در دمای 6-4 درجه سانتیگراد نگهداری شود. پس از زمان مشخصی کلونی های باکتری های شب تاب روی سطح بدن ماهی رشد می کنند. این کلونی ها را می توان برای بدست آوردن کشت خالص جدا کرد.

باکتری های شب تاب به دو جنس تقسیم می شوند: فتوباکتریوم (Photobacterium) و ویبریو (Vibrio).

تحقیقات ریخت شناسی و فیزیولوژی نشان داده اند که باکتری های شب تاب بسیار مشابه باکتری های روده ای هستند.

باکتری های شب تاب را بار رنگ آمیزی گرم منفی می توان زیر میکروسکوپ نوری مشاهده کرد. سلول های باکتری تاژک های متحرک دارند. در مورد جنس ویبریو، تاژک قطبی در یک غلاف حاصل از امتداد غشا دیواره سلول دربرگرفته شده است. در مورد جنس فتوباکتریوم تنها تاژک بدون غلاف وجود دارد.

توانایی لومینسنت شدیداً به ترکیبات محیط وابسته است. واکنش تولید نور نیازمند اکسیژن است. فرایند لومینسانس چیزی شبیه شاخه ای از تنفس هوازی است. تفاوت اصلی این است که محصول نهایی تنفس هوازی ATP است و محصول نهایی واکنش بیولومینسانس، لوسیفراز تحریک شده است که می تواند نور تولید کند.

جالب است که باکتری های شب تاب هنگامی که سلول هایشان در پراکنش قابل توجه ای است (برای مثال در آب دریا) نور تولید نمی کنند یا نور خیلی ضعیفی تولید می کنند. در مقابل، هنگامی که سلول های زیادی در  سوسپانسیون غلیظ وجود دارد (برای مثال کشت هایی که در محیط کشت مایع رشد می کنند) نور خوبی تولید می کنند.

باکتری های شب تاب در محیط کشت

تحقیقات نشان می دهد که باکتری های شب تاب ترکیب شیمیایی اتوالقاگر خاصی تولید می کنند که می تواند واکنش لومینسانت را در سلول های باکتری اگر در محیط در غلظت واقعی وجود داشته باشند، القا کند. هنگامی که سلول های باکتریایی زیادی در محیط وجود دارند، غلظت اتوالقاگر افزایش می یابد و پدیده نورافشانی به طور بسیار مطلوبی القا می شود.

دیگر ترکیبات شیمیایی مشابه اتوالقاگر از دیگر گونه های باکتری استخراج شده است که نور تولید نمی کنند. شاید در این مورد نقش اطلاعاتی دارند. براساس غلظت این ترکیبات سلول باکتری، متوجه می شوند که چه تعداد سلول دیگر در نزدیکی آنهاست.

بیلبوردهای بیولومینسانت

دانشمندان در دانشگاه کالیفرنیا سان دیاگو بیلبوردهای از باکتری های شب تاب ساخته اند. آنها این ابداع خود را «علامت نئون» یا neon sign نامیده اند که متشکل از میلیون ها سلول باکتری است که به طور دوره ای مانند لامپ های چشمک زن فلورسانت با هم هارمونی دارند.

 neon sign

تمام کار ساخت آن شامل اتصال پروتئین فلورسنت به ساعت های زیستی باکتری ها و همزمان سازی ساعت های زیستی هزاران باکتری درون یک کلونی، است. سپس هزاران کلونی باکتری چشمک زن  با هم هماهنگ می شوند که به این یک بیوپیکسل می گویند.

این محققان تراشه های میکروفلوئیدی طراحی کرده اند که بزرگترین آن حاوی 50 تا 60 میلیون سلول باکتری است و در اندازه یک گیره کاغذ است. کوچکترین تراشه های میکروفلوئیدی که تقریباً حاوی 5/2 میلیون سلول است، در حدود یک دهم اندازه تراشه های بزرگ هستند.

هر یک از کلونی های باکتریایی چشمک زن آنچه را تشکیل می دهند که محققان بیوپیکسل می نامند؛ یک نقطه منفرد روشن که بسیار شبیه پیکسل روی یک مونیتور کامپیوتر یا نمایشگر تلوزیون است. تراشه های میکروفلوئیدی بزرگتر محتوی 13000 بیوپیکسل اند، در حالیکه تراشه های کوچکتر محتوی حدود 500 پیکسل اند.

