تبدیل فوریه

تبدیل فوریه،نامیده شده به اسم ریاضیدانِ فرانسوی ژوزف فوریه، یک تبدیل انتگرالی است که هر تابع f(t) \! را به یک تابع دیگر F(\omega) \! منعکس می‌کند. در این صورت، به F(\omega) \! تبدیل فوریهٔ تابع f(t) \! می‌گویند. حالت خاص تبدیل فوریه، سری فوریه نام دارد و آن زمانی کاربرد دارد که تابع f(t) \! متناوب باشد، یعنی: f(t+T)=f(t) \! . چنانچه تابع متناوب نباشد و یا به عبارتی، تناوب آن برابر بی‌نهایت باشد ( T \to \infty \!)، از سری فوریه به راحتی، عبارت زیر به دست می‌آید:

F(\omega)= \frac{1}{\sqrt{2 \pi}} \int\limits_{-\infty}^\infty f(t) e^{-\mathrm{i} \omega t} \,dt

f(t) = \frac{1}{\sqrt{2 \pi}} \int\limits_{-\infty}^\infty F(\omega) e^{\mathrm{i} \omega t} \,d \omega

تبدیل فوریه و به همراه آن آنالیز فوریه، در مباحث مختلف فیزیک، از جمله الکترونیک و الکترومغناطیس (به خصوص در پیغام‌رسانی و مخابرات)، آکوستیک، فیزیک امواج و غیره کاربرد فراوان دارد.

محتویات

    ۱ کاربرد
    ۲ تبدیل سریع فوریه
    ۳ جستارهای وابسته
    ۴ منابع

کاربرد

تبدیلات فوریه در محاسبات تصویری کاربردهای وسیعی دارند. بطور مثال در ام‌آرآی در فیزیک پزشکی جهت ایجاد تصویر نهایی اطلاعات امواج ساطع شده از هسته‌های هیدرژن از حوزۀ فرکانسی (frequency domain) به حوزۀ فضایی (spatial domain) تبدیل فوریه می‌شوند.

    تصویر تابلوی نقاشی مونالیزا اثر داوینچی

    همان تصویر بصورت دامنهٔ فرکانسی.

همچنین در علم دینامیک سازه‌ها و ارتعاشات مکانیکی برای تعیین پاسخ سازه در برابر تحریکات غیر هارمونیک از تبدیلات فوریه برای تبدیل این تحریکات به اجزای هارمونیک استفاده می‌شود. پس از آن می‌توان اقدام به حل معادله دیفرانسیل حرکت سازه نمود.

یکی دیگر از کاربردهای آن در تجزیه و تحلیل مدارات مخابراتی و مدارات قدرت است که برای بدست آوردن هارمونیک‌های پدیدآورنده یک شکل موج استفاده می‌شود.

طیف‌سنجی جرمی

طیف‌سنجی جرمی (به انگلیسی: Mass Spectroscopy، MS) یکی از روش‌های طیف‌سنجی است که شامل جداسازی یون‌های یک یا چند اتمی بر پایهٔ نسبت جرم به بار (m/z) و اندازه‌گیری m/z و فراوانی یون‌ها در فاز گازی است.[۱] به عبارت دقیقتر طیف‌سنجی جرمی به بررسی نسبت جرم به بار مولکولها با استفاده از میدانهای الکتریکی و مغناطیسی می‌پردازد.

محتویات

    ۱ طرز کار
    ۲ چند روش یونیزاسیون در طیف‌سنجی جرمی
    ۳ داده‌ها
    ۴ نشریات مرتبط
    ۵ منابع
    ۶ مطالعه بیشتر
    ۷ جستارهای وابسته

طرز کار
ساختار شماتیک یک طیف‌سنج جرمی

اجزای اصلی طیف‌سنج جرمی شامل ورودی نمونه، منبع یون، سیستم اندازه‌گیری و آشکارساز یونی تحت خلاء است.

نمونه‌های فرار را می‌توان مستقیماً وارد جانمونه کرد اما نمونه‌هایی که فراریت کمتری دارند، بایستی وارد اتاقک یونیزاسیون شوند. یونیزاسیون برخورد الکترونی توسط الکترون‌های با انرژی بالا در حدود 70eV انجام می‌شود. کاتیون‌های حاصل توسط پتانسیلی در حدود keV 4-8 شتاب گرفته و از میدان مغناطیسی قدرتمندی با زاویهٔ ۹۰ درجه نسبت به پرتو عبور می‌کنند. یون‌ها بر اساس نسبت جرم/بارشان از مسیر خود منحرف شده و بر روی یک آشکارساز متمرکز می‌شوند.[۲]
چند روش یونیزاسیون در طیف‌سنجی جرمی

