تابع موج

تابع موج (به انگلیسی: Wave function) در مکانیک کوانتومی برای هر ذره یا سامانه فیزیکی، یک تابع مختلط می‌باشد که دربرگیرندهٔ حالات ممکن ذره یا سامانه در فضا است.

محتویات

    ۱ ویژگی‌های تابع موج
    ۲ مفهوم
    ۳ تاریخچه
    ۴ منابع
    ۵ جستارهای وابسته

ویژگی‌های تابع موج

تابع موج می‌تواند هم در فضای مکان و هم در فضای تکانه بدست آید که این دو فضا به‌وسیله تبدیل فوریه به یکدیگر وابسته می‌شوند.تابع موج بنابرمساله مورد بررسی در یکی ازمعادلات شناخته شده مکانیک کوانتومی (برای نمونه درحالت غیرنسبیتی در معادله شرودینگر) صدق می‌کند.تابع موج را معمولاً با ψ نشان می‌دهند.تابع موج را می‌توان به زبان ریاضی به صورت یک بردار مختلط که تعداد عناصر آن می‌تواند مشخص ویا بیشمار ویا به‌وسیله یک تابع مختلط که دارای متغیرهای حقیقی باشد نشان داد. تابع موج به صورت بردار مختلط با تعداد عناصر مشخص رامی توان به صورت: \vec\psi=\begin{bmatrix} c_1\\ \vdots\\c_n\end{bmatrix} وبا تعداد عناصربیشمار به صورت : \vec\psi=\begin{bmatrix} c_1\\ \vdots\\c_n\\ \vdots\end{bmatrix} و به صورت تابع مختلط \psi(x_1,\,\ldots\,x_n) نشان داد. تابع موج یک موجود مختلط است و مفهوم فیزیکی ندارد. آنچیزی که برای ما قابل درک است کمیتی است حقیقی به نام چگالی احتمال که از حاصلضرب تابع موج در مزدوج خود بدست می‌آید و آنرا با P نشان می‌دهیم.P=\psi\psi^\star
مفهوم
    لحن یا سبک این مقاله بازتاب‌دهندهٔ لحن دانشنامه‌ای استفاده‌شده در ویکی‌پدیا نیست. لطفاً کلمات ستایش‌گونه و غیر ادبی و عبارت‌های نادانشنامه‌ای را بزدایید. برای راهنمایی بیشتر راهنمای نوشتن مقاله‌های بهتر و لحن بی‌طرف را ببینید.

دیراک با تعریف و نمادگذاری فضاهای برا (bra) و کت (ket) فرمول‌نویسی و پیکربندی مکانیک کوانتومی را آسان نمود.

تابع موج الکترون و یا هر ذره اتمی به تنهایی بیان کننده چیزیی نیست و مفهومی ندارد.به علت اصل عدم قطعیت به طور دقیق نمی‌توان مکان الکترون، انرژی و... را مشخص کرد.در مکانیک کوانتومی تنها می‌توان از احتمال یک پدیده صحبت کرد.احتمال حضور الکترون در یک مکان خاص، احتمال بودن در تراز انرژی مخصوص، احتمال گذار از یک تراز به تراز دیگر و....بر خلاف تئوری‌های پیشین در باره اتم که آن را به صورت یک هسته که الکترون‌ها و پروتون‌ها در اطراف آن چرخش می‌کردند فرض می‌کردند، در مکانیک کوانتومی الکترون در اطراف هسته قرار دارد، ولی نمی‌توان گفت که در کجا و در چه فاصله‌ای و در چه ترازی قرار دارد. بلکه با استفاده از پتانسیلی که الکترون درآن قرار دارد و حل معادله شرودینگر برای الکترون و بدست آوردن تابع موج حاکم بر رفتار الکترون، می‌توان بررسی کرد که احتمال حضور الکترون در فاصله به خصوصی از هسته و تراز انرژی آن جه قدر است. بنابراین باید تابع احتمال را بدست آورد. تابع احتمال در مکانیک کوانتومی از ضرب تابع موج در مختلط همان تابع بدست می‌آید.به عبارت بهتر باید بر روی تابع موج عمل مجذور مختلط انجام داد.

دنیای مکانیک کوانتومی دنیای عملگرهااست.عمل گر یک وسیله اندازه گیری در کوانتوم است. فرض می کنیم که میخواهیم بدانیم الکترون در چه تراز انرژی قرار دارد.برای این کار روی آن اندازه گیری از نوع انرژی انجام می دهیم.این عمل در فرمول بندی مکانیک کوانتومی بدین صورت است که عملگر هامیلتونی سیستم (الکترون) که همان وسیله اندازه گیری برای انرژی است باید روی تابع موج سیستم(الکترون) اعمال شود که باید نتیجه این عمل به درستی تعبیر شود.اگر تابع موج سیستم(الکترون)بهنجار شده و تابع موج پایه سیستم باشد، آنگاه از اعمال عملگر هامیلتونی روی تابع موج الکترون دو قسمت مجزا بدست می‌آید. یک قسمت عددی با بعد انرژی است که به آن مقدار انتظاری انرژی گویند.قسمت دیگر همان تابع موج سیستم خواهد بود.اما تعبیر این جواب بدین شکل است که:احتمال اینکه الکترون در ترازانرژی بدست امده(مقدار انتظاری انرژی) باشد برابر است با مجذور مختلط کل جواب بدست آمده از اعمال عملگر هامیلتونی بر روی تابع موج.
تاریخچه

تناقض هایی که بین آزمایش‌ها در حوزه فیزیک اتمی و زیر اتمی و قوانین فیزیک کلاسیک وجود داشت باعث روآوری فیزیک دانان به مکانیک کوانتومی شد. در حقیقت آزمایش با تئوری سازگاری نداشت و فیزیک کلاسیک نمی‌توانست بسیای از پدیده‌های حوزه اتم را پیش بینی کند. از طرف دیگر دوگانگی در رفتار نور و الکترون‌ها که در آزمایش دو شکاف یانگ بوجود آمد علت اساسی تعریف تابع موج برای حرکتهای اتمی شد.بدین معنا که رفتار الکترون‌ها را بوسیله تابع موج گونه توضیح میدهیم. آنجائیکه الکترون رفتار ذره‌ای دارد، میگوییم تابع موج آن جایگزیده است و آنجا که رفتار موج گونه دارد، تابع موج آن گسترده و پخش شده است. باید دقت کرد که حرکت الکترون به صورت موج نیست و یا خودش نیز موج نیست بلکه ذره است. اما می‌توان رفتار و خصوصیات آن مانند انرژی، حضور در یک مکان و ... را بوسیله تابع موج توضیح داد.

هم چنین اصل عدم قطعیت باعث شده است که به طور یقیین نتوان گفت که در یک زمان خاص الکترون در کجا قرار دارد. بلکه فقط می‌توان احتمال حضور آن در یک مکان را بررسی کرد. این احتمال از طریق تابع موج وابسته به الکترون بدست می‌آید.

بار الکتریکی

بار الکتریکی یک خاصیت ماده است که باعث می‌شود، هنگامی که ماده در مجاورت مادهٔ باردار دیگری قرار می‌گیرد به آن نیرو وارد شود. بار الکتریکی دو نوع است بار مثبت و بار منفی. بین دو ماده یا جسم با بارهای هم‌نام نیروی رانش ایجاد می‌شود و برعکس اگر ناهم‌نام باشند بین آن‌ها ربایش ایجاد می‌شود. در سامانهٔ استاندارد بین‌المللی یکاها واحد بار الکتریکی کولن (C) است. البته در مهندسی برق از یکای آمپرمتر (Ah) نیز استفاده می‌کنند. در مطالعهٔ اندرکنش میان اجسام باردار، دانش الکترومغناطیس کلاسیک کافی است و از اثرهای کوانتومی صرف نظر می‌شود.

بار الکتریکی یک خاصیت پایسته در ماده است به این معنی که بار الکتریکی تولید نمی‌شود یا از بین نمی‌رود؛ بار الکتریکی از ذرات زیراتمی ماده که تعیین‌کنندهٔ خواص الکترومغناطیس ماده‌اند ناشی می‌شود. یک مادهٔ باردار الکتریکی، تولیدکنندهٔ میدان‌های الکترومغناطیسی است و خود از آنها تاثیر می‌گیرد. اندرکنش میان یک بار متحرک و یک میدان الکترومغناطیسی عامل ایجاد نیروهای الکترومغناطیسی است. این نیرو خود یکی از چهار نیروی بنیادی است. [۱]

آزمایش‌ها[۲] در قرن بیستم، توضیحی کوانتومی از بار الکتریکی ارائه کرده‌اند (این عمل را کوانتومی کردن می نامند)، به عبارت دیگر دانشمندان دریافته‌اند که بار الکتریکی خود از واحد کوچک‌تری با نام بار بنیادی تشکیل شده‌است. بار یک الکترون تقریباً برابر با e=1.602\times10^{-19} C می‌باشد. (البته ذراتی با نام کوارک وجود دارند که باری به اندازه چند e⅓ دارند.) پروتون باری به اندازهٔ e و الکترون باری برابر با e- دارد. علم مطالعه ذرات باردار و توضیح ارتباط آنها با فوتونها، الکترودینامیک کوانتومی نام دارد.

