આનુવંશિકતા (Heredity):- 

પ્રજનનક્રિયાનું સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિણામ નવી સંતતિના સજીવોની સમાન ડિઝાઇન કે બંધારણ હોવું તે છે.

આનુવંશિકતા નિયમમાં આ પ્રક્રિયાનું નિર્ધારણ કરે છે કે જેના દ્વારા વિવિધ લક્ષણો પૂર્ણ વિશ્વસનીયતાની સાથે વંશપરંપરાગત (આનુવંશિક) બને છે. 

આનુવંશિક લક્ષણો (Inherited Traits):- 

બાળકમાં માનવના બધા આધારભૂત લક્ષણ હોય છે છતાં પણ પૂર્ણસ્વરૂપે તેઓ પોતાના પિતૃઓ જેવા દેખાતા નથી અને માનવવસ્તીમાં આ ભિન્નતા સ્પષ્ટ દેખાઈ આવે છે.

આનુવંશિક લક્ષણો માટેના નિયમો – મેન્ડલનુ યોગદાન

(Rules for the inheritance of Traits – Mendel’s Contributions):- 

વટાણામાં છોડની ઊંચાઇ ના લક્ષણ માટે જનીન T પ્રભાવી છે અને જનીન t પ્રછન  છે મેન્ડલ ના પ્રયોગ ના આધારે સમજાવો

• માનવમાં લક્ષણોની આનુવંશિકતાના નિયમો એ બાબત પર આધારિત છે કે માતા તેમજ પિતા બંને  સમાન પ્રમાણમાં આનુવંશિક પદાર્થનું સંતતિ (બાળક)માં સ્થળાંતર કરે છે.?
• મેન્ડલે વટાણાના છોડના અનેક વિરોધાભાસી લક્ષણોનો અભ્યાસ કર્યો કે જે સ્થૂળ સ્વરૂપે દેખાઈ આવે છે. 
• ઉદાહરણ તરીકે, ગોળાકાર બીજ–ખરબચડા બીજ, ઊચો છોડ-નીચો છોડ, સફેદ પુષ્પ- જાંબલી પુષ્પ વગેરે.
• તેમણે ભિન્ન લક્ષણોવાળા વટાણાના છોડને લીધા. જેમકે ઊચો છોડ અને નીચો છોડ. તેનાથી પ્રાપ્ત બાળપેઢીમાં ઊંચા તેમજ નીચા છોડની ટકાવારીની ગણતરી કરી.
•  પ્રથમ બાળપેઢી અથવા F1, પેઢીમાં કોઈ પણ છોડ મધ્યમ ઊંચાઈના ન હતા. બધા જ છોડ  ઊંચા હતા. આનો અર્થ એ થાય કે બે લક્ષણોમાંથી માત્ર એક જ પિતૃ લક્ષણ જોવા મળે છે. આ બંને લક્ષણોની મિશ્ર અસર પણ જોવા મળતી નથી. 
• મૅન્ડલના પ્રયોગોમાં બે પ્રકારના પિતૃક લક્ષણો ધરાવતા છોડ તેમજ F1, પેઢીના બધા જ છોડ સ્વપરાગનયન દ્વારા  ઉગાડવામાં આવ્યા હતા.
• પૈતૃક પેઢીના છોડથી પ્રાપ્ત બધી સંતતિ પણ  ઊંચા છોડની હતી. પરંતુ F1 પેઢીના ઊંચા છોડની બીજી પેઢી એટલે  કે F1, પેઢીના બધા છોડ ઊંચા હોતા નથી. એટલે કે તેમાંના ¼ સંતતિ  નીચા છોડની હતી.
• આ દર્શાવે છે કે F1, પેઢીના છોડ દ્વારા ઉંચા તેમજ  નીચાપણા બંને લક્ષણોનું વહન થયું હતું. પરંતુ માત્ર ઊંચાપણાનુ લક્ષણ‌  જ વ્યક્ત કે અભિવ્યક્ત થઈ શક્યું હતું. 
• આમ, લીંગી પ્રજનન કે પરફલન દ્વારા ઉત્પન્ન થનારા સજીવોમાં કોઈ પણ લક્ષણની બે પ્રતિકૃતિઓ કે બે કારકો હોય છે જે આનુવંશિકતામાં વહન પામે છે. આ બંને એક –  સમાન હોઇ શકે છે અથવા બંને ભિન્ન પણ હોઈ શકે છે. જે તેમના પિતૃઓ પર નિર્ભર કરે છે. 
• આ પ્રવૃત્તિમાં ‘TT’ તેમજ “Tt’ બંને છોડ ઊંચા છે જ્યારે માત્ર ‘tt’ ધરાવતો નીચો છોડ છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો ‘T’ એકલા છોડને ઊંચા બનાવવા માટે પર્યાપ્ત છે જ્યારે નીચાપણા માટે ‘t’ના બંને વિકલ્પ કારકો જોઈએ છે. 
• ‘T’ ધરાવતા લક્ષણને ‘પ્રભાવી’ લક્ષણ કહેવાય છે ? જ્યારે જે લક્ષણો ‘t’ સાથે સંકળાયેલ છે તેને અપ્રભાવી કે પ્રચ્છન્ન લક્ષણ કહેવાય છે.

 

પ્રશ્ન : વટાણામાં બીજના રંગ અને આકારના લક્ષણો માટે વારસા ગમનની સમજૂતી આપો.

• મેન્ડેલે  વટાણાના આનુવંશિકતા ના અભ્યાસ માટે બે લક્ષણો બીજ નો રંગ અને બીજ આકાર પસંદ કર્યા.
• વટાણાના બે છોડમાં એક વિકલ્પી જનીનયુગ્મને સ્થાને બે વિકલ્પો જનીન યુગ્મોનો અભ્યાસ કરવા માટે સંકરણ કરાવવામાં આવ્યું. 
• પીળો રંગ અને ગોળાકાર બીજ  ધરાવતા છોડનું લીલા રંગ અને ખરબચડા બીજ ધરાવતા છોડની સાથે સંકરણ કરાવવામાં આવ્યું.
• F1, પેઢીના બધા છોડ પીળા રંગ અને ગોળાકાર બીજ ધરાવતા હતા.. આમ, પીળો રંગ અને ગોળાકાર બીજ પ્રભાવી લક્ષણ છે.
•  જ્યારે F1, સંતતિના છોડ વચ્ચે સ્વફલનથી  F2, પેઢીની સંતતિ માં ચાર વિવિધ પ્રકારના સંયોજન ધરાવતા છોડ ઉત્પન્ન થયા.
• મૅન્ડલ દ્વારા કરવામાં આવેલા પહેલા પ્રયોગને આધારે આપણે કહી શકીએ કે, સંતતિના કેટલાક છોડ પીળા રંગના ગોળાકાર બીજ ધરાવતા હોય અને કેટલાક છોડ લીલા રંગના અને ખરબચડા બીજ ધરાવતા હોય. 
• પરંતુ F2 પેઢીની સંતતિના કેટલાક છોડ નવું સંયોજન અભિવ્યક્ત કરે છે. તેમાંથી કેટલાક છોડ પીળા રંગના અને ખરબચડા બીજ ધરાવતા અને કેટલાક છોડ લીલા રંગના ગોળાકાર બીજ ધરાવતા હોય છે.

આમ, પીળા  રંગનું અને લીલા રંગનું લક્ષણ અને ગોળાકાર બીજ અને ખરબચડા બીજનું લક્ષણ સ્વતંત્ર રીતે  આનુવંશિકતા પામે છે. 

આ લક્ષણો પોતાની જાતે કેવી રીતે અભિવ્યક્ત થાય છે ?

(How do these Traits get Expressed? ):- 

લક્ષણો કેવી રીતે જનીનોનાં નિયંત્રણ હેઠળ હોય છે?

• કોષીય DNA એ કોષમાં આવેલ પ્રોટીન સંશ્લેષણ માટેની માહિતી સ્ત્રોત આપે છે. 
• DNA નો તે ભાગ જેમાં કોઈ પ્રોટીન માટે સુચના હોય છે, તે પ્રોટીનનો જનીન કહેવાય છે.
• પ્રોટીન વિવિધ લક્ષણોની અભિવ્યક્તિ ને નિયંત્રિત કરે  છે.
• વનસ્પતિ કે છોડની ઊંચાઈના એક  લક્ષણનું ઉદાહરણ લઈએ. આપણે જાણીએ છીએ કે, વનસ્પતિઓમાં કેટલાક અંતઃ સ્રાવ હોય છે, જે ઊંચાપણાનું નિયંત્રણ કરે છે. 
• આમ, કોઈ છોડના ઊંચાપણામાં આવેલા  તે અંત:સ્ત્રાવના પ્રમાણ પર નિર્ભર કરે છે. 
• વનસ્પતિના અંત:સ્ત્રાવનું પ્રમાણ તેની  ક્રિયાની કાર્યક્ષમતા પર નિર્ભર કરે છે. જેના દ્વારા તેની ઊંચાઈ નક્કી થાય છે. 
• ઉત્સેચક આ  ક્રિયા માટે મહત્વપૂર્ણ છે. જો આ ઉત્સેચક કાર્યક્ષમ રીતે કાર્ય કરે તો  અંતઃસ્ત્રાવ પર્યાપ્ત માત્રામાં નિર્માણ થાય અને છોડ ઊંચો થાય છે.
• જો પ્રોટીનના જનીનમાં  કોઈ પરિવર્તન આવે છે, તો નિર્માણ પામનારા પ્રોટીનની કાર્યક્ષમતા પર અસર પડે છે. 
• તેની કાર્યક્ષમતા ઘટે છે. આમ, જો નિર્માણ પામનારા અંતઃસ્ત્રાવની માત્રા પણ  ઓછી થાય તો છોડ નીચો બને છે. આમ જનીનો, લક્ષણો (Traits)ને નિયંત્રિત કરે છે.