عمده روشهای مورد استفاده در طیف سنجی‌جرمی برپایه یونیزاسیون عبارتند از:

    یونیزاسیون الکترونی
    یونیزاسیون شیمیایی
    electrospray
    یونیزاسیون سریع در بمباران‌های اتمی
    یونیزاسیون لیزری به کمک ماتریس

همچنین طیف‌سنجی جرمی با روش تجزیه‌کنندهٔ جرمی نیز طبقه‌بندی می‌شود: بخش مغناطیسی، تجزیه‌کننده جرمی چهارقطبی، تله یون چهارقطبی، زمان پرواز، تبدیل فوریه، تشدید سیکلوترون یون و ...
داده‌ها
طیف جرمی یک پپتید که توزیع ایزوتوپی آن را نشان می‌دهد.

داده‌های بسیاری را می‌توان از طیف‌سنجی جرمی بدست آورده که معمول‌ترین آنها طیف جرمی است. این طیف نمودار فراوانی نسبی یون‌ها بر حسب نسبت m/z است. پیک مبنا فراوان‌ترین یون مشاهده‌شده است که به عنوان فراوانی نسبی ۱۰۰٪ در نظر گرفته می‌شود.
نشریات مرتبط

فهرست مجلات عملی مرتبط با طیف‌سنجی جرمی که در رده‌بندی مجلات در زمینه طیف‌سنجی جزو ۱۰ مجله برتر جهان در سال ۲۰۰۵ بودند، در زیر آمده‌است.

فرمول شیمیایی

فرمول شیمیایی و یا فرمول مولکولی یک راه برای بیان اطلاعات مربوط به اتم‌های تشکیل دهنده یک ترکیب شیمیایی خاص است. با تکیه بر فرمول تجربی به تنهایی، یک مولکول متان برای مثال ممکن است شامل یک کربن و چهار هیدروژن یا دو کربن و هشت هیدروژن با هر مضربی از CH۴ باشد. ما باید فرمول مولکولی یعنی:فرمولی که شمار واقعی هر نوع اتم را در یک مولکول نشان دهد را نیز باید پیدا کنیم.
لاکتیک اسید.png

برای پیدا کردن فرمول مولکولی باید وزن مولکولی را تعیین کنیم، امروزه وزن مولکولی را با طیف‌سنجی جرمی که به طور مطمئن مقدار دقیق آن را به دست می‌دهد اندازه می‌گیرند برای مثال اتان دارای فرمول تجربی CH۳ است برای آن وزن مولکولی ۳۰ به دست می‌آید که نشان می‌دهد از میان فرمول‌های مولکولی ممکن فرمول صحیح باید C۲H۶ باشد.

محتویات

    ۱ تعریف کلی
    ۲ فرمول شیمیایی و ترکیب یک مولکول
    ۳ فرمول مولکولهای دو و چند اتمی
    ۴ مولکولهای مواد مرکب و فرمول مولکولی آنها
    ۵ فرمول ساختاری
    ۶ فرمول مواد مرکب یونی
    ۷ فرمول مولکولی شکلهای دیگر عناصر
    ۸ فرمول تجربی یا خام
    ۹ منابع

تعریف کلی

ترکیب اتمی یک ماده خالص با فرمول شیمیایی مشخص می‌شود. دریک فرمول، نمادهای شیمیایی برای نشان دادن انواع اتمهای موجود درآن ماده و زیروندها برای مشخص کردن تعداد نسبی هرتوع از اتمها به کار می‌رود. به این ترتیب اگر نمادی زیروند نداشته باشد، به این معنی است که تعداد آن یک است.
فرمول شیمیایی و ترکیب یک مولکول

در مورد یک ماده شیمیایی، فرمول، مفسر ترکیب یک مولکول است و گاهی فرمول مولکولی نامیده می‌شود. مثلا فرمول H2O نشان می‌دهد که یک مولکول آب شامل دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن است.
فرمول مولکولهای دو و چند اتمی

در مولکولهای عناصر، همه اتمها یکسان‌اند. تعدادی از عناصر در طبیعت به صورت مولکولهای دواتمی هستند. در این مولکولها دو اتم به یکدیگر متصل شده‌اند. عناصری که به صورت مولکولهای دو اتمی هستند عبارتند از: I2 و Br2 و Cl2 و F2 و O2 و N2 و H2

