• تعداد بازديد :
  • پنج شنبه 1395/02/30
  • تاريخ :

تشخیص سرما و گرما با حس لامسه

تشخیص سرما و گرما با حس لامسه

تا به حال سعی کرده اید دمای آب یک استخر را حدس بزنید؟ در یک روز گرم ممکن است آب استخر در ابتدا سرد به نظر برسد، اما هنگامی که در آب غوطه ور شوید دمای آن را حس نخواهید کرد. با این وجود در یک روز سرد آبی با همان درجه حرارت ممکن است از همان ابتدا برایتان دمای بسیار مناسبی داشته باشد. آیا بدن ما مجهز به ابزاری برای تشخیص دمای دقیق است یا تمام این ها به صورت نسبی است؟

تشخیص سرما و گرما با حس لامسه

 این سوالات ممکن است شما را در مورد نحوه ی جمع آوری اطلاعات از محیط اطراف توسط بدن ما و بررسی و ایجاد درک از جهان کنجکاو کند. فعالیت علمی زیر را انجام دهید و مرتبه ی بعد که می خواهید در یک روز گرم تابستانی در استخر شنا کنید دلیل احساس سرمای اولیه در آن را خواهید دانست.

تشخیص سرما و گرما با حس لامسه

پیش زمینه:

دستان ما و به ویژه نوک انگشتانمان به خوبی قادر به جمع آوری اطلاعات حسی از محیط اطراف خود هستند. آنها تعداد بسیار زیادی گیرنده های حسی دارند. شرایط خارجی از جمله دما و جنس، این گیرنده ها را به تولید سیگنال های الکتریکی تحریک می کند. این سیگنال ها از طریق یک عصب حسی در طول بازوی انسان به مغز می رسد و در آنجا مورد پردازش و مقایسه با تجربه-های گذشته قرار می گیرد و در نهایت برچسب گذاری می شود. 

تشخیص سرما و گرما با حس لامسه

هر گیرنده توسط یک محرک خاص به کار می افتد. گیرنده های حرارتی تغییرات دما را شناسایی می کنند. ما مجهز به گیرنده های حرارتی هستیم که توسط شرایط دمایی سرد فعال می شوند. همچنین گیرنده هایی که توسط شرایط دمایی گرم فعال می شوند. گیرنده های گرم با دریافت حس گرما یا انتقال حرارت به داخل بدن سرعت سیگنال های خود را افزایش می دهند. سرد شدن یا خروج حرارت از بدن منجر به کم شدن سرعت سیگنال ها می شود. در مقابل گیرنده های سرما سرعت سیگنال های خود را با سرد شدن افزایش و با گرم شدن کاهش می دهند. 

تشخیص سرما و گرما با حس لامسه

زمانی که گیرنده ها طولانی مدت در معرض شرایط خاصی مثلاً گرما قرار بگیرند اتفاقی جالب رخ می دهد: گیرنده ها خسته می شوند و فعالیت خود را کاهش می دهند. به همین دلیل پس از گذشت زمان طولانی دیگر آن حس اولیه را نسبت به شرایط ندارید. آیا این کم شدن حس می تواند بر آنچه که پس از آن حس می کنیم تأثیرگذار باشد؟ فعالیت علمی زیر را انجام دهید تا پاسخ این سوال را بیابید.

تشخیص سرما و گرما با حس لامسه

مواد و وسایل مورد نیاز:

سه ظرف بزرگ به اندازه ای که بتوانید هر دو دست خود را در آنها فرو ببرید.
آب گرم (آب نباید زیاد داغ باشد. قبل از اینکه دستان خود را در ظرف ها ببرید حتماً دمای آب را تست کنید. اگر گرمای آن آزاردهنده است دستان خود را در دمای اتاق نگه دارید و اجازه دهید دمای آب مناسب تر شود.)
آب با دمای اتاق
آب سرد (می توانید چند تکه یخ به آب با دمای اتاق اضافه کنید.)
حوله برای خشک نگه داشتن سطح کار
ساعت برای اندازه گیری زمان

 

آماده سازی:

یک سطح کار آماده کنید و روی آن یک حوله پهن کنید تا سطح خیس نشود. همچنین هر جسمی که نباید خیس شود را از نزدیکی محیط کار بردارید.
یکی از ظرف ها را با آب خیلی سرد پر کنید. (می توانید تعدادی یخ در آب با دمای معمولی بریزید تا آب سرد آماده شود.)
ظرف دوم را با آب با دمای معمولی پر کنید.
در ظرف سوم آب گرم بریزید. دقت داشته باشید که آب زیاد داغ نباشد. دمای آن باید به گونه ای باشد که بتوانید به راحتی دستانتان را در آن برای مدتی تقریباً طولانی نگه دارید.