લિંગનિશ્ચયન (Sex Determination)

 

 લિંગનિશ્ચયન એટલે શું? પ્રાણીઓમાં વિવિધ પદ્ધતિ (રીત) જણાવો.

 ઉત્તર : 

એકલિંગી સજીવ કા તો નર હોય કાં તો માદા વ્યક્તિગત જાતિ ના લિંગ નક્કી કરવાની ક્રિયાવિધી ને લિંગનિશ્ચયન કહે છે

પ્રાણીઓમાં લિંગનિશ્ચયન ની પદ્ધતિ : 

જુદી જુદી જાતિઓ લિંગનિશ્ચયન માટે જુદા જુદા પ્રકારની પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે

દા. ત., (1) કેટલાંક સરીસૃપ પ્રાણીઓમાં લિંગનિશ્ચયન વાતાવરણ ના કારક જેવા કે તાપમાન પર આધાર રાખે છે :ઈંડા ને કયું તાપમાન મળે  છે તે બાબત વિકસતા પ્રાણીની નર કે માદા જાતિના નિશ્ચયના માટે નિર્ણાયક બને છે.

કાચબાના ઈંડા ને 30 °C કરતાં ઊંચું તાપમાન પ્રાપ્ત થાય તો, માદા તરીકે વિકાસ થાય છે.

મગરના ઈંડામાં ઊંચું તાપમાન નરનો વિકાસ પ્રેરે છે અને નીચું તાપમાન માદા નો વિકાસ પ્રેરે છે.

(2) મનુષ્યમાં  વ્યક્તિગત લિંગનિશ્ચયન લિંગી રંગસૂત્રો અને આના પર રહેલા જનીનો દ્વારા થાય છે. મનુષ્યમાં લિંગનિશ્ચયન આનુવંશિકતા પર આધારિત છે. પિતૃ માંથી આનુવંશિકતા પામતા જનીનો વડે લિંગનિશ્ચયન થાય છે.

મનુષ્યમાં લિંગ નિશ્ચયન વર્ણવો.

 

• મનુષ્ય માં વ્યક્તિગત લિંગનિશ્ચયન લિંગી રંગસૂત્રો અને

તેના પર રહેલા જનીનો દ્વારા થાય છે. મનુષ્ય માં લિંગ નિશ્ચય’ આનુવંશિકતા પર આધારિત છે. 

•  માનવના બધા જ રંગસૂત્રો સંપૂર્ણ રીતે યુગ્મ હોતાં નથી. માનવમાં મોટા ભાગનાં રંગસૂત્રો માતા અને પિતાના રંગસૂત્રોના પ્રતિકૃતિ સ્વરૂપે હોય છે. 
• તેની સંખ્યા 22 જોડ છે, પરંતુ યુગ્મ જેને લિંગી રંગસૂત્ર કહે છે. જે હંમેશાં સંપૂર્ણ યુગ્મમાં હોતું નથી. સ્ત્રીમાં રંગસૂત્રનું પૂર્ણ યુગ્મ હોય છે અને બંને રંગસૂત્રોને *X’ કહેવાય છે. 
•  પરંતુ પુરુષ (નર)માં આ જોડી પરિપૂર્ણ કે સંપૂર્ણ જોડમાં નથી. જેમાં એક રંગસૂત્ર સામાન્ય આકારનું *X* હોય છે, અને બીજું રંગસૂત્ર નાનું હોય છે જેને ‘Y’ રંગસૂત્ર કહે છે. 
• આમ, સ્ત્રીઓમાં‘ XX’ પુરુષમાં ‘XY’ રંગસૂત્ર હોય છે. 
• સામાન્ય રીતે અડધા બાળકો છોકરા તેમજ અડધા બાળકો છોકરી હોઈ શકે છે. 
• બધાં બાળકો, જે છોકરા કે છોકરીઓ હોઈ શકે છે તે પોતાની માતા તરફથી ‘X’ રંગસુત્ર મેળવે છે. 
• આમ, બાળકોના લિંગ નિશ્ચયનનો આધાર તેના પર રહેલો છે કે તેઓ તેમના પિતા તરફથી કયા પ્રકારનું  રંગસૂત્ર પ્રાપ્ત કરે છે. 

જે બાળકને પોતાના પિતા તરફથી’ X’ રંગસૂત્ર આનુવંશિકતાની દૃષ્ટિએ પ્રાપ્ત થશે તે છોકરી તેમજ જે બાળકને પોતાના પિતા તરફથી ‘Y’ રંગસૂત્ર આનુવંશિકતાની દૃષ્ટિએ પ્રાપ્ત થશે તે છોકરો બને છે.

ઉદ્દવિકાસ  (Evolution):-

ભમરાની વસ્તીમાં આનુવંશિક ભિન્નતાઓ ની મદદથી જૈવ ઉદવિકાસની પરિકલ્પના સમજાવો

• ધારો  કે 12 લાલ ભમરાઓ (Beetles)નો એક સમૂહ છે, તે લીલાં પર્ણોવાળી ઝાડીઓ (પર્ણોની ગીચતાવાળો પ્રદેશ)માં રહે છે. 
• તેમની વસ્તી લિંગી પ્રજનન દ્વારા વૃદ્ધિ કરે છે જે જનીનિક વિભિન્નતાઓ ઉત્પન્ન કરી શકે છે.
• કલ્પના કરીએ કે, કાગડાઓ ભમરાઓને ખાઈ જાય છે. કાગડા જેટલા  પણ ભમરાઓને ખાઈ જશે તેટલા ભમરા પ્રજનન માટે ઓછા પ્રાપ્ત થશે. 
• પહેલી સ્થિતિમાં, પ્રજનન દરમિયાન એક રંગની વિભિન્નતાનો ઉદ્ભવ થયો છે. જેથી, વસ્તીમાં લાલ રંગ સિવાયના એક લીલો ભમરો દેખાય છે. 
• લીલો ભમરો પોતાનો રંગ પોતાના સંતાનમાં આનુવંશિકતાના આધારે દાખલ કરે છે. 
• જેના કારણે તેની બધી સંતતિનો રંગ લીલો હોય છે. કાગડાઓ લીલાં પર્ણની ગીચતામાં લીલા ભમરાને જોઈ શકતા નથી. 
• આમ, તેઓને ખાઈ પણ શકતા નથી. (કારણ કે લીલાં પર્ણો સાથે રહેલા લીલા ભમરા ઓળખી શકતા નથી.). 
• લીલા ભમરાની સંતતિનો શિકાર થતો નથી જ્યારે લાલ ભમરાની સંતતિનો સતત શિકાર થતો રહે છે.
• પરિણામ સ્વરૂપે, ભમરાઓની વસ્તીમાં લાલ ભમરાઓની તુલનામાં લીલા ભમરાઓની સંખ્યા વધી જાય છે.
• બીજી પરિસ્થિતિમાં પ્રજનન સમયે એક રંગની ભિન્નતાનો ઉદભવ થાય છે, પરંતુ આ સમયે ભમરાનો રંગ લાલ થવાની જગ્યાએ વાદળી બને છે. 
• આ ભમરો પણ પોતાના રંગની અલગ પેઢીની આનુવંશિકતા દર્શાવી શકે છે. પરિણામ સ્વરૂપે આ ભમરાની બધી સંતતિ વાદળી રંગની હોય છે. 
• કાગડા વાદળી અને લાલ રંગના ભમરાને લીલાં પર્ણોમાં સરળતાથી ઓળખી શકે છે અને શિકાર કરે છે.
• વસ્તીનું કદ જેમ-જેમ વધતું જાય છે તેમાં ખૂબ જ ઓછા વાદળી ભમરા હોય છે, પરંતુ મોટાભાગના લાલ રંગના ભમરા હોય છે. 
• પરંતુ આ સ્થિતિમાં એક  હાથી ત્યાં આવે છે અને તે ઝાડીઓને વેરવિખેર કરી નાખે છે. જેમાંથી કેટલાક ભમરા બચી જાય છે અને ઘણાબધા ભમરા મરી જાય છે. 
• સંજોગોવશાત્ કેટલાક વાદળી ભમરા બચી જાય છે. જેથી તેમની વસ્તી ધીમે-ધીમે વધતી જાય છે, જેથી આમ વસ્તીમાં મોટા ભાગના ભમરા વાદળી હોય છે. 
• તે સ્વાભાવિક છે કે બંને પરિસ્થિતિમાં દુર્લભ ભિન્નતા હતી. સમયના અંતરાલમાં એક  સામાન્ય લક્ષણ બની ગયું. 
• બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, આનુવંશિકતા લક્ષણની  પેઢીઓમાં આવૃત્તિમાં પરિવર્તન આવે છે. કારણ કે જનીન જ લક્ષણોનું નિયંત્રણ કરે છે. 
• જેટલા વધારે કાગડા હશે તેટલા વધારે લાલ ભમરાઓનો શિકાર થશે અને  વસ્તીમાં લીલા ભમરાઓનો ગુણોત્તર કે સંખ્યા વધતી જશે. 
• આમ, પ્રાકૃતિક પસંદગી ભમરાની વસ્તીમાં થતા વિકાસ તરફ જઈ રહી છે. આ ભમરાને વસ્તીમાં અનુકૂળતા દર્શાવી રહી છે કે જેનાથી વસ્તી પર્યાવરણમાં સારી રીતે રહી શકે છે.
•  બીજી પરિસ્થિતિમાં, રંગ-પરિવર્તનથી અસ્તિત્વ માટે કોઈ લાભ મળ્યો નહિ ! વાસ્તવમાં આ  સંજોગોવશાત્ થયેલી એક દુર્ઘટનાનું કારણ છે કે એક રંગના ભમરાની વસ્તી બચી જાય છે.
• જેથી વસ્તીનું સ્વરૂપ બદલાઈ જાય છે. જો ભમરાની વસ્તીનું કદ વધારે મોટું હોત તો  હાથીના પગનો તેના પર કોઈ પ્રભાવ પડતો નથી. આમ, નાની વસ્તીમાં દુર્ઘટનાઓ કોઈ પણ જનીનની આવૃત્તિને પ્રભાવિત કરી શકે છે.
• હવે, ત્રીજી પરિસ્થિતિને જોઈએ તેમાં ભમરાની વસ્તી વધવાની શરૂઆત કરે છે, ઝાડીઓમાં  વનસ્પતિને રોગ લાગી જાય છે. ભમરાઓ માટે પર્ણો ઓછા થઈ જાય છે. પરિણામે ભમરાને અલ્પ પોષણ પ્રાપ્ત થાય છે. 