به خاطر داشتن این نکته مهم است که این عناصر به این صورت وجود دارند، زیرا خواص شیمیایی و فیزیکی آنها منعکس کننده ساختار مولکولی آنهاست. مولکول بعضی از عناصر بیشتر از دو اتم دارد. مثلا مولکول گوگرد شامل هشت اتم و فرمول مولکولی آن S8 است فرمول مولکولی یک مولکول فسفر P4 است.
مولکولهای مواد مرکب و فرمول مولکولی آنها

مولکولهای مواد مرکب از دو یا چند عنصر ساخته شده‌اند. بعضی از این مولکولها دو اتمی هستند مانند H، Cl و No. مولکولهای مواد مرکب دیگر پیچیده‌ترند. فرمول مولکولی یک ماده مرکب تنها عده و نوع اتمهای موجود در یک مولکول ماده مرکب را نشان می‌دهد. این فرمول به ما نمی‌گوید که این اتمها چگونه به یکدیگر متصل شده‌اند. مثلا فرمول NH3 تنها نشان می‌دهد که مولکول آمونیاک سه اتم هیدروژن و یک اتم نیتروژن دارد، اما فرمول ساختاری مولکول آمونیاک نشان می‌دهد که این اتمها چگونه به یکدیگر متصل شده‌اند.
فرمول ساختاری

در فرمول ساختاری برای نشان دادن هر اتم نماد جداگانه‌ای بکار می‌رود و خطها چگونگی اتصال این اتمها را مشخص می‌کنند. توجه داشته باشید که حتی فرمول ساختاری کمبودی دارد یعنی آرایش فضایی اتمهای یک مولکول را نشان نمی‌دهد.
فرمول مواد مرکب یونی

بلور سدیم کلراید از تعداد زیادی از این یونها ساخته شده که با جاذبه‌های مثبت - منفی به هم پیوسته‌اند. در این بلور به ازای هر یون کلرید، Cl-، یک یون سدیم Na+ وجود دارد و فرمول آن NaCl است. این فرمول مبین یک مولکول نیست و نشان نمی‌دهد که این یونها به صورت زوج هستند، چون نمی‌توان هیچ یونی را در بلور در نظر گرفت که بطور انحصاری متعلق به یون دیگر باشد؛ بنابراین این فرمول ساده‌ترین نسبت یونهایی را نشان می‌دهد که برای تولید بلور سدیم کلراید لازم است. پس فرمولهای مواد مرکب یونی از فرمول یونهای آن مواد به دست می‌آیند. مثلا فرمول باریم کلراید از فرمول یون باریم Ba2+ و فرمول یون کلرید Cl- حاصل می‌شود. چون یک بلور از لحاظ الکتریکی خنثی است، بار کلی همه یونهای مثبت باید برابر با بارکلی همه یونهای منفی باشد؛ بنابراین در باریم کلرید، باید به ازای هر یون باریم دو یون کلرید وجود داشته باشد.. یعنی: Bacl2.
فرمول مولکولی شکلهای دیگر عناصر

بعضی از عناصر و مواد به شکلهایی وجود دارند که نه مولکولی و نه یونی است. در الماس، تعدادزیادی اتمهای کربن در یک الگوی بلوری سه بعدی با شبکه‌ای از پیوندهای مشابه با پیوندهایی که در مولکولها یافت می‌شوند، به هم متصل شده‌اند. درواقع، کل بلور الماس را می‌توان به صورت مولکول غول پیکر درنظر گرفت. بعضی از مواد مرکب مثلا سیلیسیم دی اکسید SiO2، شکلهایی مشابه با الماس دارند. فلزات، ساختارهایی دارند که در آنها تعداد زیادی اتم با پیوندهایی به نام پیوندهای فلزی به هم متصل شده‌اند. این گونه شکلهای دیگر مواد دارای ساختارهای پیچیده‌تری هستند. در فرمول آنها، زیروند اتمها، ساده‌ترین عدد صحیحی است که نسبت درست اتمهای موجود در ماده مورد نظر را به دست می‌دهد.
فرمول تجربی یا خام

فرمول مولکولی هیدروژن پراکسید H2O2، نشان می‌دهد که دو اتم هیدروژن و دو اتم اکسیژن در یک مولکول هیدروژن پراکسید وجود دارد. بطوری که ملاحظه می‌شود نسبت اتمهای هیدروژن به اکسیژن (۲ به ۲) ساده‌ترین نسبت عدد صحیح (که باید ۱ به ۱ باشد) نبست. فرمولی که با استفاده از ساده‌ترین نسبت عدد صحیح نوشته می‌شود، یک فرمول تجربی یا یک فرمول ساده نامیده می‌شود. پس فرمول مولکولی هیدروژن پراکسید، H2O2 است. اما فرمول تجربی آن HO است. فرمول مولکولی، ترکیب اتمی واقعی مولکول را به دست می‌دهد و فرمول تجربی تنها ساده‌ترین نسبت عدد صحیح اتمها در یک ماده مرکب را نشان می‌دهد. برای بعضی از مواد مرکب مولکولی، فرمولهای مولکولی و تجربی یکسان‌اند. مثل H2O، NH3، Co2