منابع:

H. G. Schleger. Mokrobiologia ogolna.

Leo Yen-Cheng Lin, Edward A. Meighen. Bacterial bioluminescence; Biochemistry and Molecular Biology. UC, San Diego news center, December 2011

رادیوم؛ عنصری در خدمت بیماری‌ها

رادیوم ، یکی از عناصر شمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Ra و عدد اتمی آن 88 می‌باشد. ظاهرش تقریبا کاملا سفید است که در مجاورت با هوا سیاه می‌شود. رادیوم از گروه فلزات قلیایی خاکی بوده و همراه با اورانیوم یافت می‌شود. این عنصر به‌شدت رادیواکتیو بوده و ایزوتوپ پایدار آن 226 با نیم عمر 1602 سال است که به گاز کشنده رادون تبدیل می‌شود. در سنگهای معدنی اورانیم همیشه رادیوم به مقدار خیلی کم وجود دارد (حدود 1 گرم رادیوم در 3 تن اورانیوم). به این سبب استخراج رادیوم فرایند پرزحمتی است.رادیوم یکی از فلزات کمیاب و بسیار گرانبهاست. و به عنوان چشمه متمرکز تابش پرتوزا ارزش زیادی دارد.  تا قبل از این که ماری کوری سال 1895 میلادی تحقیقات خود را درباره کشف عناصر مختلف و شناخت خصوصیات آنها آغاز کند، هیچ‌کس درباره عنصر رادیوم اطلاعی نداشت و در حقیقت این عنصر هنوز کشف نشده بود.

البته هانری بکرل، فیزیکدان فرانسوی در نتیجه تحقیقات خود متوجه شده بود که این عنصر شیمیایی در مقایسه با دیگر عناصر خواص متفاوتی دارد و پرتوهای نامرئی با خصوصیات شگفت‌انگیز از خود منتشر می‌کند.

رادیوم در سال 1898 ، توسط "Marie Curie" و شوهرش Pierre ، کشف شد. آنها در طی مطالعاتشان بر روی اورانیت با حذف کردن اورانیوم به ماده ای برخوردند که هنوز خاصیت رادیو اکتیوی داشت. آنها با این عمل یک مخلوط رادیو اکتیو جدا کردند که بیشتر آن را باریم که شعله ای قرمز رنگ و درخشان داشت و هرگز قبلا ثبت نشده بود، تشکیل می‌داد. رادیوم خالص در سال 1902 بوسیله عمل الکترولیز محلول کلرید رادیوم با الکترود جیوه و تقطیر گاز هیدروژن توسط "Curie" و "Andre Debierne" بدست آمد. رادیوم مقدمه‌ای برای شناخت انرژی اتمی و کاربرد آن بود.

یکی از مهم‌ترین دستاوردهای ماری‌ کوری این بود که پرتوهای رادیوم می‌توانند بافت‌های زنده اندام‌های مختلف بدن موجودات را از بین ببرند. این کشف بزرگ مورد توجه بسیاری از پزشکان و پژوهشگرانی که در زمینه علوم زیستی فعالیت می‌کردند قرار گرفت و بزودی پزشکان دریافتند که می‌توانند به کمک امواج رادیوم بافت‌ها و تومورهای بدخیم در بیماران سرطانی را از بین ببرند و همچنین بیماران مبتلا به بیماری‌های پوستی را نیز تحت درمان قرار بدهند.به این ترتیب بسیاری از بیماران سرطانی در سطح دنیا با استفاده از روش‌های درمانی مبتنی بر کاربرد پرتوهای رادیواکتیو عنصر رادیوم تحت درمان قرار گرفته و از مرگ نجات یافته‌اند. بدین ترتیب می توان رادیوم را عنصری در خدمت بیماری ها دانست.

از آنجا که رادیوم یکی از محصولات تجزیه‌ای اورانیوم می‌باشد، در معادن اورانیوم یافت می‌شود. محصولات تجزیه‌ای رادیوم که به‌صورت رادیوم A، B،C و .. شناخته شده می‌باشند، در واقع ایزوتوپ عناصر دیگر هستند:

Radium emanation - radon-222

Radium A - polonium-228

Radium B - lead-214

Radium C - bismuth-214

Radium C1 - polonium-214

Radium C2 - thallium-210

Radium D - lead-210

Radium E - bismuth-210

Radium F - polonium 210

ویژگی ها

رادیوم که سنگین ترین فلز از فلزات قلیایی خاکی است، بسیار رادیو اکتیو بوده و از نظر شیمیایی به فلز باریم شباهت دارد. این فلز به صورت ترکیبی و در مقادیر بسیار کم در معادن اورانیوم یافت می شود. آماده سازی رادیوم برای نگهداری آن در دماهای بالاتر از دمای محیط با توجه به تشعشعات آلفا، بتا و گامای رادیوم بسیار قابل توجه است. مواد رادیو اکتیو میتوانند 3 اشعه مختلف تابش کنند که رادرفورد انها را اشعه الفا)، بتا) و گاما) نامید.