ભમરાના સરેરાશ જૈવભારમાં તુલનાત્મક રીતે ઊણપ આવે છે. કેટલાક વર્ષો પછી આવી રોગ ગ્રસ્ત સ્થિતિમાં પણ ભમરાઓની  કેટલીક પેઢીઓ જળવાઈ રહે છે.

ઉપાર્જીત તેમજ આનુવંશિક લક્ષણો (Acquired and Inherited Trails):- 

ઉત્તર : સજીવના જે લક્ષણો પર્યાવરણ સાથેની આંતરક્રિયાથી વિકસાવેલા  હોય અને જે આનુવંશિક હોતા નથી, તેને ઉપાર્જિત લક્ષણો કહે છે.

બિનપ્રજનનકોષોમાં થતા ફેરફાર, પ્રજનન કોષ DNA માં અસર કરતા નથી અને અનુગામી પેઢીઓમાં વારસાગમન પામતા નથી. તેથી આ લક્ષણો ઉપાર્જિત લક્ષણો છે,

દૈહિક પેશીઓમાં થતા ફેરફાર, લિંગી કોષના DNA માં દાખલ થઈ શકતા નથી. કોઈ વ્યક્તિ ના જીવન કાળમાં પ્રાપ્ત કરેલ અનુભવ સંતતિઓમાં વહન પામતા નથી અને વિકાસ માં અગત્યના પણ હોતા નથી. 

ઉપાર્જિત લક્ષણોના ઉદાહરણ : (1) ખોરાક કે પોષણના અભાવથી ભમરા ના શરીરના જૈવભાર માં ઘટાડો થાય છે, પોષણના અભાવ ને કારણે ઓછા જૈવભાર વાળા ભમરાનું આ લક્ષણ તેની સંતતિમાં વારસાગત કે આનુવંશિક થતું નથી.

(2) ઉંદરની પૂંછડીને  કેટલીક પેઢીઓ સુધી શસ્ત્રક્રિયા દ્વારા કાપીને દૂર કરવામાં આવે છે, પરંતુ પૂંછડી વગરની સંતતિ પ્રાપ્ત થતી નથી, કારણ કે પૂંછડી કાપવા થી જનનકોષોના જનીન પર કોઈ પ્રભાવ પડતો નથી.

(૩) મનુષ્ય દ્વારા કોઈ કળા શીખવી,, માનવી દ્વારા પોતાની સ્થાનિક ભાષા ઉપરાંત અન્ય ભાષા લખવી કે બોલવી,સાઇકલ ચલાવવી,વગેરે.

 

(2) આનુવંશિક લક્ષણો

 

ઉત્તર : સજીવોનો જે લક્ષણો પિતૃ ના પ્રજનનકોષોના DNAમાં ફેરફાર થવાને કારણે અસ્તિત્વમાં આવતા હોય તેને આનુવંશિક લક્ષણો કહે છે.

આનુવંશિક લક્ષણોના ઉદાહરણ : ( 1 ) મનુષ્યમાં ચામડીનો  રંગ,

આંખનો રંગ, વાળનું સ્વરૂપ વગેરે.

( 2 ) વટાણાના છોડ ની ઊંચાઈ, બીજનો આકાર, પુષ્પ નો રંગ,

પુષ્પ નું સ્થાન વગેરે.

(3) લીલા રંગના  પર્ણ પર વસવાટ કરતી ભમરાની વસ્તી લાલ રંગની છે. લાલ રંગ માટે જવાબદાર જનીનમાં ફેરફાર થાય છે.

લિંગી પ્રજનન માં પ્રજનન કોષ દ્વારા આ જનીન વારસામાં વહન પામે છે અને પરિણામે લાલ રંગના  પિતૃ ભમરાની સંતતિ માં લીલા રંગનો એક ભમરો ઉદ્ભવે છે. ભમરા નો લીલો રંગ આનુવંશિક લાક્ષણિકતા છે અને બીજી પેઢી મા ઊતરી આવે છે.

આમ, આનુવંશિક લાક્ષણિકતાઓ ઉદવિકાસ નો અનિવાર્ય હેતુ છે.

 જાતિ નિર્માણ (Speciation):- 

જાતિ નિર્માણની ક્રિયાવિધી સમજાવો.

 

•   જ્યારે ભમરાઓનો  સમૂહ બે ભિન્ન વસ્તીઓમાં વહેંચાઈ જાય અને એકબીજા સાથે પ્રજનન કરવા માટે અસમર્થ બને છે ત્યારે તે બે સ્વતંત્ર જાતિ તરીકે વર્તે છે.

 

•  જો ઝાડીઓ કે જેના પર ભમરાઓ ખોરાક મેળવવા માટે આધાર રાખતા હતા તેની જગ્યાએ ઝાડી  એક પર્વતમાળાના મોટા વિસ્તારમાં ફેલાઈ જાય તો પરિણામરૂપે વસ્તીનું કદ પણ વિશાળ થઈ જાય છે. 

 

• પરંતુ  ભમરા વ્યક્તિગત ભમરા પોતાના ખોરાક માટે જીવનભર પોતાની આસપાસની કેટલીક ઝાડીઓ પર જ નિર્ભર રહે છે. તેઓ વધારે દૂર જઈ શકતા નથી. 

 

• આમ, ભમરાઓની આ વિશાળ વસ્તીની આસપાસ ઉપવસ્તી બને છે. કારણ કે નર તેમજ  માદા ભમરા પ્રજનન માટે જરૂરી છે. 

 

• આમ, પ્રજનન સામાન્યતઃ આ ઉપવસ્તીના સભ્યોની વચ્ચે જ દર્શાવાય જોકે કેટલાક સાહસિક ભમરા એક સ્થાનથી બીજા સ્થાન પર જઈ શકે અથવા કાગડા ભમરાને એક સ્થાનથી ઉપાડીને તેને નુકસાન પહોંચાડ્યું વગર બીજા સ્થાન પર મૂકી શકે છે. 

 

• બંને પરિસ્થિતિઓમા બિન પ્રવાસી કે અપ્રવાસી ભમરા સ્થાનીય વસ્તીની સાથે જ પ્રજનન કરશે . પરિણામ સ્વરૂપે અપ્રવાસી ભમરાનો જે નવી વસ્તીમાં પ્રવેશ થાય છે.  
• આ પ્રકારનો જનીન પ્રવાહ તે વસ્તીઓમાં વહન પામી રહ્યો છે. જે આંશિક રીતથી અલગ-અલગ છે; પરંતુ સંપૂર્ણપણે અલગ હોતી નથી. 

 

• પરંતુ જો આ પ્રકારની બે ઉપવસ્તીઓના મધ્યમાં એક વિશાળ નદી આવી જાય તો બંને વસ્તી વધારે સ્થાયી બની જાય છે. બંનેની વચ્ચે જનીન-પ્રવાહનું સ્તર હજુ પણ ઘટી જાય છે. 

