بالحجم الطبيعي

استكشف حجم الأحياء المجهرية ومقياسها.

لا يصعب فقط أن نستوعب الأشياء متناهية الصغر التي لا نستطيع أن نراها، بل من المدهش أيضًا أن نكتشف نطاق الأحجام في العالم المجهري. فتقارن هذه التجربة الأحجام النسبية للأجسام الحيوية التي لا يمكن أن نراها بالعين المجردة.

ملحوظة تعليمية متعلقة بكوفيد-19: الفيروسات أصغر بكثير من الخلايا البشرية؛ حتى إنها أصغر من البكتيريا الموجودة في أجسامنا. وهذا الحجم متناهي الصغر يجعلها أصغر من أن تُرى باستخدام المجهر الضوئي؛ فلا يمكن الكشف عنها بدون وسائل أخرى. كذلك، فإن حجمها هذا يجعلها صغيرة بما يكفي لتنتقل على قطرات رذاذ العطس الدقيقة.

الأدوات والخامات

• نسخة مطبوعة من هذه المرفقات (ثلاث مجموعات من الملصقات).
• مقص (لقص الملصقات).
• منضدة كبيرة للعمل عليها.

التجميع

قُص الملصقات وقَسِّمها في مجموعات.

ماذا تفعل وماذا تلاحظ؟

خمّن الأحجام النسبية لكل من الأجسام المذكورة، ورتبها من الأصغر إلى الأكبر.

ماذا كانت النتيجة؟ انظر إلى القائمة أدناه.

ما الذي يحدث؟

عندما تحاول ترتيب تلك الأجسام حسب الحجم، تدرك النقطة التي يصعب فيها التخيل البصري. فيمكنك بسهولة رؤية النمل والنقاط مقاس 24-بنط، على سبيل المثال؛ ولكن ماذا عن البكتيريا أو قطرات رذاذ العطس؟

يتفاعل البشر مباشرة فقط مع الأشياء التي يكون حجمها في نطاق بضع رتب مقدارية لمقياس الطول الخاص بنا: حوالي متر. ويصعب علينا استيعاب الأحجام النسبية للأشياء ذات مقاييس الطول الأصغر كثيرًا مما نراه بأعيننا؛ فتبدو «دقيقة» أو «مجهرية» فحسب.

القائمة أدناه تضع كل جسم هنا في ترتيبه حسب حجمه التقريبي:

• الحمض النووي (قطر الشريط الواحد): 2 نانومتر.
• البروتين: 5-50 نانومترًا.
• الجسم المضاد (بروتين كبير): 15 نانومترًا.
• الريبوسوم: 25 نانومترًا.
• الفيروس: 20-100 نانومتر.
• غطاء الوجه الطبي N95 (درجة احترافية): 300 نانومتر.
• طول موجة الضوء الأزرق: 400 نانومتر.
• قطرة رذاذ العطس: 0.5-12 مايكرومترًا.
• البكتيريا: 1-5 مايكرومتر.
• الخلية البشرية: 10-100 مايكرومتر.
• نقطة مقاس 24-بنط: 1 ميليمتر.
• النملة: 5 ميليمتر.

القياس المتري للحجم

1 متر (م m) = 1م

10 ديسيمتر (دسم dm) = 1م

100 سنتيمتر (سم cm) = 1م

1,000 ميليمتر (مم mm) = 1م

1,000,000,000 نانومتر (نم nm) = 1م

المضي قدمًا

جرّب أن تُباعد بين ملصقات كل الأجسام نسبة للأجسام الأخرى، كما لو كانت تمثل القيم على مسطرة. ما أفضل طريقة لوضعها على مسافات بحيث تسع المنضدة كل شيء؟ إذا أردنا أن نرى ما يحدث داخل الفيروس، فما مقدار التكبير الذي نحتاج إليه؟

قد تلاحظ أن صف الأجسام حسب الحجم يجعل من الصعب أن نباعد بينها على المنضدة. والتفاعلات الحيوية تحدث على مقاييس طول يشمل نطاقها عدة رتب مقدارية. عند التعامل مع تلك النطاقات من الحجم، قد يكون أسهل أن نستخدم المقياس اللوغاريتمي؛ إذ توضع المسافات باستخدام قوى العشرة.

Exploratorium, 2020 

by the Exploratorium 2020 ©