تفاوت هر کدام از اینها با دیگری در عملکرد ان در میدان مغناطیسی و میدان الکتریکی است که در تغییر مسیر اشعه های الفا) و بتا) است.  همچنین رادیوم اگر در مجاورت برلیوم قرار بگیرد، نوترون تولید می کند.

فلز رادیوم به صورت خالص به رنگ سفید براق می باشد که در مجاورت هوا به رنگ سیاه تغییر می یابد. (احتمالا این عمل به دلیل وجود ساختارهای نیتریدی آن رخ می دهد) رادیوم فلزی درخشان بوده و رنگ آبی کمرنگ از خود باز می تاباند. همچنین در آب تجزیه شده و هیدروکسید رادیوم می سازد که مقداری از باریم فرارتر است.

کاربردها

موارد استفاده عملی از رادیوم به خواص رادیواکتیوی آن برمیگردد:

  *  یک گرم رادیوم ، روزانه به مقدار 0.0001 میلی‌گرم گاز رادون از خود ساطع می‌کند که در درمان سرطان‌ها موثر است.

   * رادیوم قبلا به‌صورت شب‌نما در ساعتها و ابزارهای شماره گیر استفاده می‌شد. البته امروزه این کاربرد به‌دلیل زیاد شدن تاثیرات منفی که به خاصیت رادیواکتیوی آنها برمی‌گردد، منسوخ شده است.

 *  رادیوم به‌عنوان یک منبع نوترونی با انرژی زیاد در مطالعات فیزیکی کاربرد دارد.

 *  رادیوم ( معمولا به‌صورت کلرید رادیوم) برای تولید گاز رادون که در درمان سرطان‌ها موثر است، در پزشکی هسته ای کاربرد دارد.

   * کوری که واحد SI برای اندازه گیری خاصیت رادیو اکتیوی می‌باشد، بر اساس رادیوم 226 قرار داده شده است.

  *  رادیوم که از بزرگترین عناصر می‌باشد، همچنین در منابع نوترونی به‌صورت ترکیبی با Francium بکار برده می‌شود.

ایزوتوپها

رادیوم ، 25 ایزوتوپ گوناگون دارد که چهار تا از آنها در طبیعت یافت می‌شوند که رادیوم 226 بیشترین و پایدارترین آنهاست. Ra223 ، Ra224 ، Ra226 و Ra228 همه از تجزیه عنصر U یا Th بوجود می‌آیند. Ra226 محصول تجزیه عنصر U238 بوده که طولانی‌ترین عمر ایزوتوپی رادیوم با نیم عمر 1602 سال را داراست. بعد از آن طولانی‌ترین عمر ایزوتوپی متعلق به Ra228 است که با نیمه عمر 6.7 سال می‌باشد که حاصل تجزیه عنصر Th232 است.

خاصیت رادیواکتیوی

رادیوم حدودا 1 میلیون برابر اورانیوم خاصیت رادیو اکتیوی دارد. تجزیه رادیوم در شش مرحله انجام می‌گیرد. محصولات اصلی و متوالی رادیوم که مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته‌اند، Emanation یا Exradio نام دارند: Radium A ، B ، C و … . (emanation یک گاز سنگین است و محصولات دیگر آن جامد می‌باشند.)

این عناصر که وزن اتمی آنها مقداری کمتر از وزن عناصر دیگر می‌باشد، عناصری ناپایدار هستند.

رادیوم در هر 25 سال 1% از فعالیت خود را از دست می‌دهد، چراکه به عناصری با وزن اتمی کمتر تبدیل می‌شود. سرب ، آخرین محصول تجزیه رادیوم می‌باشد. کوری واحد اندازگیری خاصیت رادیو اکتیوی می‌باشد که میزان تجزیه آن برابر با تجزیه یک گرم رادیوم 226 است.

هشدارها

رادیوم سمی می باشد. رادیوم به شدت رادیواکتیو بوده و محصول تجزیه آن رادون برای ریه و شش بسیار کشنده است از آنجا که رادیوم با کلسیم در ارتباط است می تواند صدمات جدی را به دلیل جایگزینی در استخوان به وجود آورد استنشاق_ تزریق و یا تماس بدنی با رادیوم می تواند موجب سرطان شده و مشکلات جسمی دیگری را به وجود آورد. رادیوم ذخیره شده باید به هوا داده شود تا از جمع شدن و انباشتگی رادون جلوگیری به عمل آید.