 

• ભૌગોલિક સ્વરૂપથી ભિન્નતા આ વસ્તીઓમાં પ્રાકૃતિક પસંદગીની રીત પણ ભિન્ન હોય છે. આમ, ઉદાહરણ તરીકે, એક ઉપ-વસ્તીની સીમામાં સમડી દ્વારા કાગડાઓ સમાપ્ત થઈ જાય છે. 
•   પરંતુ બીજી ઉપ-વસ્તીમાં આ ઘટના થતી નથી. જ્યાં કાગડાઓની સંખ્યા ખૂબ વધારે હોય છે. પરિણામરૂપે પહેલાં સ્થાન પર ભમરાનો લીલો રંગ (લક્ષણ)ની પ્રાકૃતિક પસંદગી થતી નથી. જયારે બીજા સ્થાન પર તેની પસંદગી થશે.

 

• રંગસૂત્રોની સંખ્યામાં પરિવર્તન, બે વસ્તીના સભ્યોના પ્રજનન કોષોનું સંમેલન કરવામાં અસમર્થ હોય છે અથવા સંભવ છે કે આવી વિભિન્નતા ઉત્પન્ન થઈ જાય, જેમાં લીલા રંગના માદા ભમરા, લાલ રંગના નરની સાથે પ્રજનનક્ષમતા ગુમાવી દે છે.

 

• તે માત્ર લીલા રંગના નર ભમરાની સાથે જ પ્રજનન કરી શકે છે. આ લીલા રંગની પ્રાકૃતિક પસંદગી માટે એક અત્યંત દ્ઢ પરિસ્થિતિ છે. 

 

• હવે જો એવી લીલા રંગની માદા ભમરા, બીજા સમૂહના લાલ રંગના નર સાથે મળે છે તો તેનો વ્યવહાર એવો થઇ જશે કે તેમની વચ્ચે પ્રજનન ન થઈ શકે. પરિણામે ભમરાઓની નવી જાતિનું નિર્માણ થાય છે.

ઉદ્દવિકાસ અને વર્ગીકરણ  (Evolution and Classification):- 

 

•   કેટલીક આધારભૂત લાક્ષણિકતા મોટા ભાગના સજીવોમાં સમાન હોય છે. કોષ બધા સજીવોનો આધારભૂત એકમ છે.

 

•  વર્ગીકરણના આગળના  સ્તર પર કોઈ લાક્ષણિકતા મોટા ભાગના સજીવોમાં સમાન  જ હોય છે, પરંતુ બધા સજીવોમાં હોતું નથી. 

 

• કોષની સંરચનાના આધારભૂત લાક્ષણિકતાનું એક ઉદાહરણ કોષમાં કોષકેન્દ્રની હાજરી હોવી કે ન હોવી તે છે. જે વિવિધ સજીવોમાં ભિન્ન હોય છે. 

 

•   જીવાણુ કોષ (બેક્ટેરિયા કોષ)માં સુવિકસિત કોષકેન્દ્ર હોતું નથી. જ્યારે મોટા ભાગના બીજા સજીવોના કોષોમાં કોષકેન્દ્ર સુવિકસિત મળી આવે છે. 

 

• કોષકેન્દ્ર યુક્ત કોષવાળા સજીવોને એકકોષીય અથવા બહુકોષીય સજીવોના લક્ષણો શારીરિક સંરચનામાં એક આધારભૂત ભિન્નતા દર્શાવાય છે. 

 

•   જે કોષો તેમજ પેશીઓના વિશિષ્ટીકરણના કારણે હોય છે. બહુકોષીય સજીવોમાં  પ્રકાશસંશ્લેષણ થવું કે ન થવું, તે વર્ગીકરણનુ આગળનું સ્તર છે.

 

•  આ બહુકોષીય સજીવો જેમાં પ્રકાશસંશ્લેષણ થતું નથી. તેમાં કેટલાક સજીવ એવા છે કે જેમાં અંતઃકંકાલ હોય છે અને કેટલાક બાહ્ય બાહ્યકંકાલનું લક્ષણ એક અન્ય પ્રકારની આધારભૂત રચનાનો ભેદ હોય છે. 

 

•   બે જાતિ જેટલી  વધારે લક્ષણોમાં સમાનતા ધરાવે તેમના સંબંધ પણ એટલો જ નજીકનો હોય છે. જેટલી વધારે સમાનતાઓ તેમાં હશે તેનો ઉદભવ પણ નજીકમાં અને ભૂતકાળમાં સમાન પૂર્વજો માંથી થયેલ હશે. 

 

• આપણે આને ઉદાહરણની મદદથી સમજી શકીએ છીએ. એક ભાઈ તેમજ એક બહેન વધારે નજીકના સંબંધી છે. તેનાથી પહેલી પેઢીમાં તેમના પૂર્વજ સમાન  હતાં એટલે કે તેઓ એક જ માતા-પિતાના સંતાન છે.

 

•    છોકરીના કાકાના કે મામાનાં ભાઈ-બહેન (1st Cousin) પણ તેનાથી સંબંધિત હોય છે, પરંતુ તેના પોતાના ભાઈથી ઓછો નજીકનો સંબંધ  છે. તેનું મુખ્ય કારણ એ છે કે તેઓ પૂર્વજ સમાન છે, એટલે કે દાદા-દાદી જે તેમની બે પેઢી પહેલાના છે નહિ કે એક પેઢી પહેલાના. 

જાતિ કે સજીવોનું વર્ગીકરણ તેના વિકાસના સંબંધોનું પ્રતિબિંબ છે.

ઉદ્દ્વિકાસીય સંબંધોને શોધવા (Traning Evolutionary Relationships):- 

 

  સમમૂલક અંગો કઈ રીતે ઉદવિકાસ ના પુરાવા આપે છે?

ઉત્પત્તિ તેમજ રચના ની દ્રષ્ટિએ સરખા હોય પરંતુ કાર્યની રીતે અલગ અલગ હોય તેવા અંગોને સમમૂલક અંગો કહે છે.

દા.ત. ગરોળી નું અગ્ર ઉપાંગ, પક્ષીની પાંખ,મનુષ્યનો હાથ, દેડકાના અગ્ર ઉપાંગ.

આ રીતે ઉપાંગ ના પાયા ની રચના સરખી હોવા છતાં વિવિધ પૃષ્ઠવંશીઓમા વિવિધ કાર્યો કરવા માટે તેનું રૂપાંતરણ થયેલું છે.

કાર્ય સદશ અંગો

સરખો  દેખાવ અને સમાન કાર્ય કરતા હોય પરંતુ પાયાની સંરચના અને ઉત્પત્તિની રીતે સાવ અલગ અલગ હોય તેવા અંગોને કાર્ય સદશ અંગો  કહે છે.

દા.ત. ચામાચીડિયામાં પાંખ મુખ્યત્વે તેની વચ્ચેની આંગળીના વચ્ચેની ત્વચાના વિસ્તરણ થી નિર્માણ પામે છે. જ્યારે પક્ષીની પાંખ તેના અગ્રઉપાંગની  ત્વચાના વિસ્તરણ થી નિર્માણ પામેલી હોય છે.

આમ બંનેમા પાંખોની રચના અને તેમનું બંધારણ અલગ અલગ છે પરંતુ બંનેનું કાર્ય ઉડવાનું જ છે.

પાંખ  એકસરખી દેખાય છે કારણકે તેનો સામાન્ય ઉપયોગ ઉડવા માટે છે પરંતુ તેમની ઉત્પત્તિ સમાન રીતે થયેલી નથી.આમ કાર્ય- સદશ અંગો વિવિધ પ્રાણીઓમાં પર્યાવરણને અનુકૂળ થવા પ્રબળ બની સમાન કાર્ય કરે છે.

  અશ્મિ / જીવાશ્મો (Fossils):- 

અશ્મિઓ  એટલે શું અશ્મિઓ  કેવી રીતે નિર્માણ પામે છે તે જણાવી વિવિધ પ્રકારના અશ્મિઓ ના ઉદાહરણ આપો.

• સામાન્યત: સજીવનાં મૃત્યુ પછી તેના શરીરનું વિઘટન થાય છે અને તે સમાપ્ત થઇ જાય છે. 
• પરંતુ ક્યારેક સજીવ અથવા તેના કેટલાક ભાગ એવા વાતાવરણમાં જતા રહે છે કે જેના કારણે તેનું વિઘટન સંપૂર્ણ રીતે થઈ શકતું નથી. 
• ઉદાહરણ તરીકે, જે કોઈ મૃત કીટક ગરમ માટીમાં સુકાઈ જઈને કડક થઈ જાય અને તેમાં તે કીટકના  શરીરની છાપ સુરક્ષિત રહી જાય છે. આ પ્રકારે કે રીતે રક્ષણ પામેલા અવશેષને જીવાશ્મ કે જીવાવશેષ કે અશ્મિ (Fossil) કહેવાય છે.

આપણે તે કેવી રીતે જાણી શકીએ કે જીવાશ્મ કેટલા જૂના કે પ્રાચીન છે? 