کربن مونوکسید

کربن مونوکسید (به انگلیسی: Carbon monoxide)، (با فرمول شیمیایی CO)، گازی است که بر اثر ناقص سوختن کربن بوجود می‌آید. این گاز بسیار سمی است اما رنگ و بوی خاصی ندارد. به همین دلیل کربن مونوکسید قاتل نامریی نامیده می شود. میل ترکیبی کربن مونوکسید با هموگلوبین خون حدود 300 برابر بیشتر از میل ترکیب گاز اکسیژن است. جالب است بدانید که در خون همه ی ما حدود 5 درصد کربن مونوکسید وجوددارد اما اگر این مقداربه 20 درصد برسد باعث مرگ ما خواهد شد.
۱۱۲/۸ پیکومتر فاصلهٔ میان کربن و اکسیژن است.

وقتی کربن مونوکسید وارد سیستم تنفسی شخصی شود بلافاصله با گلبول های قرمز شخص وارد واکنش شده و باعث می شود تا اکسیژن کمتری به اعضای بدن برسد که اولین عوارض این مساله در ابتدا سوزش چشمها و پس از سپری شدن زمانی بین 1 الی 2 ساعت بسته به غلظت گاز کربن مونواکسید موجود در مکان فرد احساس خواب آلودگی و احساس خستگی مفرط میکند . در این حات اعضای بدن گِزگِز کرده و اگر بدن شخص حساس باشد دچار خونریزی بینی می شود. اگر شخص سعی کند سرپا بایستد دچار سرگیجه به همراه حالت تهوع شده و چشمها در این حالت اغلب سیاهی می رود. در ادامه ممکن است شخص دچار بیهوشی شود. البته روند حصول تمام این عوامل منوط به شرایط فیزیکی بدن فرد و شرایط محل سکون و البته عواملی از جمله شزایط زندگی فرد مورد نظر از جمله سیگاری بودن محیط کاری و .... که باعث تغییر در عملکرد ریه ها و سایر نثاط بدن بستگی دارد اما باز هم نتایج و روند مسمومیت در افراد مختلف با تمام شرایط بالا باز هم متغیر است و حتمی نیست . احتیاط را همیشه به خاطر داشته باشید . بعضاً دیده و شنیده هایی حاکی از اقدام عمدی افراد در معرض خطر مسمومیت ثابت کرده که دلایلی از جمله خود کشی با این گاز به ثبت رسیده پس اگر فرزند برادر خواهر یا هر فردی که دلایل یا شرایط نابهنجاری را تجربه کرده اند در زمره مسمومیت یا مرگ ناشی از استشمام این گاز قرار دارند . این افراد را تنها رها نکنید و سرکشی و مراقبت را فراموش نکنید .
فرتور شبیه سازی شدهٔ سه‌بُعدی.

یکی از نشانه های مسمومیت با کربن مونوکسید این است که وقتی شخص محیط خود را تغییر می دهد بهبود یافته و در قرار گرفتن مجدد در محیط دچار حالات قبلی میگردد. اگر غلظت کربن مونوکسید در خون بیشتر از 30 درصد شود ضربان قلب شخص نیز افزایش می یابد. در غلظت های بیش از 40 درصد اختلالت حرکتی، سرگیجه، کاهش حافظه و ناتوانی در حرکت اندام ها می شود.

تمامی وسایل و دستگاه‌هایی که وظیفه سوزاندن چیزی را دارند (مانند یک بخاری گازی یا نفتی، یک آب‌گرم‌کن و یا حتی موتور یک خودرو) تا حدودی مونواکسیدکربن تولید می‌کنند، میزان این تولید به شرایط احتراق (سوختن) بستگی دارد؛ هرچه میزان اکسیژن در هنگام سوختن کمتر باشد بخش بیشتری از کربن‌ها دچار ناقص سوزی می‌شوند و به جای دی‌اکسید کربن (CO۲) مونواکسیدکربن تولید می‌کنند.

افرادی که در یک فضای سربسته در معرض استنشاق این گاز قرار می‌گیرند ابتدا احساس کرختی و خواب آلودگی می‌کنند و در صورتی که هرچه سریعتر مکان را ترک نکنند و یا هوای تازه تنفس نکنند دچار بیهوشی و در نهایت خفگی می‌شوند.