انرژی ساتع شده از رادیوم گازها را به یون تبدیل می کند بر روی صفحات عکاسی تاثیر می گذارد باعث بوجود آمدن زخم بر روی پوست می شود و تاثیرات مهیج دیگری را نیز بر جای می گذارد. میزان این تاثیرات به مقدار رادیوم موجود بستگی دارد نه نحوه ترکیب شیمیایی آن.

فراوری مریم نایب زاده

بخش دانش وزندگی تبیان

منابع: daneshnameh.roshd-wiktipedia-jamejamonline -chemicalelement

گذشته از طنز بودن مطلب؛ نکات جالبی دارد.

دوست داشتم قبل از رفتنم چندتا نکته و اندرز برای شما داشته باشم، هرچند که می دانم نسل امروز نسبت به هرگونه پند و نصیحتی آلرژی دارد و زود فیوز می پراند. اما خب با تحمل کردن این چند خط، جانتان که بالا نمی آید، ناسلامتی من دارم می میرم. پس خوب و با دقت گوش بدهید:

1. شنگول جان! تو برادر بزرگتر آن دوتای دیگر هستی، پس مراقبشان باش، مرسی. دفعه قبل که آقا گرگه وارد خانه شده بود و تو و منگول را قورت داده بود، من رسیدم و شکمش را پاره کردم و آزادتان کردم. اما از این به بعد من دیگر نیستم. اون قدیم مدیم ها قصه اینجوری بود که آقا گرگه اول صدایش را نازک می کرد و در می زد، شما پا نمی دادید.بعد دستهایش را آردی می کرد، شما پا نمی دادید.بعد سر و صورت و پاهایش را سفید می کرد، شما گول می خوردید و پا می دادید و در را باز می کردید. اما توی این دور و زمانه، عزیزم! گرگ ها اینقدر پر رو شده اند که نه تنها صدا نازک نمی کنند بلکه ادعای مامان شما بودن را هم ندارند و صاف و پوست کنده می گویند که: « لطفاً در را باز کنید؛ من گرگ هستم!» تا اینجایش که جای ترس ندارد. اما من از این می ترسم که شما هم آنقدر بزغاله باشید که حاضر شوید در و دروازه را راحت به روی گرگ باز کنید و نه تنها منتظر منت و التماس و در نهایت حمله آقا گرگه نشوید بلکه خودتان داوطلبانه open door شوید. و توی شکم گرگه افتخار کنید که ما اگر در را باز نمی کردیم، خانه را روی سرمان خراب می کرد!

2. منگول جان، آی بزغاله با توام! 75 درصد نگرانی من بابت تو است. بابت منگل بازی هایی که گهگاه از خودت استخراج می کنی و دیگران را هم با خودت به ته چاه می کشی. یادت نرود که هر گرگ و شغالی پشت در خانه هر بز و بزغاله ای، فقط به یک چیز می اندیشد که آن یک چیز نه اجاق گاز توست، نه النگو و گوشواه و بوق مرمری توست، نه پلی استیشن و انبار علوفه توست و نه چیز دیگری جز تو و آن گوشت خوش مزه ات! به همین خاطر تا وقتی پشت در هست، حاضر است هر شرط و تبصره و IF تو را سه سوت بپذیرد. ولی وقتی در باز شد و چراغ سبز نشان داده شد، هر راننده ای پایش را از روی ترمز بر می دارد و گاز می دهد و گاز می زند(!) یاس منگولا جونم!

3. حبه انگورکم، خوشگل و با نمکم. دختر کوچولو و دوست داشتنی ام. حبه جانم! من از تو فقط خاطره های خوش و قشنگ به یاد دارم.یادت هست اولین سالی که دانشگاه قبول شدی و رفتی، برایم نامه نوشتی: « بزی نشست رو ایوونش، نامه نوشت به مادرش ... .» من همانجا زیر لب گفتم ای ول حبه، دمت جزغال! همین روحیه ات را حفظ کن و بدان گرگها از شاخ تو همیشه می ترسند. امید مامان بزی تویی. مراقب برادرهای دست و پا چلفتی ات هم باش که گافهای جواتی ندهند و اگر روزی رسید که دیدی منگل بازی های منگول و آب شنگولی خوردن های شنگول دارد کار دستت می دهد، باز هم بپر پشت ساعت دیواری وپشت تیک و تاک ثانیه ها مخفی شو.