محتویات

    ۱ مقدمه
    ۲ یکاها
    ۳ پیشینه
    ۴ الکتریسیتهٔ ساکن و الکتریسیتهٔ جاری
        ۴.۱ باردار کردن از راه تماس
            ۴.۱.۱ یک آزمایش ساده
    ۵ خواص
        ۵.۱ پایستگی بار الکتریکی
    ۶ کاربرد نیروهای الکتریکی بین اجسام باردار
    ۷ یادداشت
    ۸ منابع
    ۹ جستارهای وابسته
    ۱۰ پیوند به بیرون

مقدمه
میدان الکتریکی ایجاد شده توسط بار مثبت
میدان الکتریکی ایجاد شده توسط بار منفی

بار یک ویژگی بنیادی در انواع ماده است که به صورت ربایش یا رانش الکتروستاتیکی در حضور ماده‌ای دیگر نمود پیدا می‌کند. بار الکتریکی ویژگیی است که سرچشمهٔ آن به بسیاری از ذرات زیراتمی ماده برمی‌گردد. بارِ ذراتی که به صورت آزاد یافت می‌شوند به اندازهٔ ضریب صحیحی از بار بنیادی (بار یک الکترون) است، در این حالت می‌گوییم بار الکتریکی یک کمیت گسسته است. مایکل فاراده در آزمایش‌های برق‌کافت خود دریافت که بار الکتریکی کمیتی گسسته است. رابرت میلیکان نیز در آزمایش‌های خود به این حقیقت می‌رسد و مقدار بار یک پروتون را نیز اندازه می‌گیرد.

بنابراین به صورت کمیت‌های گسسته می‌گوییم که بار یک الکترون ۱- و بار یک پروتون ۱+ است. ذرات بارداری که بار آن‌ها هم‌نام باشد یکدیگر را می‌رانند و ذراتی که بارهای ناهم‌نام دارند یک دیگر را می‌ربایند. قانون کولمب مقدار عددی نیروی الکتروستاتیک بین دو ذرهٔ باردار را بدست می‌آورد و بیان می‌دارد که مقدار این نیرو با اندازهٔ بار ذرات رابطهٔ مستقیم و با مربع فاصلهٔ بین دو ذره رابطهٔ وارون دارد.

مقدار بار یک پادذره دقیقاً برابر با بار ذرهٔ متناظر با آن است ولی به صورت ناهم‌نام. کوارک‌ها هم باری برابر با 1⁄3- یا 2⁄3+ بار بنیادی دارند که البته هیچ کوارکی تاکنون به صورت آزاد یافت نشده است (دلیل نظری این مطلب در بحث آزادی مجانبی یافت می‌شود).

بار الکتریکی یک جسم برابر با مجموع بارهای الکتریکی ذرات سازندهٔ آن است. این بار به طور معمول کوچک است چون ماده از اتم ساخته شده و اتم‌ها به تعداد مساوی از پروتون و الکترون در هستهٔ خود دارند، در نتیجه از نظر الکتریکی خنثی اند. یک یون، اتمی (یا دسته‌ای از اتم‌ها) است که یک یا چند الکترون ازدست داده‌است یا به‌دست آورده‌است. اتمی که الکترون از دست دهد بار خالص آن مثبت می‌شود که آن را کاتیون می‌نامیم و اتمی که الکترون بدست آورد بار خالص آن منفی می‌شود و آن را آنیون می‌نامیم.

در هنگام تشکیل یک جسم (ماکروسکوپیک) اتم‌ها و یون‌های تشکیل دهندهٔ آن به گونه‌ای با هم ترکیب می‌شوند که جسم از نظر الکتریکی خنثی باشد و یا اینکه همیشه تمایل به ازدست دادن یا گرفتن الکترون و درنتیجه خنثی بودن دارند اما به‌ندرت جسمی پیدا می‌شود که به طور خالص بی‌بار (خنثی) باشد.

گاهی یون‌ها در سراسر مادهٔ تشکیل دهندهٔ جسم پخش شده‌است و به آن جسم بار مثبت یا منفی داده است. هم‌چنین اجسام رسانای جریان الکتریسیته گاهی اسانتر یا راحت‌تر (بسته به نوع ماده) الکترون بدست می‌آورند یا از دست می‌دهند و بار خالص مثبت یا منفی پیدا می‌کنند. به این پدیده که جسمی دارای بار غیر صفر ساکن باشد الکتریسیتهٔ ساکن می‌گوییم. به راحتی با بر روی هم مالیدن دو مادهٔ ناهمسان، مانند کهربا روی یک پارچه خزدار یا شیشه روی ابریشم می‌توانیم الکتریسیتهٔ ساکن تولید کنیم. با این روش اجسام نارسانا می‌توانند مقدار قابل توجهی بار الکتریکی بدست آورند یا ازدست دهند. واضح است که وقتی یکی از این اجسام بار الکتریکی بدست می‌آورد دیگری دقیقاً به همان اندازه بار الکتریکی از دست می‌دهد و این به دلیل قانون پایستگی بار الکتریکی است که همواره برقرار است.

گاهی مجموع بارهای الکتریکی یک جسم صفر است اما بار آن به صورت غیریکنواخت پخش شده است (مثلاً به دلیل حضور یک میدان الکترومغناطیسی یا دوقطبی‌های موجود در ماده) در این حالت می‌گوییم جسم قطبی شده‌است. بار الکتریکی بدست آمده از قطبی‌شدن ماده را بار مرزی، بار تولید شده بر روی یک جسم که ناشی از بار گرفته‌شده یا داده‌شده به جسمی دیگر است را بار آزاد و حرکت الکترون‌ها را در یک جهت خاص در فلزات رسانا، جریان الکتریکی می‌نامیم.
یکاها

در سامانهٔ بین‌المللی یکاها واحد بار الکتریکی کولمب معادل ۱۰۱۸×۶/۲۴۲ برابر بار یک پروتون می‌باشد. بنابراین بار یک الکترون e=1.602\times10^{-19} کولمب است. کولمب تعریف می‌شود به: مقدار باری که از مقطع عرضی یک رسانای الکتریکی با شدت جریان یک آمپر در یک ثانیه عبور می‌کند. برای نشان دادن بار یا الکتریسیته از علامت Q استفاده می‌کنند. مقدار بار الکتریکی به طور مستقیم توسط یک برق نما یا به طور غیر مستقیم توسط گالوانومتر اندازه گیری می‌شود.

بعد از فهم مکانیک کوانتوم و توضیح مفهوم کلاسیک بار الکتریکی با ادبیات کوانتومی[۳]، جورج استونی در سال ۱۸۹۱ واحد الکترون را برای بار الکتریکی پیشنهاد کرد، این پیشنهاد قبل از کشفیات جوزف جان تامسون در سال ۱۸۹۷ بود. امروزه واحد بار به شکل بار اولیه یا واحد بنیادین بار یا eنشان داده می‌شود. اندازه‌گیری بار باید به شکل ضریبی از بار بنیادی باشد حتی اگر مقدار بار برای یک جسم در ابعاد بزرگ باشد، همچنین مقدار بار یک عدد حقیقی است.
پیشینه
دستگاه تعادل پیچشی کولمب