برای دوری از خطرات همین گاز است که مدام توصیه می‌شود برای بخاری‌های گازی منازل حتماً از دودکش‌های کلاهک دار استفاده شود.

کربن مونوکسید از هوا سبکتر می باشد و در قسمت های فوقانی محل های سرپوشیده بیشتر تجمع می کند. در کربن مونوکسید یک پیوند سه گانه کربن را به اکسیژن متصل می نماید که طول آن حدود 112.8 پیکومتر می باشد.

کربن دی‌اکسید

کربن دی‌اکسید ، دی‌اکسید کربن یا گازکربنیک با (فرمول شیمیایی CO۲)، از ترکیب کربُن با اکسیژن به دست می‌آید. گاز کربنیک بر اثر احتراق ذغال و مواد آلی در مجاورت اکسیژن، تخمیر مایعات، تنفس حیوانات و گیاهان و غیره به دست می‌آید.

گاز مزبور گازی است بی‌رنگ، بی‌بو، دارای طعمی مایل به حموضت. وزن مخصوص آن 1/52 است. چون این گاز سنگین‌تر از هواست، همیشه در طبقه ٔسفلای محیطی که حاصل می‌شود، پخش می‌گردد.

گیاهان از آن در فرایند فتوسنتز برای فرآوری کربوهیدرات‌ها بهره می‌برند و با گرفتن آن، از خود اکسیژن بیرون می‌دهند. CO۲ حاضر در اتمسفر در نقش یک سپر حرارتی برای زمین کار می‌کند و با اثر گلخانه‌ای طبیعی خود، از سرما در زمین جلوگیری می‌کند. اگرچه تراکم‌های بالای کربن دی‌اکسید در جو زمین، که با سوختن سوخت‌های فسیلی تولید می‌شود، به عنوان آلاینده جوی شناخته می‌شود.

گازهای گلخانه‌ای که کربن دی‌اکسید نیز یکی از آنهاست باعث می‌شود که اشعه‌های خورشید با طول موج بالا و از ابرها که آنها نیز جز گازهای گلخانه‌ای هستند بگذرند و بعد از برخورد به سطح زمین بازتاب شده و طول موج آن کاهش می‌یابد و از پرتوهای فرابنفش به فروسرخ تبدیل می‌گردد.

پرتوهای فروسرخ خطرناک نیستند و بعد از برخورد به گازهای گلخانه‌ای باز می‌گردند و نمی‌توانند از آنجا عبور کنند و باعث گرم شدن می‌شوند.
کشف

گاز دی‌اکسید کربن نخستین بار توسط جوزف بلک دانشمند اسکاتلندی در دهه ۱۷۵۰ میلادی در دانشگاه گلاسگو کشف شد.

آب‌شش

آب‌شُش[۱][۲] نوعی اندام تنفسی که در بسیاری از جانوران آبزی، از جمله بعضی از کرم‌ها، تقریباً تمام نرم‌تنان و سخت پوستان، بعضی از لاروهای حشرات، همهٔ ماهیان، و شمار اندکی از دو زیستان وجود دارد.[۳]

بافت آبشش شاخه شاخه یا پر مانند، و به ویژه در نزدیکی سطح، سرشار از رگ‌های خونی است. این ساختار، تبادل اکسیژن و دی اکسید کربن را با آب پیرامون آبزی تسهیل می‌کند.[۴]

آبشش‌ها یا درون حفره‌هایی در بدن جانور محصورند که آب برای تبادل گازها با فشار از آنجا گذرانده می‌شود، یا اینکه همچون زائده‌ای از بدن جانور بیرون زده‌اند و در آب قرار می‌گیرند.
طرز کار

اکسیژن محلول در آب از درون دیواره های نازک آبشش ها می گذرد و وارد خون می شود. سپس آب از راه شکاف های آبشش خارج می شود.

شش

شُش، ریه یا جگر سفید یکی از اعضای دستگاه تنفس در بعضی جانوران است.

در شش‌ها گلبول‌های قرمز خون اکسیژن را دریافت می‌کنند و به سایر سلول‌های بدن می‌رسانند.

ریه‌ها به شکل نیمه مخروطی هستند و قسمت‌های طرفی حفره سینه را پر می کنند. هرکدام از آنها در داخل یکی از کیسه‌های جنب جای گرفته‌اند. قاعده ریه‌ها روی پرده دیافراگم (عضله ای که حفره سینه و حفره شکم را از هم جدا می کند) قرار گرفته و قله ریه‌ها مجاور دنده اول است. ریه کودکان صورتی رنگ است ولی ریه بزرگسالان به علت ذرات ذغال وارد شده از راه تنفس خاکستری رنگ می باشد.