 

• આ વાતનું અનુમાન કરવા માટે બે ઘટકો છે. એક છે સાપેક્ષ પદ્ધતિ.
• જો આપણે કોઈ સ્થળ પર ખોદકામ કરીએ અને એક ઊંડાઈ  સુધી ખોદકામ કર્યા પછી આપણે જીવાશ્મ મળવાની શરૂઆત થાય છે.
• ત્યારે એવી સ્થિતિમાં તે વિચારવું  તર્કસંગત છે કે પૃથ્વીની સપાટીની નિકટ કે નજીક આવેલા જીવાશ્મ, ઊંડા સ્તરમાં મળી આવેલા જીવાશ્મોની  તુલનામાં વધારે નવા છે. 
• બીજી પદ્ધતિની રીત “ફોસિલ ડેટિંગ” છે. જેમાં જીવાશ્મ મળી આવનારા  કોઈ એક તત્વને વિવિધ સમસ્થાનિકોના ગુણોત્તર આધારે જીવાશ્મ સમયને નક્કી કરવામાં આવે છે. 

★ઉદ્દવિકાસના તબક્કાઓ (Evolution by Stages):-

આંખનો ઉદવિકાસ:

• અર્ધવિકસિત આકૃતિ  આંખ, કેટલીક મર્યાદા સુધી ઉપયોગમાં આવી શકે છે. 
• આ યોગ્યતાનો  લાભ પર્યાપ્ત હોઈ શકે છે. વાસ્તવમાં પાંખની જેમ આંખ પણ એક વ્યાપક  અનુકૂલન પામતું અંગ છે.
• આ કીટકોમાં જોવા મળે છે. તેવી રીતે ઓક્ટોપસ અને પૃષ્ઠવંશીઓમાં પણ હોય છે અને આંખની સંરચના આ બધા સજીવોમાં  ભિન્ન હોય છે. તેનું મુખ્ય કારણ એ છે કે ભિન્ન-ભિન્ન ઉદ્વિકાસીય ઉત્પત્તિ તેની સાથે એક પરિવર્તન જે એક લક્ષણ માટે ઉપયોગી છે. 
• આંખો અનુકૂલન ને અનુરૂપ વિકાસ દર્શાવે છે.

કૃત્રિમ પસંદગીના ઉપયોગથી જંગલી કોબીજમાં ઉદવિકાસ સમજાવો.

• બે હજાર વર્ષ પૂર્વેથી મનુષ્ય જંગલી કોબીજના એક ખાદ્ય વનસ્પતિના સ્વરૂપમાં ઉગાડતો હતો અને તેણે પસંદગી તેમાંથી વિવિધ શાકભાજીનો વિકાસ કર્યો.
• પરંતુ તે પ્રાકૃતિક પસંદગી ન રહેતા કૃત્રિમ પસંદગી છે. કેટલાક ખેડૂતોએ, તેનાં પર્ણોની વચ્ચેનું અંતર ઓછું કરવા માંગતા હતા. જેનાથી કોબીજનો વિકાસ થાય છે, જેને આપણે ખાઈ શકીએ છીએ. 
• કેટલાક ખેડૂતો એ પુષ્પોની વૃદ્ધિને અવરોધવા માંગતા હતા. આમ, બ્રોકોલીનો વિકાસ થયો અથવા વંધ્ય પુષ્પોમાંથી ફ્લાવરનો વિકાસ થયો.
•   કેટલાક ફૂલેલા ભાગની પસંદગી કરી. આમ, ગાંઠમાંથી કોબીજનો વિકાસ થયો. કેટલાક માત્ર પહોળાં પર્ણોની જ પસંદગી કરી અને કેલે’ નામની શાકભાજીનો વિકાસ કર્યો. 

માનવ ઉદ્દવિકાસ (Human Evolution):-

• પૃથ્વી પર માનવના રંગ-રૂપ તેમજ આકારમાં ખૂબ વધારે વિવિધતાઓ જોવા મળે છે. આ વિવિધતાઓ એટલી વધુ છે કે લાંબા સમયે સુધી લોકો મનુષ્યની ‘પ્રજાતિની જ વાત કરતા હતા. 
• સામાન્ય રીતે ત્વચાનો રંગ પ્રજાતિને ઓળખવા માટેનો   સરળ માર્ગ હતો. કેટલીક પ્રજાતિઓ કાળી, પીળી, ગોરી કે બ્રાઉન (કઈ) તરીકે જ ઓળખાતી હતી.     
• સમય જતાં પુરાવા સ્પષ્ટ થયા અને જવાબ મળ્યા કે આવી પ્રજાતિઓ માટે કોઈ જૈવિક આધાર  નથી બધા જે મનુષ્યો એક જ પ્રજાતિના છે. જરૂરી નથી કે આપણે હજારો વર્ષોથી ક્યાં રહીએ છીએ, પરંતુ આપણા બધાનો ઉદ્દભવ આફ્રિકાથી થયો છે. 
• માનવજાતિ હોમો સેપિયન્સ’ સેપિયન્સ સૌપ્રથમ સભ્યોને ત્યાંથી શોધવામાં આવ્યા હતા. આપણા આનુવંશિક છાપને કાળક્રમે આફ્રિકન મૂળમાંથી જ શોધી શકાય છે.
• કેટલાક હજાર વર્ષ પૂર્વે આપણા પૂર્વજોએ આફ્રિકા છોડી દીધું જ્યારે કેટલાક ત્યાં જ રહી ગયા હતા. જો કે ત્યાંના મૂળ નિવાસી સંપૂર્ણ આફ્રિકામાં ફેલાઈ ગયા. 
• આ ઉર્વિકાસિત પ્રવાસી જાતિ  ધીમે ધીમે સમગ્ર ગ્રહ પર ફેલાઈ ગઈ. આફ્રિકાથી પશ્ચિમી એશિયા અને ત્યાંથી મેધ્ય એશિયા, યુરેશિયા , દક્ષિણ એશિયા અને પૂર્વ એશિયા, ત્યાંથી તે ઇન્ડોનેશિયાના દ્વીપ (ટાપુ) અને ફિલિપાઇન્સથી  ઑસ્ટ્રેલિયા સુધીની મુસાફરી (સફર) કરી હતી.
• તેઓ બેરિંગ લેન્ડ પુલને  પસાર કરીને અમેરિકા પહોંચ્યા હતા. કારણ કે તે માત્ર યાત્રા કરવાના ઉદેશથી મુસાફરી કરતા ન હતા. તેઓ એક જ માર્ગે ન ગયા પરંતુ વિભિન્ન સમૂહોમાં ક્યારેક આગળ અને ક્યારેક પાછળ ગયા હતા. 

ક્યારેક અલગ થઈને વિવિધ દિશામાં આગળ વધતા ગયા જ્યારે કેટલાક પાછા આવીને એકબીજામાં પરસ્પર ભળી  પણ ગયા. આવવા-જવાનો આ ઘટનાક્રમ ચાલતો રહ્યો હતો. 

આ ગ્રહની અન્ય  જાતિઓની જેમ તેમની ઉત્પત્તિ જૈવ-ઉદ્દવિકાસ ની એક ઘટના માત્ર જ હતી અને તેઓ પોતાનું જીવન સર્વોત્તમ રીતેથી જીવવાનો પ્રયત્ન કરતા રહ્યા હતા.

Intex questions:

પ્રશ્ન:  જો એક ‘લક્ષણ A’ અલિંગી પ્રજનન વાળી વસ્તીમાં 10%  સભ્યોમા જોવા મળે છે અને ‘લક્ષણો B’ તેની વસ્તીમાં , 60% સજીવોમાં મળી આવે છે, તો ક્યું લક્ષણ પહેલાં ઉત્પન્ન થયું હશે?

 ઉત્તર : અલિંગી પ્રજનન કરતી વસ્તીમાં લક્ષણ B ધરાવતી વસતિ 6% છે. માટે લક્ષણ B, લક્ષણ A કરતાં પહેલાં ઉત્પન્ન થયું હશે.

 કેમ કે, અલિંગી પ્રજનન કરતી વસતિઓમાં DNA પ્રતિકૃતિઓ માં   સર્જાતી ન્યૂનતમ ખામીને લીધે નવા લક્ષણો ઉત્પન્ન થવાની સંભવના ખૂબ ઓછી રહે છે. તેથી ‘લક્ષણ A’ અલિંગી પ્રજનનવાળી વસતીમાં પછીથી ઉત્પન્ન થયું હશે.

પ્રશ્ન . ભિન્નતાઓની ઉત્પત્તિ થવાથી કોઈ જાતિનું અસ્તિત્વ કેવી રીતે વધી જાય છે?

ઉત્તર:-  જાતિમાં ભિન્નતાઓની ઉત્પત્તિ DNA પ્રતિકૃતિમાં સર્જાતી ન્યુનતમ ખામીને લીધે  લિંગી પ્રજનન દરમિયાન થાય છે. 

•  ભિન્નતાઓની પ્રકૃતિના આધારે વિવિધ સજીવોને વિવિધ પ્રકારનો લાભ મળે છે.
• લાભકારક ભિન્નતાઓ ધરાવતા સભ્ય પર્યાવરણનાં પરીબળો સામે  અનુકૂલન સાધી વધારે યોગ્ય રીતે અસ્તિત્વ ટકાવી રાખે છે.
•  લાભકારક ભિન્નતાઓ ધરાવતા સભ્યો તેમની સંખ્યાનો વધારો કરે છે.