تالس، فیلسوف یونانی سده ششم پیش از میلاد گفته است که با مالیدن پارچه خزدار روی مواد مختلف مانند کهربا می‌توان بار یا الکتریسیته تولید کرد، همچنین یونانی‌ها گفته بودند که دکمه های باردار کهربایی می‌توانند اجسام سبک مانند مو را به سمت خود بربایند و یا اگر کهربا را برای مدت طولانی مالش دهند ممکن است جرقه تولید شود.[۴] در سال ۱۶۰۰ دانشمند انگلیسی، ویلیام گیلبرت بازگشتی به بحث الکتریسیته[۵] داشت و واژه لاتین الکتریکوس گرفته شده از واژه یونانی ηλεκτρον به معنی کهربا را ایجاد کرد که البته خیلی زود این واژه به شکل انگلیسی electric و electricity تغییر پیدا کرد. در سال ۱۶۶۰ اتوفون گوریک تلاش‌های گیلبرت را دنبال کرد و احتمالاً او کسی است که دستگاه تولیدکننده الکتریسیته ساکن[۶] را اختراع کرده است. از دیگر اروپاییان پیشرو در این زمینه می‌توان از رابرت بویل نام برد. بویل کسی است که در سال ۱۶۶۷ اظهار داشت که ربایش و رانش الکتریکی در فضای خالی نیز امکان‌پذیر است. استفان گری در سال ۱۷۲۹ مواد را به گروه‌های رسانا و نارسانا دسته‌بندی کرد. چارلز فرانسوا دو فی در سال ۱۷۳۳ گفت که: الکتریسیته از دو راه مختلف می‌آید که می‌توانند یکدیگر را خنثی کنند او این اظهارات را با عنوان تئوری "دو سیال" مطرح کرد که: وقتی شیشه روی ابریشم مالیده می‌شود شیشه باردار می‌شود یا بار شیشه‌ای و وقتی کهربا روی خز مالیده می‌شود کهربا باردار می‌شود یا بار صمغی. در سال ۱۸۳۹ مایکل فاراده نشان داد که تقسیم‌بندی ظاهری بین الکتریسیته ساکن، الکتریسیته جاری و بیوالکتریسیته درست نیست و همه این‌ها ناشی از رفتار الکتریکی قطب‌های مختلف دوقطبی‌ها است که به طور دلخواه یک را مثبت و دیگری را منفی نامیده‌ایم. بار مثبت، همان بار باقی‌مانده روی میله شیشه‌ای پس از مالش با ابریشم است.

بنجامین فرانکلین در قرن ۱۸ بیشترین تجربه را در این زمینه دارد. وی به حمایت از تئوری تک سیال الکتریکی بحث کرد. او تصور می‌کرد که بارالکتریکی یک سیال نامرئی است که در تمام مواد وجود دارد. مثلاً او معتقد بود که شیشه است که در ظرف لیدن بار الکتریکی را انباشته می‌کند. او اثبات کرد که مالیدن دو سطح نارسانا روی هم باعث می‌شود که این سیال تغییر مکان دهد و همین‌طور جاری شدن این سیال جریان الکتریکی را ایجاد می‌کند. وی این را نیز اثبات کرد که اگر ماده مقدار کمی از این سیال را داشته باشد می‌گوییم بار منفی دارد و اگر مقدار اضافی از آن را داشته باشد می‌گوییم بار مثبت دارد. به طور دلخواه (یا به دلیلی که ثبت نشده است) وی انتخاب کرد که باری که روی شیشه انباشته شده، بار شیشه‌ای بار مثبت است و بار صمغی منفی است. همچنین او بود که واژه‌های بار و باتری را وارد فرهنگ الکتریسیته کرد.
ویلیام واتسون نیز هم‌زمان با فرانکلین به همین نتایج رسید.
الکتریسیتهٔ ساکن و الکتریسیتهٔ جاری

الکتریسیتهٔ ساکن و جاری دو پدیدهٔ جداگانه و در اثر بار الکتریکی اند، که می‌توانند همزمان در یک جسم رخ دهند. الکتریسیتهٔ ساکن منبعی برای بار الکتریکی جسم است و اگر دو جسم که در تعادل الکتریکی نیستند را به هم بچسبانیم تخلیهٔ الکتریکی بین آن‌ها اتفاق می‌افتد. تخلیهٔ الکتریکی در بار الکتریکی هر دو جسم تغییر ایجاد می‌کند. در مقابل الکتریسیتهٔ جاری، جریان یافتن بارهای الکتریکی در یک جسم است که موجب ازدست‌دادن یا گرفتن هیچ‌گونه باری در آن جسم نمی‌شود. البته در تخلیه الکتریکی هم بارها از یکی به سمت دیگری جاری می‌شود اما این جریان خیلی کوتاه است که بخواهیم آن را جریان الکتریکی بخوانیم.
باردار کردن از راه تماس
یک آزمایش ساده

یک میلهٔ شیشه‌ای و صمغ را در نظر بگیرید، هیچ کدام از آن‌ها خواص الکتریکی از خود نشان نمی‌دهند؛ آن‌ها را باهم مالش دهید و همچنان در تماس با هم نگه دارید، همچنان هیچ اثر الکتریکی از خود نشان نمی‌دهند؛ حال آن‌ها را از هم جدا کنید حالا یکدیگر را جذب می‌کنند. اگر میلهٔ شیشه‌ای دیگری را با صمغ دیگری مالش دهید و آن دو را جدا از هم قرار دهید و دو میله شیشه‌ای را در کنار هم و دو تکه صمغ را هم کنار هم از نقطه‌ای آویزان کنید می‌بینید که:

    دو میلهٔ شیشه‌ای یکدیگر را می‌رانند.
    هر دو میلهٔ شیشه‌ای صمغ را می‌ربایند.
    دو تکه صمغ یکدیگر را می‌رانند.

این پدیده‌های ربایش و رانش در هر دو مادهٔ دیگری که مانند شیشه و صمغ باردار شده باشد دقیقاً به همین شکل تکرار می‌شود. جسمی که شیشه را براند می‌گوییم به شکل شیشه‌ای[۷] باردار شده و اگر جسمی شیشه را جذب کند و صمغ را براند می‌گوییم به شکل صمغی[۸] باردار شده‌است.

امروزه در کاربرد علمی می‌گوییم جسمی که مانند شیشه باردار باشد بار مثبت و اگر مانند صمغ باردار باشد بار منفی دارد این علامت‌گذاری‌ها مانند قراردادهای ریاضی در علامت‌گذاری‌اند. هیچ نیرویی (ربایش یا رانش) بین یک جسم بدون بار و یک جسم باردار وجود ندارد.

در نگاه میکروسکوپی، راه‌های زیادی برای بوجود آمدن جریان الکتریکی وجود دارد مانند حرکت الکترون‌ها، حرکت حفره‌های الکترونی که مانند جابجایی بار مثبت می‌ماند و یا حرکت ذره‌های مثبت یا منفی یونی (یون‌ها یا هر ذره باردار دیگری در جهت خلاف یکدیگر در برق‌کافت یا پلاسما حرکت می‌کنند). حرکت هرکدام از این ذرات باردار در ماده ایجاد جریان الکتریکی می‌کند و معمولاً هم گفته نمی‌شود که ذره در حال جریان بار مثبت حمل می‌کند یا منفی.
خواص

علاوه بر تمام خواص الکترومغناطیسی که از بار الکتریکی گفته شد، بار یک متغیر نسبیتی است به این معنی که هر ذره‌ای که بار Q دارد، مهم نیست که با چه سرعتی حرکت می‌کند، فرض می شود همواره بار Q را حفظ می‌کند. این خاصیت بار بوسیله آزمایش هم نشان داده شده‌است مثلاً: بار یک هسته هلیوم (دو پروتون و دو نوترون در مجاورت یکدیگر در هسته اتم با سرعت بسیار زیاد در حال گردش‌اند) برابر است با بار دو هسته دوتریوم (یک پروتون و یک نوترون در مجاورت یکدیگرند که با سرعتی بسیار کمتر از آنچه در هسته هلیوم داشتند حرکت می‌کنند).
پایستگی بار الکتریکی

تمام بار الکتریکی یک سامانه بی‌دررو جدا از اینکه چه اتفاقی در آن بیفتد همواره ثابت باقی می‌ماند. این قانون برای تمام فرایندهای شناخته‌شده در فیزیک تعمیم داده می‌شود هم چنین برای نامتغیرهای گوج[۹] در تابع موج برای حالت محلی آن. پایستگی بار، معادله پیوستگی[۱۰] جریان الکتریکی را نتیجه می‌دهد. به شکل عمومی‌تر، بار کل برابر است با انتگرال حجمی V چگالی بار ρ که خود معادل است با انتگرال سطحی چگالی جریان J در سطح بسته S = ∂V که این مقدار جریان خالص I را نتیجه می‌شود:

    - \frac{d}{dt} \int_V \rho \, \mathrm{d}V = \iint_{\partial V}\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\;\;\;\subset\!\supset \mathbf J\;\cdot\mathrm{d}\mathbf S = \int J dS \cos\theta = I.

بنابراین پایستگی بار الکتریکی، که با معادله پیوستگی جریان نشان داده شد نتیجه زیر را می‌دهد:

    I = \frac{dQ}{dt}.