ریه راست از ۳ قطعه (لوب) و ریه چپ از ۲ قطعه (لوب) تشکیل شده است. ریه راست کوتاه و قطور، و ریه چپ باریک و بلند است.نایژک‌ها در ریه‌ها به گویچه‌های هوایی کوچکی به نام آلوئول ختم می شوند. آلوئول‌ها دارای مویرگ‌های فراوانی هستند و تعویض اکسیژن هوا با دی اکسید کربن خون داخل این حفره‌ها انجام می شود. به نامهای ریه راست و چپ که هر ریه از دو یا سه لوب تشکیل شده است . هوا از طریق نای و نایژه وارد ریه می‌شود . خون از طریق شریانهای ریوی وارد شش شده و از طریق ورید ریوی خون اکسیژن دار خارج می‌شود . شش دارای ماهیچه نمی باشد بلکه این ماهیچه های قفسهی سینه است که شش را می پوشاند.
بیماری‌های شش

    آمبولی ریه
    آمفیزم (آمفیزم)
    سل
    آسم

دستگاه تنفس

وظیفه دستگاه تنفس (به انگلیسی: Respiratory System) تامین اکسیژن برای سلولهای بدن و دفع دی اکسید کربن (گاز کربنیک) حاصل از متابولیسم است . تمام حیوانات پرسلولی به نوعی دستگاه تنفس دارند که در جاندران ساکن آب محل تبادل گازها را آبشش و در پستانداران و پرندگان شش می‌نامند . در این مقاله فقط به بررسی دستگاه تنفس انسان که مشابه اغلب پستانداران است می‌پردازیم .

اعضای این دستگاه عبارتند از : بینی، حنجره، نای (تراشه)، ریه‌ها.


محتویات

    ۱ آناتومی دستگاه تنفس
    ۲ فیزیولوژی
        ۲.۱ تهویه
            ۲.۱.۱ کنترل
            ۲.۱.۲ استنشاق
            ۲.۱.۳ بازدم
        ۲.۲ تبادل گازی
        ۲.۳ سامانه ایمنی
    ۳ بیماری‌ها
    ۴ جستارهای وابسته
    ۵ منابع

آناتومی دستگاه تنفس

بینی : بینی خارجی از استخوانها و غضروف‌ها تشکیل شده‌است. حفره‌های بینی از مخاط و عروق خونی پوشیده شده‌اند که هوا را قبل از رسیدن به ریه‌ها گرم و مرطوب می‌کنند و با کمک موها و مژک‌ها گرد و غبار آن را می‌گیرند.

حنجره : حنجره که در جلوی گردن قرار گرفته (در محاذات سومین تا ششمین مهره گردنی) هم راهی برای عبور هوا است و هم صدا را تولید می‌کند. ساختمان حنجره از چندین غضروف و عضله تشکیل شده‌است.

نای : لوله تنفسی که پس از حنجره قرار گرفته نای است . ساختمان نای از غضروف‌هایی به شکل حلقه ناقص (Ω) تشکیل شده. نای ۱۲-۱۰ سانتی متر طول دارد و قطر داخلی آن ۲-۱/۵ سانتی متر است. این لوله از محاذات ششمین مهره گردن به سمت پایین می‌آید و بعد به دو شاخه راست و چپ تقسیم می‌شود که این شاخه‌ها نایژه (برونش) نامیده می‌شود. نایژه راست ۲/۵ سانتی متر طول دارد و وارد ریه راست می‌شود. نایژه چپ ۵ سانتی متر طول دارد و وارد ریه چپ می‌شود. نایژه‌ها در داخل ریه‌ها به شاخه‌های کوچکتری به نام نایژک (برونشیول) تقسیم می‌شوند. داخل نای و برونش‌ها سلول‌های مژکدار وجود دارند که با حرکت خود به سمت دهان ذرات موجود در هوا را بیرون می‌رانند و مانع رسیدن آنها به ریه‌ها می‌شوند.

ریهها : ریه‌ها به شکل نیمه مخروطی هستند و قسمت‌های طرفی حفره سینه را پر می‌کنند. قاعده ریه‌ها روی پرده دیافراگم (عضله‌ای که حفره سینه و حفره شکم را از هم جدا می‌کند) قرار گرفته و قله ریه‌ها مجاور دنده اول است. ریه کودکان صورتی رنگ است ولی ریه بزرگسالان به علت ذرات ذغال وارد شده از راه تنفس خاکستری رنگ می‌باشد.