تشخیص سرما و گرما با حس لامسه

روش کار:

دست راست خود را داخل ظرف با آب سرد فرو کنید. دمای آب به نظرتان سرد است یا خیلی سرد؟
دست چپ خود را در ظرف با آب گرم فرو کنید. چه حسی از آب این ظرف دارید؟
پس از ماندن دست هایتان در این ظرف ها به مدت یک یا دو دقیقه، به دمای هر ظرف توجه کنید. آیا آب سرد به همان اندازه که در ابتدا سرد بود اکنون نیز حس می شود؟ آب گرم چطور؟ اگر حس شما از دمای آب داخل ظرف ها عوض شده است، به نظرتان دلیل، تغییر دمای آب در این زمان کوتاه است یا اینکه درک شما از دما تغییر کرده است؟
 
حال به طور همزمان هر دو دست خود را از ظرف آب گرم و ظرف آب سرد بیرون بیاورید و آنها را در ظرف حاوی آب با دمای معمولی فرو کنید. چه حسی از دمای آب داخل این ظرف دارید؟ آیا آب داغ است یا گرم یا ولرم یا سرد یا بسیار سرد؟ اگر تشخیص این مسئله دشوار است، به حسی که از هر کدام از دست هایتان به طور جداگانه دارید توجه کنید. آیا حس دستانتان نسبت به دمای آب یکسان است؟

 

آزمایش های تکمیلی:

به جای استفاده از دو دست، انگشت اشاره ی یکی از دستانتان را در آب گرم و انگشت وسط همان دست را در آب سرد نگه دارید. سیگنال های حسی ایجاد شده توسط گیرنده های حرارتی در این حالت از یک عصب حسی در طول بازو حرکت می کنند تا به مغز برسند. آیا در این حالت نیز دو انگشت شما تفاوت دما را حس می کنند؟ آیا پس از گذشت یک دقیقه با قرار دادن هر دو انگشت در آب با دمای معمولی مانند قبل دو حس متفاوت از دمای آب خواهید داشت؟ حال با یک انگشت به طور همزمان یک تکه یخ و یک پارچه ی گرم را لمس کنید. آیا در این حالت می توانید حس کنید که نیمی از انگشتتان گرم و نیمی دیگر سرد است؟ با فرو بردن انگشتتان در آب با دمای معمولی چه حسی دارید؟
 
 در این فعالیت علمی دمای آب های سرد و گرم متفاوت است. حال اگر دستانتان را در تماس با اجسامی با دمای یکسان که به ظاهر دمای متفاوتی دارند مانند دستگیره ی فلزی در، فرش و یا یک لباس پشمی قرار دهید چه اتفاقی می افتد؟ تمام این اجسام در دمای اتاق هستند اما به دلیل تفاوت در نحوه ی انتقال حرارت، دمای آنها متفاوت به نظر می رسد. اگر دو دست خود را برای مدت طولانی در تماس با دو جسم به این شکل قرار دهید و سپس جسم سومی را با هر دو دست لمس کنید (مثلاً شیشه) چه حسی خواهید داشت؟

تشخیص سرما و گرما با حس لامسه

مشاهده و نتیجه گیری:

آیا دست راستتان نسبت به آب با دمای اتاق حس گرما و دست چپ تان حس سرما دارد؟ هنگامی که در ابتدا دست راست خود را در آب سرد قرار می دهید، گیرنده های حرارتی سرما در دست شما سیگنال هایی تولید می کنند که پس از پردازش در مغز این آب  به عنوان آب سرد شناسایی می شود. از طرف دیگر با قرار دادن دست چپ تان در آب گرم، گیرنده های حرارتی گرما سیگنال هایی به مغز ارسال می کنند که در نهایت این آب به عنوان آب گرم شناخته می شود.
 
پس از گذشت مدتی، فعالیت گیرنده های حرارتی داخل دستان شما کم می شود و حس شما نسبت به سردی یا گرمی آب داخل ظرف ها کم می شود. با این وجود با قرار دادن هر دو دست در آب با دمای اتاق مغز دچار اشتباه می شود. دست راست شما در شرایطی وارد آب با دمای اتاق شده است که گیرنده های حرارتی سرما فعالیت کمی دارند و در مقابل گیرنده های حرارتی گرما کاملاً فعال هستند. جریان گرما به دست سرد سبب فعالیت گیرنده های حرارتی گرما می شود. مغز از این اتفاق نتیجه می گیرد که محیط اطراف گرم است. به همین دلیل دست راست شما آب را گرم تر از چیزی که در واقعیت است حس می کند.
 
روندی مشابه در مورد دست چپ شما نیز رخ می دهد که گیرنده های حرارتی گرما در هنگام ورود به آب با دمای اتاق فعالیت کمی دارند و جریان گرما از دست به محیط یعنی آب با دمای اتاق رخ می دهد. به همین خاطر دست چپ شما آب را سردتر از چیزی که در واقعیت است حس می کند.
 
به دلیل حس متفاوتی که دو دست شما از آب با دمای اتاق دارد، در درک دما گیج می شوید. مغز شما اطلاعات متناقضی در مورد دمای داخل ظرف با دمای اتاق در اختیارتان قرار می دهد. نتایج این فعالیت علمی نشان می دهد که درک انسان از دما تحت تأثیر محیط قبلی است که در آن قرار داشته است.

منبع:  SA

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تنظیم: نیلوفر یاقوتی

UserName