مقدار بار جابجاشده بین زمان‌های ti و tf از انتگرال زیر بدست می‌آید:

    Q = \int_{t_{\mathrm{i}}}^{t_{\mathrm{f}}} I\, \mathrm{d}t

که Iجریان کل خروجی از سطح بسته است و Q بار الکتریکی در حجم تعیین شده توسط آن سطح می‌باشد.
کاربرد نیروهای الکتریکی بین اجسام باردار

نیروهای الکتریکی موجود بین اجسام باردار در صنعت کاربردهای زیادی دارند، که از آن جمله می‌توان به رنگ افشانی الکتروستاتیکی، گردنشانی، دود گیری، مرکب پاشی چاپگرها و فتوکپی اشاره کرد. به عنوان مثال در یک دستگاه فتوکپی دانه‌های حامل ماشین با ذرات گرد سیاه رنگی که تونر نام دارد، پوشیده می‌شوند. این ذرات بوسیله نیروهای الکتروستاتیکی به دانه حامل می‌چسبند.

ذرات با بار منفی تونر، سرانجام از دانه‌های حاملشان جدا می‌شوند. جذب این ذرات توسط تصویر با بار مثبت متن مورد نسخه برداری، که بر روی یک غلتک چرخان قرار دارد، صورت می‌گیرد. آنگاه ورقه کاغذ باردار ذرات تونر را روی غلتک جذب می‌کند و بعد از پخته شدن و نشستن ذرات بر روی کاغذ، کپی مورد نظر به‌دست می‌آید.

آبکافت

آبکافت[۱] (به انگلیسی: Hydrolysis) یک واکنش شیمیایی است که در طی آن یک یا چند مولکول آب به یونهای هیدروژن و هیدروکسیل شکسته می‌شود که این ممکن است باعث ادامه‌یافتن حضور آن در واکنش‌های دیگری شود. در واکنش آبکافت، ممکن است همراه با تجزیهٔ آب مولکول‌های دیگری نیز شکسته شوند که طی آن گروه هیدروژن به یک قسمت و گروه هیدروکسیل به قسمت دیگر مولکول شکسته شده اضافه می شوند. هیدرولیز واکنشی است که در محیط آبی منجر به یونیزاسیون ماده می‌شود. ترکیب شدن یک نمک با آب و تولید اسید و باز را هیدرولیز یا آبکافت گویند و به معنی تجزیه بوسیله آب است.در آبکافت از برق و قطبهای آن برای تجزیه ماده محلول در اب استفاده می شود زیرا آب یک ترکیب یونی و دارای بار الکتریکی داخلی است و ترکیبی که در آن حل می شود نیز باید یونی باشد با اتصال یک جریان برق ملکول های حل شونده دارای بار مثبت به سمت قطب منفی می روند واز آن الکترون می گیرند وبه حالت خنثی بر می گردند همین عامل سبب تجزیه ماده محلول در آب می شود اگر اینکار را با نمک خوراکی انجام دهیم پس از مدتی بوی کلر از ظرف متساعد می شود؛ پس نمی توان گفت همیشه موادی که در این حال تجزیه شده اند قابل بازیابی هستند

لیپید

لیپیدها (به انگلیسی: lipids) رده‌ای از ترکیبات آلی دارای هیدروکربن هستند که از مواد بنیادین برای ساختار و کارکرد یاخته‌های زنده بشمار می‌آیند.

لیپیدها ترکیبات آلی نا متجانسی هستند که معمولاً در آب نامحلول ولی عمدتاً در حلال‌های غیرقطبی محلول می‌باشند و به کمک حلال‌های آلی می‌توان آن‌ها را از بافت‌های مختلف استخراج کرد. تعریف فوق که به وسیلهٔ بلور Bloor ارائه شده‌است در تمام موارد صادق نیست. زیرا محلول بودن این ترکیبات در حلال‌های آلی عمومیت ندارد و نمی‌تواند پایه و اساس تقسیم بندی قرار بگیرد. مثلاً فسفاتیدها؛ اسفنگومیلین‌ها و سربروزیدها که جزء ترکیبات لیپیدی می‌باشند به ترتیب نامحلول در استون و اتر هستند.
Triglyceride.svg
نقش لیپیدها

لیپیدها در ساختمان غشاهای بیولوژیکی شرکت می‌کنند. مادهٔ ذخیره‌ای جهت تاُمین انرژی می‌باشند. بهترین حلال برای ویتامن‌های محلول در چربی هستند. اسیدهای چرب ضروری بدن را تامین می‌کنند. در پدیدهٔ شناسایی سلول نقش مهمی دارند. به دلیل نیمه هادی بودن وسیله مناسبی برای حفظ موجودات خونگرم که در قطبین زندگی می‌کنند به شمار می‌آیند و در بیوسنتز ترکیبات شبه هورمون به خصوص پروستاگلندین‌ها شرکت می‌کنند.
Fettsäuren-beispiel.svg
تقسیم بندی

لیپیدها را از دیدگاه‌های مختلفی تقسیم بندی می‌کنند :

ساده و مرکب(صابونی نشدنی و صابونی شدنی):

بر اساس بود ونبود اسید چرب در ساختمان چربی‌ها آن‌ها را به دو دستهٔ لیپیدهای مرکب compound وساده simple تقسیم می‌کنند. وجود اسید چرب در ساختمان لیپیدهای مرکب امکان تهیهٔ صابون از این ترکیبات را می‌دهد. از این رو به چربی‌های صابونی شدنی saponifiable lipids معروف شده‌اند عدم وجود اسید چرب در ساختمان لیپیدهای ساده این ترکیبات را صابونی نشدنی non-saponifiable می‌کند.

لیپیدهای مرکب خود به گروه‌های مختلف تقسیم می‌شوند. در اسیل گلیسرول هاو فسفوگلیسریدها الکل مشترک گلیسرول است که با اسیدهای چرب تولید استرمی کنند . در اسفنگولیپیدها الکل آمین داری که به الکل اسفنگوزینی معروف اند با اسید چرب استر می‌شوند و بالاخره موم‌ها استراسیدهای چرب با الکل‌های بزرگ مولکول می‌باشند.

چربی‌های ساده نیز به گروه‌های مختلف تقسیم می‌شوند که مهم‌ترین آن‌ها ترپن هااستروئیدها و پروستاگلندین‌ها هستند.

جدول زیر خلاصه طبقه بندی چربی‌ها را نشان می‌دهد:

لیپیدهای مرکب

۱-اسیل گلیسرول‌ها ---->استر اسیدهای چرب با گلیسرول

۲-فسفوگلیسریدها---->استر اسیدهای چرب با گلیسرول ۳-فسفات

۳-اسفنگولیپیدها ---->استراسیدهای چرب با الکل‌های آمین دار

۴-موم‌ها ---->استر اسیدهای چرب با الکل‌های چرب منوهیدروکسیلیک بزرگ مولکول و یا با استرول‌ها

لیپیدهای ساده

۱-ترپن ها---->پلی مرهای خطی یا حلقوی ایزوپرن

۲-استروئیدها---->مشتق از کلسترول)مثل هورمون‌های جنسی(

۳-پروستاگلندین ها---->دراثر حلقوی شدن آراشیدونیک اسید بوجود می‌آیند

۴-پیگمان‌ها

۵-ویتامین‌های محلول در چربی

گلیسرول

الکل سه عاملی است که به هر نسبتی در آب حل می‌شود ولی در اتانول و سایر حلال‌های آلی بسیار کم محلول است. مایعی است شیرین؛ شفاف؛ بدون رنگ و بو؛ در حضور مواد آب گیر مانندHSO4K و در مجاورت حرارت؛ آب از دست داده به آلدئید دود کننده با بوی بد که مخاط را به شدت آزار می‌دهد تبدیل می‌شود. بوجود آمدن آکرولئین با این مشخصات راهی برای تشخیص گلیسرول است.

اسیدهای چرب Fatty acids

فرمول کلی اسیدهای چرب به صورت RCOOH است و فرمول عمومی آن‌ها را با بنیان‌های سیر شده می‌توان به صورت CH3(CH2)n_COOH نوشت که در آن n از دو تا چهل تفییر می‌کند و در بیش تر موارد زوج است. شاید فراوانی اسیدهای چرب زوج کربن در طبیعت یکی به دلیل آسانی سنتز آن‌ها و دیگری به علت سنتز ان‌ها از ترکیبات دو کربنه باشد.