ریه راست از ۳ قطعه (لوب) وریه چپ از ۲ قطعه (لوب) تشکیل شده‌است. نایژک‌ها در ریه‌ها به حفره‌های هوایی کوچکی به نام آلوئول ختم می‌شوند. آلوئول‌ها دارای مویرگ‌های فراوانی هستند و تعویض اکسیژن هوا با دی اکسید کربن خون داخل این حفره‌ها انجام می‌شود.

پرده جنب : پرده‌ای دو لایه به نام پرده جنب هر ریه را به طور جداگانه از بیرون می‌پوشاند. بین این دو لایه مقداری مایع وجود دارد که باعث لغزندگی و نرم شدن حرکات می‌شود.

ریه‌ها ساختمان ارتجاعی دارند و تمایل دارند تا مثل بادکنکی بدون هوا روی خود بخوابند ولی فشار منفی که بین دو پرده جنب وجود دارد باعث باز نگه داشتن ریه‌ها می‌شود.
فیزیولوژی
تهویه

در فیزیولوژی تنفس، تهویه(یا نرخ تهویه) روندی است که در آن هوا وارد یا خارج ششها می‌شود. این تعریف را بصورت زیر دسته‌بندی می‌توان کرد:
سنجش     معادله     تعریف
تهویه آنی(دقیقه‌ای)     حجم کِشندی X تعداد نفس‌گیری     حجم کلی هوای وارد شونده به شششها در دقیقه.
تهویه آلوئولی     (حجم کِشندی – حجم فضای مرده) X تعداد نفس‌گیری     حجم هوایی که در واحد زمانی به آلوئول‌ها می‌رسد.
تهویه فضای مرده     فضای مرده * تعداد نفس‌گیری     حجم هوایی که در واحد زمان و بین هر تنفس در فضای مرده دستگاه تنفسی(حلق٬ نای٬ نای‌چه و غیره) جابجا می‌شود و نقشی در تهویه سلولی ندارد.
کنترل

تهویه یا ونتیلاسیون زیر کنترل بخش خودکار دستگاه عصبی شامل ساقه مغز٬ پیاز مغز و پل مغز انجام می‌پذیرد. این بخش‌های مغز با همکاری و هماهنگی مرکز کنترل تنفس را پدید آورده و دستورهای لازم را به ماهیچه‌های درگیر تنفس می‌فرستند. زیربخش‌های مرکز کنترل به دو بخش خلفی(دورسال) و بطنی تقسیم می‌شوند و در دوران کودکی بسیار حساس می‌باشند بطوریکه در صورت تکان یا ضربه شدید به کودک این زیربخش‌ها صدمه دیده و حتی خطر مرگ را بدنبال دارند.[۱]

کنترل سرعت تنفس به میزان غلظت دی‌اکسید کربن خون بستگی دارد.
استنشاق

عمل دم یا استنشاق توسط دیافراگم آغاز و توسط عضلات بین دنده‌ای خارجی پشتیبانی می‌گردد. تعداد یا نرخ تنفس طبیعی در حال استراحت ۱۰ تا ۱۸ تنفس در دقیقه، با مدت زمانی حدود ۲ ثانیه صورت می‌گیرد. هنگام تنفس شدید (با نرخ بیش از ۳۵ تنفس در دقیقه)، و یا در ابتلا به نارسایی تنفسی، ماهیچه‌ها و اجزای جانبی تنفسی برای کمک و پشتیبانی شامل استرنوکلیدوماستوئید و پلاتیسما و اسکالِن گردنی وارد عمل می‌شوند. ماهیچه‌های جانبی پشتیبان شامل ماهیچه سینه‌ای و عضله پشتی بزرگ می‌باشند.
بازدم

بازدم به طور کلی یک فرآیند منفعل است بااین وجود، بازدم فعال و یا ارادی را می‌توان توسط شکم و عضلات بین دنده‌ای داخلی را انتظار داشت. بازدم طبیعی٬ پروسهٔ اجباری و غیر فعال بیرون فرستادن هوای تنفس شده‌ بواسطه نیروی الاستیسیته در شُش‌ها و ماهیچه‌های تنفسی است.[۲]
تبادل گازی