પ્રશ્ન.  પ્રજનનક્રિયાનું સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિણામ  કયું છે? આનુવંશિકતાના નિયમો શું નિર્ધારણ કરે છે ?

ઉત્તર : પ્રજનન ક્રિયાનું સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિણામ નવી સંતતિના સજીવોમાં સમાન આકાર કે બંધારણ હોવું તે છે.

આનુવંશિકતાનો નિયમ એ પ્રક્રિયાનું નિર્ધારણ કરે છે કે, જેના દ્વારા વિવિધ લક્ષણો અનુગામી પેઢીમાં આનુવંશિક થાય છે.

પ્રશ્ન . સમાનતાઓ અને ભિન્નતાઓનો અર્થ શું છે?

ઉત્તર:- બાળક તેના પિતૃનાં બધાં જ આધારભૂત લક્ષણો ધરાવે છે. આ સામાન્ય આધારભૂત લક્ષણોને સમાનતાઓ કહે છે.

આમ છતાં, DNA પ્રતિકૃતિઓમાં ન્યૂનતમ ફેરફારોને કારણે બાળક પૂર્ણ સ્વરૂપ તેના પિતૃઓ જેવું દેખાતુ નથી. આ પ્રમાણે કોઈ  પણ જાતિની વસ્તીમાં જોવા મળતા નાના કે મોટા પ્રમાણમાં લક્ષણોના તફાવતને ભિન્નતાઓ કહે છે.

પ્રશ્ન . મેન્ડલના પ્રયોગો દ્વારા કેવી રીતે સમજી શકાય કે  લક્ષણ પ્રભાવી અથવા પ્રચ્છન્ન હોય છે ?

ઉત્તર : મેન્ડલે શુદ્ધ ઊંચા (TT) અને શુદ્ધ નીચા (tt) છોડ વચ્ચે  પરાગનયન/ સંકરણ પ્રયોગ યોજ્યો અને F1, પેઢીમાં બધા ઊંચા (Tt) છોડ મળ્યા.

આ દર્શાવે છે કે, T જનીનની એક જ નકલ છોડને ઊંચા બનાવવા માટે પર્યાપ્ત છે. તે પરથી કહી શકાય કે એક લક્ષણ તેના વૈકલ્પિક સ્વરૂપોની હાજરીમાં વ્યક્ત થાય છે. આ પ્રભાવી લક્ષણ છે અને તેની હાજરીમાં વ્યક્ત ન થતું વૈકલ્પિક લક્ષણ પ્રચ્છન્ન છે.

પ્રશ્ન . મેન્ડલના પ્રયોગો દ્વારા કેવી રીતે સમજી શકાય કે વિવિધ લક્ષણો સ્વતંત્ર રીતથી આનુવંશિક હોય છે? 

ઉત્તર : મેન્ડલે વટાણાના છોડ પર સંકરણ પ્રયોગ કર્યો.

 ગોળ બીજ ધરાવતા ઊંચા છોડ સાથે ખરબચડા બીજ ધરાવતા  નીચા છોડનું સંકરણ કરાવતાં F1, પેઢીમાં બધા છોડ ગોળ બીજ ધરાવતા ઊંચા જોવા મળ્યા.

F1, સંતતિમાં સ્વપરાગનયન કરતાં F2 પેઢી મળી. F2 પેઢીમાં પિતૃ-સંયોજન સાથે નવા સંયોજન ધરાવતા છોડ મળ્યા. કેટલાંક ગોળ બીજ ધરાવતા નીચા છોડ અને કેટલાંક ખરબચડાં બીજ ધરાવતા ઊંચા છોડ મળ્યા.

તેઓ અર્થ બીજનો આકાર અને છોડની ઊંચાઈ આ બે લક્ષણોનું નિયમન કરતા કારકો (જનીનો) પુનઃસંયોજન પામી F2, પેઢીમાં નવાં સંયોજનો રચે છે.

આથી ગોળાકાર / ખરબચડાં બીજ અને ઊંચા નીચા છોડના  લક્ષણો સ્વતંત્ર રીતથી આનુવંશિક હોય છે.

પ્રશ્ન . એક પુરુષનું રૂધિરજૂથ A છે. તે એક સ્ત્રી કે જેનું રુધિરજૂથ O છે, તેની સાથે લગ્ન કરે છે. તેની પુત્રીનું રુધિરજૂથ Oછે. શું આ વિધાન પર્યાપ્ત છે કે જો તમને કહેવામાં આવે કે કયા વિકલ્પ રુધિર જૂથ A અથવા O પ્રભાવી લક્ષણો માટે છે ? તમારા જવાબનું સ્પષ્ટીકરણ આપો.

ઉત્તર : ના, આપેલી માહિતી એ કહેવા માટે પર્યાપ્ત નથી કે A અથવા O રૂધિરજૂથ પ્રભાવી છે.

કારણ કે, રૂધિરજૂથનું લક્ષણ જનીન વડે નિયંત્રિત છે અને પિતૃમાંથી આનુવંશિક થાય છે.

•  પુત્રીમાં રૂધિરજૂથ O છે અને તે માટેના જનીનની બે નકલ પૈકી એક પિતામાંથી અને બીજી માતામાંથી આનુવંશિક થાય છે.

પ્રશ્ન . માનવના બાળકનું લિગનિશ્ચયન કેવી રીતે  થાય છે?

ઉત્તર : 

માનવના બાળકનું લિંગનિશ્ચયન તેના   તેના પિતા પાસેથી કયું લિંગ રંગસૂત્ર આનુવંશિક થાય છે, તેના દ્વારા થાય છે.

પિતા પાસે લિંગી રંગસૂત્ર X છે. લિંગી રંગસૂત્ર આધારે બે પ્રકારના જનનકોષો (શુક્રકોષો) ઉત્પન્ન થાય છે.   50 % શુક્રકોષો X-રંગસૂત્ર ધરાવતા અને 50 % શુક્રકોષો Y-રંગસૂત્રો ધરાવતા હોય છે.

જ્યારે  X-રંગસૂત્ર ધરાવતો શુક્રકોષ અંડકોષનું ફલન કરે ત્યારે છોકરી જન્મે અને જ્યારે Y-રંગસૂત્ર ધરાવતો શુક્રકોષ અંડકોષનું ફલન કરે ત્યારે છોકરો જન્મે.

પ્રશ્ન :તે કઈ વિવિધ રીતો છે કે જેના દ્વારા એક વિશેષ લક્ષણવાળા  વ્યક્તિગત સજીવોની સંખ્યા, વસ્તીમાં વધારો કરી શકે છે ?

ઉત્તર :વિશેષ લક્ષણવાળા સજીવોની સંખ્યાનો વસ્તીમાં વધારો નીચેની રીતે થાય છે :

(1) પ્રાકૃતિક પસંદગી – ઉત્તરજીવિતતાના લાભ સાથે ઉદ્દિકાસની દિશા સૂચવે.

(2) આનુવંશિક વિચલન – કોઈ પણ અનુકૂલન વગર ભિન્નતા ઉત્તપન્ન થાય અથવા દુર્ઘટનાવસ જનીન આવૃત્તિ માં ફેરફાર થાય.

પ્રશ્ન. એક એકલા સજીવ દ્વારા ઉપાર્જિત લક્ષણ સામાન્યતઃ આગળની પેઢીમાં આનુવંશિકતા પામતો નથી. કેમ ?

ઉત્તર :  એક એક્લા સજીવ દ્વારા ઉપાર્જિત લક્ષણ સામાન્યત: આગળની પેઢીમાં આનુવંશિકતા પામતી નથી, કારણ કે બિનપ્રજનનીય / દૈહિક પેશીમાં થતા ફેરફાર જનનકોષોના DNA માં દાખલ થતા નથી અને તેથી સંતતિમાં વારસાગમન પામતા નથી.

પ્રશ્ન . વાઘની સંખ્યામાં થતો ઘટાડો આનુવંશિકતાકતાના દ્રષ્ટિકોણથી  શા માટે ચિંતાનો વિષય છે ?

ઉત્તર:- વાઘની  સંખ્યામાં થતો ઘટાડો આનુવંશિકતાના દ્રષ્ટિકોણથી ચિંતાનો વિષય છે

કારણ  કે જો તેઓ લુપ્ત થઈ જાય તો આ જાતિના જનીનો કાયમી  ગુમાવી દેવાશે. ભવિષ્યમાં આ જાતિને પુનઃજીવિત કરવાની   કોઈ શક્યતા રહેશે નહીં.

પ્રશ્ન . તે કયા પરિબળો છે કે જે નવી જાતિના નિર્માણમાં મદદરૂપ થાય છે ?

ઉત્તર :  નવી જાતિના નિર્માણમાં મદદરૂપ પરિબળો :

 (1) જનીન પ્રવાહ, (2) આનુવંશિક વિચલન અને પ્રાકૃતિક પસંદગી તથા (3) પ્રજનનીય અલગીકરણ,

પ્રશ્ન . શું ભૌગોલિક પૃથક્કરણ સ્વપરાગીત જાતિઓની વનસ્પતિઓની જાતિનિર્માણ માટે મુખ્ય કારણ હોઈ શકે છે? શા માટે અથવા શા માટે નહીં?