متجاوز از صد نوع اسید چرب از آبکافت(هیرولیز) لیپیدهای مختلف به دست آمده‌است که عموماً در داشتن یک عامل کربوکسیل انتهایی و یک زنجیرهٔ طویل هیدروکربنی مشترک هستند. گاهی انشعابات جانبی در زنجیرهٔ هیدروکربنی دیده می‌شود لیکن اکثراً به صورت خطی و بدون انشعاب می‌باشند. برخی اسیدهای چرب به صورت حلقوی نیز دیده می‌شوند. لیکن چون در ساختمان چربی‌ها شرکت نمی‌کنند از این رو به چربی‌های غیر طبیعی معروفند. مثل اسید شولموگریک که غیر اشباع بوده و از ۱۸ اتم کربن ساخته شده‌است و یا پروستاگلندین‌ها که از حلقوی شدن آراشیدونیک اسید تولید می‌شوند.

کره (لبنیات)

کَره در اصل روغنی است که از خامه شیر یا دوغ می‌گیرند. کره روغن ناگداخته و چربی‌ای است که از چرخ کردن شیر در چرخ‌های کره‌گیری به دست می‌آید.

کره از منابع مهم انرژی و ویتامین A است و معمولا در وعده صبحانه مصرف میشود. و همچنین در زیست شناسی در گروه لیپید ها قرار میگیرد . لیپید همان چربی است که آزاد شدن انرژی آن در بدن بیشتر از سایر مواد به طول می انجامد.

چربی خوک

چربی خوک یا پیه خوک، چربی خوک اهلی می‌باشد که در بسیاری از غذاها به عنوان چربی پخت‌وپز و روغن تردکننده شیرینی مورد استفاده قرار می‌گیرد یا با مالیدن بر روی نان همچون کره مصرف می‌شود. استفاده از این کره در غذاهای معاصر تقلیل یافته، با این حال در میان آشپزها و نانوایی‌های معاصر این پیه یکی از بهترین انتخاب‌ها می‌باشد. قابلیت‌های آشپزی این چربی تا حدودی وابسته به این است که چربی از چه بخشی از حیوان گرفته شده است و شیوه تولید آن چگونه بوده است.

چربی اشباع

چربی اشباع به چربی‌ گفته می‌شود که شامل تری‌گلیسیریدهایی است که تنها حاوی اسیدهای چرب اشباع هستند. اسیدهای چرب اشباع دارای پیوندهای مضاعف کربن بین اتم‌های کربن منفرد زنجیره‌ی اسید چرب نیستند. به عبارت دیگر، زنجیره‌ی اتم‌های کربن به طور کامل توسط اتم‌های هیدروژنی اشباع شده است. چربی اشباع در دمای معمولی جامد است. مواد غذایی مختلف حاوی نسبت‌های متفاوتی از چربی اشباع و غیراشباع هستند. از جمله مواد غذایی‌ای که حاوی نسبت بالایی از چربی اشباع هستند می‌توان به محصولات حیوانی نظیر خامه، پنیر، کره، روغن، پیه و چربی خوک اشاره کرد، اما در برخی از محصولات گیاهی نیز همانند روغن خرما، نارگیل و پنبه‌دانه یافت می‌شود.

اسید چرب

در مبحث شیمی و به ویژه بیوشیمی اسید چرب یک اسید کربوکسیلیک بوده و دارای زنجیره بلند و خطی آلیفاتیک می‌باشد که این زنجیره می‌تواند خواه اشباع و خواه غیر اشباع باشد . اسید چرب می‌تواند به کوتاهی اسید بوتیریک ( با ۴ کربن ) بوده در حالی که اسیدهای چربی که از چربیها و روغنهای طبیعی ساخته می‌شوند حداقل دارای ۸ کربن می‌باشند مثل اسید کاپریلیک . در صنعت، اسیدهای چرب از آبکافت اتصالات استری موجود در چربیها و یا روغنهای طبیعی ( که هر دو تری گلیسیرید هستند ) و حذف گلیسرول از آنها بدست می آبند .

اکثراسیدهای چرب که به طور طبیعی تولید میشوند یک زنجیره با یک عدد زوج از اتم های کربن (4تا28) دارد.اسیدهای چرب معمولاً از تری گلیسریدها یا فسفولیپیدها نشأت گرفته است.وقتی آنها به دیگر مولکول ها وصل نمی‌شوند ،به عنوان اسید چرب آزاد شناخته می شوند.اسیدهای چرب منابع مهم سوخت هستند زیرا وارد سوخت وساز می شوند،آنها کمیتهای بزرگ ATPرا ارائه می دهند.بسیاری از انواع سلول ها می تواند یا گلوکز یا اسیدهای چرب برای این هدف استفاده کنند.در کل ،ماهیچه قلبی و اسکلتی اسیدهای چرب را ترجیح میدهند. به ندرت ،مغز می تواند اسیدهای چرب را به عنوان یک منبع سوخت بجای گلوکز و اعضای کتون استفاده کند.

محتویات

    ۱ طبقه بندی
    ۲ اسیدهای چرب اشباع نشده
        ۲.۱ سیس
        ۲.۲ ترانس
    ۳ اسید چرب ضروری
    ۴ اسیدهای چرب اشباع شده
    ۵ شماره گذاری اتم های کربن
    ۶ تولید
    ۷ اسیدهای چرب ازاد
        ۷.۱ ترکیب اسید چرب
    ۸ اسیدی شدن
    ۹ اکسیداسیون خود بخودی و ترشیدگی(تند شدن)
    ۱۰ هضم چربی
    ۱۱ اسیدهای چرب خون

طبقه بندی

    بر اساس پیوند بین کربنها: اسیدهای چربی که پیوند دوگانه کربن –کربن دارند با نام اشباع نشده شناخته می شوند.اسیدهای چرب بدون پیوند دوگانه با نام اشباع شده شناخته می شوند .

    بر اساس طول زنجیره های اسید چرب آزاد:

زنجیره های اسید چرب از نظر طول با هم تفاوت دارند،اغلب از کوتاه تا خیلی بلند طبقه بندی می شوند. _اسیدهای چرب زنجیره کوتاه ((SCFA اسیدهای چرب با دنباله های آلیفاتیک کمتر از 6کربن هستند(مانند اسید بوتیریک) _اسیدهای چرب زنجیره متوسط (MCFA) اسیدهای چرب با دنباله های آلیفاتیک 12-6 کربنه هستند،که می تواند تری گیلیسیرید های زنجیره متوسط را شکل دهد. _اسید های چرب زنجیره بلند(LCFA) اسید های چرب با دنباله های آلیفاتیک 13تا21کربنه هستند. _اسیدهای چرب خیلی زنجیره بلند(VLCFA) اسید های چرب با دنباله های آلیفاتیک بلندتر از 22 کربن هستند.
اسیدهای چرب اشباع نشده

اسیدهای چرب اشباع نشده یک یا بیشتر از یک پیوند دوگانه بین اتم های کربن دارند.(جفتهای اتم های کربن توسط پیوند های دوگانه می تواند اشباع شود با اضافه کردن اتم های هیدروژن به آنها ،تبدیل پیوندهای دوگانه به پیوند های یگانه .بنابراین،پیوند های دوگانه ،اشباع نشده نامیده می شوند.) دو اتم کربن در زنجیره که به یکی از طرف های پیوند دوگانه متصل است می تواند در یک پیکربندی cis یا trans اتفاق افتد.
سیس

یک پیکربندی سیس به این معناست که اتم های هیدروژن مجاور در یک طرف پیوند دوگانه هستند. سختی پیوند دوگانه ،ترکیبش را منجمد می کند و،درمورد ایزومر سیس باعث می شود زنجیره خم شود وآزادی ترکیب اسید چرب را سخت تر کند.هرچه زنجیره پیوند دوگانه بیشتری داشته باشد در ترکیب سیس انعطاف پذیری کمتر ی خواهد داشت.وقتی یک زنجیره پیوند های سیس بسیاری دارد،این کاملاً در بیشترین ترکیب قابل دسترسی اش ،منحنی می شود.به عنوان مثال اسید چرب اولئیک بایک پیوند دوگانه ،یک پیچ یا گیر در آن دارد،درحالیکه اسید لینولئیک با دو پیوند دوگانه ،خم بیشتری دارد. اسید آلفا لینولئیک با سه پیوند دوگانه یک شکل قلابی دارد.تأثیر این ،این است که در محیط های سخت مانند وقتی که اسیدهای چرب بخشی از یک فسفولیپید در یک لایه دوتایی چربی هستند،یا تری گیلیسرید ها در قطره های کوچک چربی،پیوندهای سیس توانایی اسیدهای چرب محدود می کنند تا به طور کانل بسته شوند ،و بنابراین می تواند دمای ذوب غشاءیا چربی را تحت تأثیر قرار دهد.
ترانس