عملکرد عمدهٔ سیستم تنفسی تبادل گاز بین محیط خارجی و سیستم گردش خون در یک موجود یا ارگانیسم زنده‌است. در انسان و سایر پستانداران، این تبادل گازی شامل اکسیژن‌دهی خون و گرفتن همزمان دی‌اکسید کربن و سایر مواد زائد حاصل از سوخت و ساز بدن از گردش خون است.[۳] به همراه این تبادل گازی، تعادل اسید و باز بدن نیز به عنوان بخشی از حفظ هموستاز بدن صورت می‌گیرد. اگر تنفس کامل و مناسب نباشد دو وضعیت متضاد می تواند رخ دهد٬ اسیدوز تنفسی که یک بیماری تهدیدکننده زندگی است، و آلکالوز تنفسی دیگر وضعیت ناهماهنگ در بدن است.
سامانه ایمنی

سلول‌های اپیتلیال در مجرای تنفسی می توانند انواع مولکولها را برای کمک به ایمنی شُش‌ها ترشح نمایند. ایمونوگلوبولین تراوشی یا IgA و کالکتین(شامل سورفاکتانت نوعA و D) و دیگر پپتیدها و پروتئازها، گونه‌های اکسیژن واکنش پذیر و نوعی نیتروژن واکنش پذیر همه توسط سلول‌های اپی‌تلیال مسیر و لوله تنفسی ساخته و تراوش می‌گردند.
بیماری‌ها
نوشتار اصلی: بیماری تنفسی

بیماری‌های دستگاه تنفسی به چهار گروه اصلی تقسیم می‌شوند:

    شرایط انسدادی (مانند بیماری مزمن انسدادی ریه٬ برونشیت٬ آسم)
    شرایط بازدارندگی و محدود کننده (مانند افیوژن مایع جنب٬ سارکوئیدوز٬ فیبروز)
    بیماری‌های شریانی‌وریدی (مانند ادم ریه٬ آمبولی ریه)
    بیماری‌های عفونی٬ زیست‌محیطی و غیره (مانند سینه‌پهلو٬ سل٬ آزبستوز٬ آلودگی هوا)

مژک

مُژَک‌ها زائده‌های سیتوپلاسمی و میکروسکوپی برخی از ساختارهای زیستی (مانند سلول‌های پوششی دیواره ٔ داخلی قصبةالریه در انسان) و برخی جانوران تک‌سلولی هستند.[۱]

مژک‌های لرزان زوائد سیتوپلاسمی پرزمانندی هستند که گِردِ بدن دسته‌ای از جانوران تک‌سلولی را فراگرفته بدین مناسبت این دسته از جانوران تک‌سلولی را مژک‌داران می‌گویند.[۲]

مژک‌های تنفسی در مجاری انتهایی تنفسی قرار گرفته با حرکت مداوم خود آلاینده‌های ریز را به خارج از دستگاه تنفسی می‌رانند.[۳]

مژک‌ها از ریزلوله‌ها ساخته شده‌اند. به طور معمول در پیرامون دو جفت ریزلولهٔ مرکزی، ۹ جفت ریزلوله در آرایشی پرتومانند موسوم به ۹+۲ قرار گرفته‌اند. مژک از تاژک ریزتر است.

در افراد سیگاری مژک ها از بین می روند وبه همین دلیل مجبور به سرفه می شوند ، پس مژک ها نقش مهمی در پاک سازی هوای دم دارند.
ریشه واژه

واژه ی مژک دیس پهلوی واژه ی مژه می باشد و از موی+ژک(ژه) به معنی موی ریز ساخته شده است.

تاژک

تاژک یا فلاژل در موجودات ذره‌بینی وسیله‌ی حرکت آن‌ها محسوب می‌شود. تاژک در برخی خانواده‌های باکتریایی دارای خواص آنتی ژنتیکی بالایی می‌باشد و طبقه‌بندی این سری باکتری‌ها بر اساس خواص باکتریایی تاژک آنها میباشد. [۱]
Physical model of a bacterial flagellum

برخی یوکاریوتها از گروه دوتاژکان و برخی از تک‌تاژکان هستند.
ساختار

بازده تاژک‌ها نزدیک به ۱۰۰ درصد یعنی ۹۹.۹۹۹۹٪ میباشد.

دوتاژکان

دوتاژکان (نام علمی: Bikonta) نام یک گروه (subdomain) از حوزه یوکاریوت است. این یوکاریوتها دو تاژک دارند. درگذشته تقسیم بندیهای مختلفی وجود داشت ازجمله دوتاژکان به گروههای اکسکاواتا Excavata، (گیاهان و جلبکها)Archaeplastida ، هکروبیا و SAR = Stramenopiles + Alveolata + Rhizaria تقسیم می‌شدند؛ تک تاژکان به گروههای Opisthokonta (جانوران و قارچها) و آمیبها (Amoebozoa). امروزه این تقسیم بندی کمتر بکار می‌رود.