ઉત્તર : ના , ભૌગોલિક પૃથક્કરણ સ્વપરાગીત જાતિઓની વનસ્પતિઓના જાતિનિર્માણ માટે મુખ્ય કારણ હોઈ શકે નહીં, કારણ કે તેમાં એક જ પિતૃ સંકળાયેલો હોય છે. ભૌગોલિક પૃથક્કરણ  પામેલી બે વસ્તુઓ વચ્ચે જનીન પ્રવાહ અટકી જાય છે.

પ્રશ્ન . શું ભૌગોલિક પૃથક્કરણ અલિંગી પ્રજનનવાળા સજીવોમાં જાતિઓના નિર્માણનું મુખ્ય કારણ હોઈ શકે છે ? શા માટે અથવા  શા માટે નહીં?

ઉત્તર : ના,ભૌગોલિક પૃથક્કરણ અલિંગી પ્રજનનવાળા સજીવોમાં જાતિનિર્માણ માટે મુખ્ય કારણ હોઈ શકે નહીં, કારણ કે અલિંગી પ્રજનનમાં એક જ પિતૃ ભાગ લે છે અને સામાન્ય રીતે ભિન્નતા સર્જાતા નથી.

પ્રશ્ન . બે જાતિઓના ઉદ્ધિકાસીય સંબંધને નક્કી કરવા માટેની એક  લાક્ષણિકતાનું ઉદાહરણ આપો.

ઉત્તર : બે જાતિઓના ઉદ્રિકાસીય સંબંધને નક્કી કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતી લાક્ષણીકતાઓનુ ઉદાહરણ સમમૂલક અંગો છે.

ઉભયજીવી, સરીસૃપ, પક્ષી અને સસ્તનમાં ઉપાંગો વિવિધ કાર્ય કરવા માટે રૂપાંતરિત થવા છતાં ઉપાંગોની આધારભૂત સંરચના એકસમાન હોય છે.

પ્રશ્ન . એક પતંગિયાની પાંખ અને ચામાચીડિયાની પાંખોને સમજાત અંગ કહી શકાય છે? કેમ અથવા કેમ નહીં?

ઉત્તર :  ના, તેમને સમજાત અંગ કહી શકાય નહીં, કારણ કે પતંગિયાની પાંખ અને ચામાચીડિયાની પાંખનું કાર્ય સમાન છે, પરંતુ બંનેની પાંખની રચના, તેનું બંધારણ અને ઉત્પત્તિ સમાન નથી. તેથી તેમને સમજાત અંગ નહિ, પરંતુ સમરૂપ અંગ કહી શકાય.

પ્રશ્ન . અશ્મિ શું છે? તે જૈવ-ઉદ્વિકાસ ક્રિયા વિશે શું  દર્શાવે છે ?

ઉત્તર : ભૂતકાળમાં અસ્તિત્વ ધરાવતા વનસ્પતિ અને પ્રાણીઓના મૃતશરીરના અંગો કે તેની છાપ અરમી છે.

અશ્મિ  ઉદ્રિકાસના સીધા પુરાવા છે. પૃથ્વીની સપાટીની નજીક મળી આવતા અશ્મિઓ ઊંડા સ્તરમાં મળી આવેલા અશ્મીઓની  તુલનામાં તાજેતરના છે. અશ્મીઓના અભ્યાસ પરથી પ્રાચીન અને વર્તમાન સજીવો વચ્ચે ઉદ્વિકાસીય સંબંધ શોધી શકાય છે. અશ્મિઓ પ્રાચીન સજીવોની તેમજ તે સમયગાળાની પણ માહિતી આપે છે.

પ્રશ્ન . આકાર, કદ, રૂપ-રંગમાં ભિન્ન દેખાતા , માનવો એક જ જાતિના સભ્યો છે. તેનું કારણ શું છે?

 ઉત્તર : બધા માનવો પર્યાવરણીય પરિબળો અને પ્રજનન દરમિયાન. : જનીનોનાં નવા સંયોજનોને કારણે આકાર, કદ, રૂપ-રંગમાં એકબીજાથી ભિન્ન દેખાય છે. 

પરંતુ તે બધા હોમો સેપિયન્સ માનવજાતિના સભ્યો છે અને આફ્રિકામાં સામાન્ય પૂર્વજમાંથી ઉદ્વિકાસ પામ્યા છે. તેઓ પરસ્પર આંતરપ્રજનન દ્વારા પ્રજનનક્ષમ સંતતિનું નિર્માણ કરી શકે છે. આ બાબત એક જ જાતિના સભ્ય માટે સૌથી અગત્યનો માપદંડ છે.

પ્રશ્ન . ઉદ્વિકાસના આધારે શું તમે જણાવી શકો છો કે જીવાણુ, કરોળિયો, માછલી અને ચિમ્પાન્ઝીમાં કોનું શારીરિક બંધારણ ઉત્તમ છે? તમારા ઉત્તરની સમજૂતી આપો.

ઉત્તર : ઉદ્વિકાસના આધારે ચિમ્પાન્ઝી નું શારીરિક બંધારણ ઉત્તમ છે, કારણ કે અન્ય ત્રણ સજીવોની સાપેક્ષે ચિમ્પાન્ઝીની શરીરરચના વધારે સુવિકસિત અને જટિલ કક્ષાની છે. તે પર્યાવરણ સાથે વધુ અનુકૂલિત છે.

★ સ્વાધ્યાયના પ્રશ્નો :

 

પ્રશ્ન 4.  એક અભ્યાસ પરથી જાણી શકાયું કે આછા રંગની આંખોવાળા બાળકોના પિતા(માતા પિતા)ની આંખો પણ આછા  રંગની હોય છે. તેના આધારે શું આપણે કહી શકીએ કે આંખના આછા રંગનું લક્ષણ પ્રભાવી  છે કે પ્રચ્છન્ન છે? તમારા જવાબની સમજૂતી આપો.

ઉત્તર : ના. આપેલી માહિતી આધારે કહી શકાય નહીં કે આંખોના આછા રંગનું લક્ષણ પ્રભાવી છે કે પ્રચ્છન્ન છે. કારણ કે આંખના રંગના બે વૈકલ્પિક લક્ષણ આછા રંગ અને કાળા રંગ વચ્ચેના સંકરણના પરિણામ આ બાબત નક્કી કરવા માટે જરૂરી છે.

પ્રશ્ન 5. જૈવ-ઉદ્વિકાસ અને વર્ગીકરણ અભ્યાસ ક્ષેત્ર કઈ રીતે પરસ્પર સંબંધિત છે?

ઉત્તર : જાતિઓની જૈવ-ઉદ્વિકાસનો ક્રમ તેના લક્ષણોને આધારે સમૂહ બનાવીને નક્કી કરી શકાય છે.

સજીવોને તેમની સમાનતાને આધારે સમૂહમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. જો બે જાતિ વચ્ચે વધુ લક્ષણો સામાન્ય હોય, તો તેઓ વધુ નજીક સંકળાયેલીછે અને નજીકના ભૂતકાળમાં સામાન્ય પૂર્વજમાંથી તેમનો  ઉદ્વિકાસ થયો છે.

આમ, નજીકના સામાન્ય પુર્વજ ધરાવતી જાતિઓના નાના સમૂહ, પછી દૂરના પૂર્વજ ધરાવતા મોટા સમૂહ તૈયાર કરવામાં આવે, તો જૈવ-ઉદ્વિકાસ અને વર્ગીકરણ અભ્યાસ-ક્ષેત્રને પરસ્પર સાંકળી શકાય છે.

પ્રશ્ન 6. સમજાત અને સમરુપ અંગો ઉદાહરણ આપી સમજાવો.

ઉત્તર :

સમજાત અંગો : ઉત્પત્તિ તેમજ સંરચનાની દ્રષ્ટિએ એકસમાન, પરંતુ કાર્યની દ્રષ્ટિએ ભિન્ન હોય તેવા અંગોને સમજાત અંગો કહે છે.

ઉદાહરણ : દેડકા, ગરોળી, પક્ષી અને મનુષ્યનું ઉપાંગો

સમરૂપ અંગો : સરખો દેખાવ અને સમાન કાર્ય કરતાં પરંતુ પાયાની સંરચના અને ઉત્પત્તિની દૃષ્ટિએ તદ્દન જુદાં હોય તેવા અંગોને સમરૂપ અંગો કહે છે.

ઉદાહરણ : ચામાચીડિયાની પાંખ અને પક્ષીની પાંખ. 

પ્રશ્ન 9. કયા પુરાવાના આધારે આપણે કહી શકીએ છીએ કે જીવની ઉત્પતિ અજૈવિક પદાર્થોમાંથી થઈ છે?

ઉત્તર: સ્ટેનલી એલ. મિલર અને હેરાલ્ડ સી. ઉરે:-

1953 મા તેમણે એક પ્રયોગમાં આદિ પૃથ્વીના વાતાવરણ જેવું સમાન વાતાવરણ કૃત્રિમ રીતે નિર્માણ કર્યું.