یک پیکربندی ترانس ،درمقابل بدین معناست که کنار 2اتم هیدروژن وصل شده اند در سمت مخالف پیوند دوگانه .در نتیجه آنها باعث نمی‌شوند زنجیره ها خیلی خم شوند،وشکلشان شبیه به اسید های چرب اشباع شده مستقیم و صاف هستند. در بیشتر اسید های چرب اشباع نشده که به طور طبیعی اتفاق می افتند،هر پیوند دوگانه 3اتم کربن بعد از آن دارد، برای برخی n ،وهمه پیوند های سیس هستند.بیشتر اسیدهای چرب دارای پیکربندی ترانس (چربی ترانس) در طبیعت یافت نشده اند و نتیجه فرایند انسان هستند (به طور مثال :هیدروژنه شدن ).
اسید چرب ضروری

اسیدهای چرب که برای بدن انسان نیاز هستند اما نمی‌توانند با کیفییت کافی از دیگر زیر لایه ها ساخته شود ،وبنابراین می بایست از غذا تأمین شود ،اسید های چرب ضروری نامیده می شوند دو سری از اسید های چرب وجود دارند:یکی پیوند دوگانه با3 اتم کربن دارد که از انتهای متیل حذف شده است ،دیگری پیوند دوگانه با 6اتم کربن دارد که از انتهای متیل حذف شده است . انسان ها این توانایی را ندارند که پیوند دوگانه با 9کربن یا 10کربن بسازند،همانطور که از سمت اسی کربوکسیلیک شمرده می شود. 2 اسیدچرب ضروری ،اسید لینو لئیک (LA) و اسید آلفا لینولئیک (ALA) هستند.آنها به طور گسترده ای در روغن های گیاهی وجود دارد وپخش شده است . بدن انسان توانایی محدودی دارد تا اسید آلفا لینو لئیک را زنجیره بلند تر اسید های چرب 3-n (EPA) اسید ایکوزا پنتا ئنوئیک و (DHA) اسید دو کوزا هگزائنوئیک تبدیل کند،که می تواند هم چنین از ماهی تأمین شود.
اسیدهای چرب اشباع شده

اسید های چرب اشباع شده ،اسیدهای کربوکسیلیک زنجیره بلند هستند که معمولاً بین 12و14 اتم کربن دارد وپیوندهای دوگانه ندارند.بنابراین اسیدهای چرب اشباع شده با هیدروژن اشباع شده است (چون پیوند دوگانه تعداد هیدروژن روی هر کربن را کاهش می دهد) .چون اسیدهای چرب اشباع شده تنها پیوند های یگانه دارند،هر اتم کربن درون زنجیره ،2اتم هیدروژن دارد (به جز برای کربن امگا در انتها که 3 هیدروژن دارد.)
شماره گذاری اتم های کربن

چندین سیستم مختلف نامگذاری برای اسید های چرب استفاده شده است .جدول زیر معمول ترین سیستم ها را توصیف می کند.

    نام گذاری بدیهی :اسید پالمیتولئیک

نام های بدیهی (یانام های معمول )اسامی قدیمی غیر منظم هستند ،که متداول ترین سیستم نام گذاری هستند در ادبیات استفاده شده است .معمول ترین اسیدهای چرب اسامی بدیهی در اضافه بر نام های منظمشان دارند (زیرراببینید) این این اسامی متداولا"هیچ الگویی را دنبال نمی‌کنند ،اما آنها مختصرواغلب نا مبهم هستند .

    نام گذاری منظم: اسید اکتا دسنوئیک (9Z)

اسامی منظم :یا اسامی IUPAC از استاندارد قوانین آیوپک برای نام گذاری شیمی ارگانیک نشأت گرفته است ،در1979انتشار یافته است ، همراه با یک پیشنهاد به ویژه برای چربی ها در 1977 انتشار یافته است . شمارش از انتهای اسی کربوکسیلیک شروع می شود .پیوندهای دوگانه با پسوند trans/-cis یا E-/Z نشانه گذاری شده است ،که مناسب است .این مفهوم کلاً بیش تر وربس(وربوس ) است نسبت به نام گذاری معمول ،اما مزایای این را دارد که از نظر تکنیکی و توصیفی واضح تر است .

    نام گذاری دلتا x : اسید اکتا دی کادیو نوئیک سیس وسیس –دلتا 9ودلتا 12

در نامگذاری دلتا x هر پیوند دوگانه با دلتا ایکس نشان داده شده است،که پیوند دوگانه روی پیوند کربن – کربن x ام قرار گرفته است،از انتهای اسید کربوکسیلیک شمرده می شود .هر پیوند دوگانه با یک پیشوند سیس یا پسوندترانس می آید ،پیکربندی مولکول دور پیوند را نشان می دهد به عنوان مثال اسید لینو لئیک ،اسید اکتا دی کادیو نوئیک سیس دلتا 12،سیس دلتا 9 را نشان می دهد .این نام گذاری این مزیت را دارد که کمتر وربوس است نسبت به نام گذاری منظم اما از نظر تکنیکی یا توصیفی واضح و روشن نیست .

    نام گذاری n-x n-3

نام گذاری n-x،همچنین w-x هردو نام هایی برای ترکیب های فردی فراهم می کند و آنها را توسط ویژگی های زیست ترکیبیشان در حیوانات طبقه بندی می کند .یک پیوند دوگانه روی پیوند کربن –کربن x ام قرار گرفته است ،از کربن متیل نهایی تا کربونیل کربن شمارش می شود(به عنوان امگا نشان گذاری می شود) به عنوان مثال: اسید الفا لینولئیک مانند یک اسید چرب امگا 3 طبقه بندی می شود و بنا براین این احتمال هست که یک مسیر زیست ترکیبی با دیگر ترکیبات از این نوع تقسیم کند.امگا منهای ایکس یا امگا در ادبیات تفغذیه ای رایج است اماIUPAC این رادر مدلn-x در اسناد تکنیکی نام گذاری کرده است معمول ترین مسیرهای زیست ترکیبی اسید چرب مورد تحقیق قرار گرفتهn-6یاn-3 هستند.که فرضیه گذاری شده اند تا به ترتیب تورم را کاهش یا افزایش دهند. تعداد چربیهاشکلC:Dرا میگیرد کهCاتمهای کربن در اسید چرب و دی تعداد پیوند های دوگانه در اسید چرب است(اگر بیش از یک باشد فرض می شود پیوند دوگانه توسط کربن هیدروزن شکسته میشود
تولید

اسیدهای چرب معمولاً بطور صنعتی توسط هیدرولیز تری گلیسیرید تولید میشوند با حذف گلیسرول فسفو لیپیدها دیگر منبع را نشان می دهند.برخی اسیدهای چرب به طور ترکیبی با هبدروکربوکسیلات الکن ها تولید می شوند.
اسیدهای چرب ازاد
ترکیب اسید چرب

ترکیب زیستی اسیدهای چرب شامل چگالش استیل کوانزیم آ میشود.چون این کوانزیم یک گروه اتم 2 کربنی را حمل می کند تقریباً تمام اسیدهای چرب طبیعی حتی تعداد اتم های کربن دارند.اسیدهای چرب ترکیب نشده یااسیدهای چرب ازاد پیدا شده در ارگانیسم هااز شکستن یک تری گلیسیرید نشات میگیرد.زیرا انها در اب حل می شوند.این اسیدهای چرب انتقال داده می شوند(حلال،گردشی)در حالیکه به پروتئین البومین پلاسما وصل شده اند.سطوح اسید چرب ازاد در خون با دسترسی مکانهای اتصال البومین محدود شده است. اسیدهای چرب در چربیهای رژیمی: ویتامین ای و کلسترول ترکیبی از برخی چربی های رژیمی معمول هستند. عکس العمل های اسید چرب: اسیدهای چرب عکس العمل هایی مانند دیگر اسیدهای کربوکسیلیک نشان می دهند.یعنی انها عکس العمل های استری شدن و مبنی بر اسید را دنبال می کنند.
اسیدی شدن

اسیدهای چرب تنوع عظیمی در اسیدهایشان نشان می دهند همانطور که توسط ترتیب قدرت اسیدی نشان داده شده اند اسید نونانوئیک به عنوان مثال یک قدرت اسیدی از 4.96دارد تنها ضعیف تر از اسید استیک (4.76)است.همانطور که طول زنجیره افزایش می یابد حلالیت اسیدهای چرب در اب خیلی سریع کاهش می یابد بنابراین اسیدهای چرب زنجیره بلند تاثیر کمی روی pH یک حلال دارند حتی ان اسیدهای چربی که در اب غیر حلال هستنددر اتانول گرم حل می شوندو می تواند با حلال سدیم هیدروکسید وبا استفاده از فنل فتالئین به عنوان یک شناساگر تا یک نقطه پایانی صورتی تیتر شود.این تحلیل استفاده شده است تا محتویات اسید چرب ازاد از چربیها را معین کند یعنی سهم تری گلیسیریدهایی که هیدرولیز شده اند. هیدروژنه کردن و تبدیل به جامد کردن: هیدروژنه کردن اسیدهای چرب اشباع نشده به طور گسترده ای تجربه نشده است اسیدهای چرب اشباع شده بدهد.که کمتر تحت تند شدگی هستند.چون اسیدهای چرب اشباع شده سریع تر از اشباع نشده ذوب میشوند،این تکنولوژی استفاده می شود تا روغن سبزیجات به مارگارین تبدیل شود.در طول هیدروژنه شدن بخشی از اسیدهای چرب اشباع نشده می تواند پیکربندی سیس به ترانس ایزومری شوند.با شدت هیدروژنه بیشتر یعنی با استفاده از فشارهای بالاتر از هیدروژن و دمای بالاتر اسیدهای چرب به الکل تبدیل میشوند.الکلهای چرب اگرچه اسان تر از اسیدهای چرب استری می شوند.در عکس العمل وارن تروپ اسیدهای چرب اشباع نشده در قلیای ذوب شده پر می شوند یک عکس العمل در یک زمان رلیج به ساختار روشن تر.
اکسیداسیون خود بخودی و ترشیدگی(تند شدن)

اسیدهای چرب اشباع نشده یک تغییر شیمیایی شناخته شده به عنوان اکسیداسیون خود بخودی را می گذارنند.این فرایند اکسیژن (هوا)نیاز دارد و توسط حضور فلزات سرعت بخشیده می شود.روغن های سبزیجات این فرایند را کند می کنند زیرا انها شامل انتی اکسیدان شامل توکوفرول هستند.روغن ها وچربی هااغلب با عوامل کمپلکس دهنده فلزات مانند اسیدسیتریک مورد عمل قرار داده می شوند تا کاتالیستهای فلزی را حذف کنند. ازن سازی: اسیدهای چرب اشباع نشده به تنزل توسط ازن حساس هستند.این عکس العمل در تولید اسید ازلائیک از اسید اولئیک تجربه شده است. تحلیل: درتحلیل شیمیایی اسیدهای چرب توسط گاز کروماتو گرافی استرهای متیل جدا می شوند به علاوه یک جداسازی از ایزومرهای اشباع نشده توسط لایه نازک کروماتوگرافی ممکن می باشد. گردش:
هضم چربی

اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه و متوسط به طور مستقیم از طریق مویرگ های روده باریک مانند دیگر مواد مغذی که جذب می شوند جذب شده‌اند. اسیدهای چرب زنجیره بلند به طور مستقیم در مویرگ روده ای رها نمی‌شوند در عوض انها در دیوارهای چربی روده جذب می شوند و با تری گلیسیریدها دوباره ترکیب می شوند. تری گلیسیریدها با کلسترول و پروتئین پوشانده شده اند درون یک ترکیب که شیلومیکرون نامیده شده است. درون ریشه های کرکی شیلو میکرون یک مویرگ لنفی وارد میکند که لاکتیل نامیده می شود.که به رگهای لنفی بزرگتر می رود.کیلومیکرونها از طریق سیستم لنفی و مجرای لنفی قفسه سینه به یک موقعیت نزدیک قلب انتقال می یابند. مجرای لنفی قفسه سینه ،شیلو میکرون درون جریان خون را از طریق منفذ وریدی خالی می کند.در این نقطه شیلو میکرون ها می توانند تری گلیسیرید را به بافتهاانتقال دهند که انها ذخیره یا برای تامین انرژی سوخت وساز می شوند.

سوخت وساز اسید چرب: اسیدهای چرب ( یا با تزریق یا از تری گلیسیرید ذخیره شده در بافتهای چربی فراهم شده است) به سلولها پخش می شود تا به عنوان یک سوخت برای سوخت و ساز معمول استفاده شوند.آنها توسط میتوکندری مصرف می شوند تا ادنوزین تری فسقات را از طریق بتا اکسیداسیون تولید کنند.
اسیدهای چرب خون

اسیدهای چرب خون در اشکال مختلف در مراحل مختلف در گردش خون هستند.انها از طریق روده در شیلو میکرون ها وارد می شوند اما همچین در لیپو پروتئین با چگالی خیلی کم و لیپو پروتئین با چگالی کم بعد از پردازش در مویرگ وجود دارند.به علاوه وقتی از مواد چرب رها می شود،اسیدهای چرب در خون مانند اسیدهای چرب ازاد وجود دارند. این نشان داده که ترکیب اسیدهای چرب توسط پوست پستانداران به دست می اید، با اسید لاکتیک و اسید پیرو ویک ،متمایز است و حیوانات را قادر می سازد با یک حس تیز بویایی افراد را تمیز دهند.

چربی

چربیطیف وسیعی از ترکیبات آلی گویند که در بسیاری از مواد روزمره همانند گوشت، زرده تخم مرغ، فراورده‌های لبنیاتی، و روغن‌ها بطور طبیعی یافت می‌شوند.

چربی‌ها معمولاً از ترکیباتی بنام اسیدهای چربی تشکیل یافته‌اند[۱]، و معمولاً در آب (بدلیل خواص غیرقطبی خود) نامحلولند.

اغلب چربی‌های خون به شکل تری گلیسیرید (دارای سه زنجیره اسید چرب)، کلسترول (حلقوی) و لیپوپروتئین دیده می‌شوند. چربی یک منبع ذخیره انرژی است. یک واحد چربی بیش از دوبرابر پروتئین و نشاسته هموزون خود انرژی دارد.انسان چربی گیاهی مورد نیاز خود را عمدتاً از دانه و میوه گیاهان که منبع ذخیره چربیها هستند تامین می کند.

«چربیهای ساختاریافته» یا structured lipids نوعی از چربی هستند که بصورت سنتتیک ساخته می شوند. هدف از تولید این نوع چربی، تولید تری اسیل گلیسرولهایی است که در ساختار شیمیایی آنها گلیسرول به یک یا دو اسید چرب متوسط زنجیر و یک اسید چرب امگا 3 یا امگا 6 متصل شده است. در نتیجه جذب این نوع چربی خیلی سریعتر از جذب چربیهای معمول است که دارای یک گلیسرول و سه اسید چرب بلند زنجیر هستند. تحقیقات نشان داده است که چربیهای ساختار یافته موجب عملکرد سیستم ایمنی و بهبود عملکرد ورزشکاران می شود.
تفاوت چربی غذایی و چربی بدن

از یک نگاه، چربی ها را می توان به دو دسته تقسیم کرد[۲]:

    چربی غذایی: به نوعی از چربی گفته می‌شود که شما می‌خورید؛ برای نمونه سُس روی سیب‌زمینی سرخ کرده.
    چربی بدن: منظور آن چربی است که توسط بدن شما ساخته می‌شود و بسیار متفاوت از چربی‌ای است که هنگام صبح روی نان تست‌تان می‌مالید.

چربی غذایی لزوماً به چربی بدن تبدیل نمی‌شود. روشی که بدن، چربی بدن را می‌سازد به شدت پیچیده است، و شامل صداها واکنش شیمایی متفاوت و استفاده از تعداد فراوانی عناصر غذایی است. به همین دلیل است که تاثیر خوردن چربی غذایی بر سلامت می‌تواند تا حد بسیار زیادی متفاوت از پیامدهای داشتن مقدار زیادی چربی در بدن باشد.

گوشت

گوشت نام یک ماده آلی است که در بدن بیشتر جانوران وجود دارد. انسان‌ها گوشت جانورانی همچون گاو، گوسفند،خوک،بوقلمون ، مرغ و غاز را می‌خورند. گوشت غالباً همراه استخوان و مقداری چربی است و سرشار از پروتئین است.

غاز

ویتامین کا

ویتامین K یک گروه از ساختار مشابه، محلول در چربی ویتامین هایی است که بدن انسان برای اصلاح پروتئین های خاصی که برای انعقاد خون است و همچنین در استخوان و دیگر بافت ها به آن احتیاج دارد.تعدیل پروتئین ها اجازه می دهد که آنها را به یون کلسیم اتصال دهیم. ویتامین k شامل 2 پروتئین طبیعی k1 و k2 است. ویتامین k2 به نوبه خود شامل تعدادی از انواع مواد شیمیایی مرتبط با طول های مختلف از زنجیره های جانبی کربن که از اتم گروه ایزوپرونید ساخته شده است. ویتامین k1 همچنین به عنوان فیتومنادین و یا فیلوکین و یا فیتونادین شناخته شده است که توسط گیاهان ساخته می شود و بیشترین مقدار آن در سبزیجات برگ سبز یافت میشود زیرا بطور مستقیم در فتوسنتز نقش دارند. این ممکن است که ((فرم گیاه)) با ویتامین K باشد . این ویتامین بعنوان یک ویتامین فعال در حیوانات است و از وظایف کلاسیک ویتامین K شامل فعالیت در فرایند تولید پروتئین در لخته شدن خون است. همچنین ممکن است حیوانات آن را تبدیل کنند به ویتامین k2. ویتامین K2 بعنوان ذخیره ساز اصلی در حیوانات است که دارای چندین زیر گروه در طول زنجیره های متفاوت از ایزوپرونید است. این ویتامین K2 مناکوئنیس نامیده میشود و خود را توسط تعدادی از باقی‌مانده های ایزوپرونید در زنجیره جانبی مشخص می کند. Menaquinones ها بطور مختصر MK-N خوانده می شوندکه در آن M مخفف Menaquinones و K مخفف ویتامین K و N نشان دهنده تعداد باقی‌مانده زنجیره جانبی isoprenoid است. برای مثال Menaquinone – 4 (بطور مختصر MK-4) دارای 4 باقی‌مانده Isoprene در زنجیره جانبی آن است. Menaquinone-4 (همچنین بعنوان Menatetrenone از چهار باقی‌مانده isoprene آن شناخته شده است) شایع ترین نوع ویتامین K2 در محصولات حیوانی از MK-4 است که بطور معمول از ویتامین K1 در بافت های خاص حیوانات (دیواره های شریانی- پانکراس و بیضه) که با جایگزینی غیر اشباع شامل 4 واحد isoprene باعث ایجاد Menaquinone -4 می شود. این نظیر ویتامین K2 ممکن است آنزیمی با عملکرد متمایز از ویتامین K1 داشته باشد. باکتری ها در روده بزرگ نیز می توانند ویتامین K1 را به ویتامین K2 تبدیل کنند. علاوه بر این باکتریها بطور معمول در طول زنجیره جانبی isopreneoid ویتامین K2 به تولید طیف وسیعی از اشکال ویتامین K2 می کنند که مهمترین آنها MK-7 به MK-11 که عنصری از ویتامین K2 است . تمام اشکال K2 به جز MK-4 که می توان تولید کرد بوسیله باکتری و می توان استفاده کرد از این اشکال در تنفس های بی هوازی .MK-7 ودیگر باکتری های گرفته شده از ویتامین K2 نشان می دهد فعالیت ویتامین K را در حیوانات . هنوز نا مشخص است برتری MK-7 بر MK-4 و در حال حاضر این موضوع در حال تحقیق و بررسی است. سه نوع ویتامین K مصنوعی شناخته شده است . ویتامین K3 و K4 وK5. اگرچه K1 و همه نظایر K2 ثابت شده اند که غیر سمی اند. ویتامین مصنوعی K3 نشان داده شده است که سمی است و همچنین ویتامین های مصنوعی K4 و K5 نیز غیر سمی هستند. کشف ویتامین K1 ویتامین K1 کشف شد در سال 1929 بوسیله دانشمند دانمارکی هنریک دم زمانی که بررسی می کردنقش کلسترول را بادانه دادن به جوجه ها. بعد از چند هفته حیوانات بزرگ شدند و شروع کردند به خونریزی . این نقص نمی‌تواند ترمیم پیدا کند با اضافه کلسترول خالص به رژیم غذایی آنها . این به نظر می رسد که باهم بودن با کلسترول یک ترکیب دوم از مواد غذایی استخراج شده بود و این ترکیب ویتامین انعقاد نامیده می شود .ویتامین جدید حرف K را دریافت کرد ریرا اکتشافات اولیه آن در یک مجله آلمانی تحت عنوان ویتامین koagulation گزارش شده است. تبدیل ویتامین K1 به ویتامین K2 در حیوانات MK-4 از ویتامین K2 تولید میشود . از طریق تبدیل ویتامین K1 در لوزلمعده و دیواره های شریانی و در بیضه ها. در حالیکه پرسش های بزرگ هنوز هم مسیر بیوشیمیایی برای ویتامین K1 به MK-4 را احاطه کرده . این تبدیل به باکتریهای روده وابسته نیست . در واقع بافت که دارای مقادیر بالایی MK-4 است دارای ظرفیت های قابل توجهی برای تبدیل بالای 90 درصد K1 به MK-4 را دارد.

در سال ۱۹۳۵ (میلادی) دانشمندی دانمارکی بنام هنریک دام متوجه وجود ماده ای در بدن مرغ شد که باعث انعقاد خون می‌شد.وی این ماده را «ویتامین کا» نام گذاری کرد.تاکنون دو نوع از این ویتامین شناخته شده‌اند که K1 و K2 نام دارند و تفاوت اندکی در ساختار مولکولی با یکدیگر دارند.ویتامین کا مانند ویتامین دی محلول در چربی است و بدن برای جذب آن نیاز به صفرا دارد.این ویتامین در برابر حرارت پایدار است اما در مقابل نور آفتاب و یخ زدگی از بین می‌رود.هر چه هوا گرمتر شود نیاز بدن به این ویتامین بیشتر می‌شود. [۱]

محتویات

    ۱ فواید ویتامین کا
    ۲ کمبود ویتامین کا
    ۳ منابع حاوی ویتامین کا
    ۴ منابع

فواید ویتامین کا

مهمترین فایده این ویتامین جلوگیری از خونریزی است.ویتامین کا در کنترل و درمان خونریزی ناشی از بیماری‌های کبد ٬ زردی و زخم معده سودمند است و همچنین خونریزی‌های ناشی از استفاده طولانی مدت از آسپرینها و آنتی بیوتیکها را درمان می‌کند.همچنین این ویتامین در درمان خونریزی شدید در دوران قاعدگی مفید است.به نوزادان زودرس که امکان خونریزی در آنها زیاد است هم بعد از تولد ویتامین کا تزریق می‌کنند.همچنین این ویتامین در پیشگیری از سنگ کلیه و درمان پوسیدگی استخوان سودمند است.نوع مصنوعی آن که محلول در آب است در درمان زخم‌های پوستی مفید است.
کمبود ویتامین کا

کمبود ویتامین کا باعث می‌گردد افراد در گرما دچار خونریزی بینی می‌شوند.وجود ویتامین کا برای انعقاد خون لازم است و بدون این ویتامین کبد نمی‌تواند پروترومبین که موجب انعقاد خون است را بسازد.همچنین کمبود این ویتامین در پوکی استخوان نیز مؤثر است[۲] .عواملی ممکن است باعث شوند کمبود ویتامین کا در بدن بروز کند؛ مانند عدم جذب چربی‌ها در روده ٬بیماری‌های کبد یا در شرایطی که مصرف آنتی‌بیوتیک باعث از بین بردن باکتری‌هایی که در روده ویتامین کا تولید می‌کنند بشود.همچنین در کودکانی که فقط از شیر مادر تغذیه می‌کنند نیز احتمال کمبود ویتامین کا وجود دارد.اشعه ایکس و اشعه رادیو اکتیو و همچنین آلودگی هوا این ویتامین را در بدن از بین می‌برند. [۳]
منابع حاوی ویتامین کا
کاهو سرشار از ویتامین کا است.

نیمی از ویتامین کا مورد نیاز بدن توسط باکتری‌ها در روده خود انسان ساخته می‌شود [۴] .علاوه بر آن مواد غذایی شامل جعفری، کلم، اسفناج، گل کلم، زرده تخم مرغ، کاهو، چای سبز ٬ گوجه فرنگی٬ مارچوبه، کرفس، لوبیا سبز، شاهی، شلغم ٬ روغن سویا ٬ روغن کبد ماهی و برگ سبز و نخودسبز پخته‌است. همچنین در شیر، گوشت و میوه جات به مقدار کم وجود دارد.میزان نیاز روزانه انسان به این ویتامین در مردان ۸۰ میکروگرم و در زنان ۶۵ میکروگرم است.مقداری از این ویتامین در کبد ذخیره می‌شود که جوابگوی نیاز یک هفته بدن انسان می‌باشد.خوردن سبزی‌های پربرگ و تیره برگ برای دریافت این ویتامین سودمند است.همچنین چون این ویتامین محلول در چربی است، خوردن سس با سالاد باعث افزایش جذب این ویتامین می‌شود.