તેમાં તેમણે એમોનિયા, મિથેન, હાઇડ્રોજન અને પાણીની વરાળ વગેરે અણુ/ સંયોજનો લીધા, પરંતુ ઓક્સિજનની ગેરહાજરી રાખી.

આ મિશ્રણને 100 °Cથી થોડા ઓછા તાપમાને રાખ્યું અને આ વાયુ  મિશ્રણમાં વિદ્યુત તણખાઓ ઉત્પન્ન કરવામાં આવ્યા. એક અઠવાડિયા પછી, 15 % કાર્બન સરળ કાર્બનિક સંયોજનોમાં રૂપાંતરિત થયો.

પ્રશ્ન 10.‘‘અલિંગી પ્રજનનની તુલનામાં લિંગી પ્રજનન દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલી ભિન્નતાઓ વધારે સ્થાયી હોય છે.” સમજાવો. આ લિંગી પ્રજનન કરનારા સજીવોના ઉદ્વિકાસને કેવી રીતે પ્રભાવિત કરે છે ?

ઉત્તર : 

(1) અલિંગી પ્રજનનની તુલનામાં લિંગી પ્રજનન વધારે દશ્ય ભિન્નતાઓ સર્જે છે, કારણ કે લિંગી પ્રજનનમાં દરેક પેઢીમાં પૂર્વઅસ્તિત્વ ધરાવતા બે પિતૃના DNA ની નકલનું સંયોજન પ્રાપ્ત થાય છે.

(2) જનનકોષોના નિર્માણમાં અર્ધસૂત્રીભાજન દરમિયાન જનીનોનાં નવા સંયોજનો રચાય છે.

 લિંગી પ્રજનન દરમિયાન વધારે દશ્ય ભિન્નતાઓમાંથી પ્રાકૃતિક પસંદગી દ્વારા કેટલીક અનુકૂલિત ભિન્નતાની પસંદગી થાય છે.

જ્યારે અલિંગી પ્રજનનમાં સંતતિઓ તેમના પિતૃની આબેહૂબ નકલ હોય છે. આથી લિંગી પ્રજનનમાં ઉત્પન્ન થતા ભિન્નતાઓ  સ્થાયી થઈ સંચય પામે છે અને ઉદ્રીકાસને પ્રેરે છે.

પ્રશ્ન 11. સંતતિ કે બાળપેઢીમાં નર અને માદા પિતૃઓ દ્વારા આનુવંશિક યોગદાનમાં સરખી ભાગીદારી કેવી રીતે સુનિશ્ચિત કરી  શકાય છે?

ઉત્તર : નર અને માદા પિતૃઓ અનુક્રમે નર જનનકોષો (શુક્રકોષો) અને માદા જનનકોષો (અંડકોષો) ઉત્પન્ન કરે છે. તેમાં બિનપ્રજનનકોષો / વાનસ્પતિક કોષની તુલનામાં રંગસૂત્રોની સંખ્યા અને DNAની માત્રા અડધી હોય છે.

બંને પિતૃ નર અને માદા આ શુક્રકોષ અને અંડકોશ સંમિલન પામી યુગ્મનજ (ફલિતાંડ) બનાવે છે. ફલિતાંડ નવી સંતતિનો પ્રથમ કોષ છે. આ બાબત સુનિશ્ચિત કરે છે કે ફલિતાંડમાંથી વિકાસ પામતી સંતતિમાં નર અને માદા પિતૃની આનુવંશિક (જનીનીક) ભાગીદારી સરખી છે.

પ્રશ્ન 12. માત્ર તે ભિન્નતાઓ જે કોઈ એકલ સજીવના માટે ઉપયોગી હોય છે, વસ્તીમાં પોતાના અસ્તિત્વને જાળવી રાખે છે. શું તમે આ વિધાન સાથે સંમત છો? શા માટે અથવા શા માટે નહિ?

ઉત્તર : હા. હું આ વિધાન સાથે સંમત છું, કારણ કે સજીવમાં આનુવંશિક (જનીનિક) ભિન્નતા સાથે તેને અનુકૂલન સાધવામાં અને જીવિતતા માટે ઉપયોગી નીવડી શકે. આ ઉપરાંત, ઉપયોગી ભિન્નતા ધરાવતા સજીવ પ્રજનન દ્વારા વધુ સંતતિ ઉત્પન્ન કરે અને આ જનીનિક ભિન્નતા વસતિમાં અસ્તિત્વ જાળવી રાખવા મદદરૂપ બને.

 

સજીવ પ્રજનન શા માટે કરે છે ? 

 

• વાસ્તવમાં પોષણ, શ્વસન અથવા ઉત્સર્જન જેવી જરૂરી જૈવિક ક્રિયાઓની માફક કોઈ વયસ્ક પ્રાણી (સજીવ)ને જીવિત રહેવા માટે પ્રજનનની ક્રિયા જરૂરી નથી.

 

• સજીવો પ્રજનન દ્વારા પોતાના જેવી જ સંતતિ નું નિર્માણ કરે છે.

 

•  આપણને વિવિધ સજીવ એટલા માટે દ્રષ્ટિગોચર થાય છે, કારણ કે તેઓ પ્રજનન કરે છે. જો તે સજીવ એકલો હોય અને કોઈ પણ પ્રજનન દ્વારા પોતાના જેવા જ સજીવની ઉત્પત્તિ ન કરી શકે તો આપણને તેના અસ્તિત્વની પણ ખબર ન પડે. 

 

• કોઈ જાતિમાં મળી આવતા સજીવોની વિશાળ સંખ્યા જ આપણને તેમના અસ્તિત્વની જાણકારી આપે છે. 

 

   આમ પ્રજનન ની  ક્રિયા દ્વારા દરેક જાતિ નું જીવ સાતત્ય જળવાઈ રહે છે.

સજીવો પ્રજનન દ્વારા  પૂર્ણ રૂપે કેવી રીતે પોતાની આબેહૂબ  પ્રતિકૃતિનું સર્જન કરે છે? 

•  વિવિધ સજીવોની સંરચના, આકાર (કદ) તેમજ આકૃતિ સમાન હોવાને કારણે જ તે સમાન જોવા મળે  છે.
• શરીરની સંરચના સમાન હોવા માટે તેમની  બ્લુપ્રીન્ટ પણ સમાન હોવી જોઈએ. આમ, મૂળભૂત રીતે પ્રજનન કરવુ એટલે સજીવની સંરચનાની બ્લુપ્રીન્ટ  તૈયાર કરવાની ક્રિયા છે.
• કોષના કોષ કેન્દ્રમાં રહેલાં રંગસૂત્રોના DNA (ડીઓક્સી રિબોન્યુક્લિઇક એસિડ)ના અણુઓમાં આનુવંશિક લક્ષણોનો સંદેશ હોય છે. 
•   જે  પિતૃ તરફથી સંતતિમાં આવે છે. 
• કોષના કોષકેન્દ્રમાં રહેલ DNA માં પ્રોટીન સંશ્લેષણ હેતુ માહિતી હોય છે. 
• આ સંદેશ અલગ હોવાની સ્થિતિમાં નિર્માણ કે સંશ્લેષણ પામતો પ્રોટીન પણ ભિન્ન હોય છે. ભિન્ન (અલગ) પ્રોટીન પરિવર્તિત (બદલાયેલ) શારીરિક સંરચના તરફ દોરી જાય છે.
• આમ, પ્રજનનની મૂળભૂત ઘટના DNAની પ્રતિકૃતિ બનાવવાની છે. DNAની પ્રતિકૃતિ બનાવવા માટે કોષો વિવિધ રાસાયણિક ક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરે છે. 
• જે પ્રજનન કોષમાં DNAની બે  પ્રતિકૃતિઓ બનાવે છે અને તેઓનું એકબીજાથી અલગ હોવું જરૂરી છે.
• એક જ જાતિના સજીવોમાં ખાસ DNA હોય છે અને તે પ્રજનનની ક્રિયા દ્વારા આગામી પેઢીમાં વારસા સ્વરૂપે મળે છે.
• DNA પ્રતિકૃતિ ની પ્રક્રિયા માં કેટલી ભિન્નતા હોઈ શકે છે.નિર્માણ પામનાર DNAની પ્રતિકૃતિઓ એક સમાન તો હશે પણ તે મૂળ DNAને સમરૂપ ન હોય.
• આથી સજીવો થોડી ભિન્નતા સાથે તેમની આબેહૂબ પ્રતિકૃતિઓનું નિર્માણ કરે છે.

 

Q – કોષવિભાજન ફક્ત DNA પ્રતિ કૃતિના સર્જન પૂરતું નથી- સમજાવો અથવા કોષીય પ્રજનન પર ટૂંકનોંધ લખો.

કોષીય પ્રજનન એટલે કોષ વિભાજન.

• પ્રજનનની મૂળભૂત ઘટના DNAની પ્રતિકૃતિ બનાવવાની છે.
•  DNAની પ્રતિકૃતિ બનાવવા માટે કોષો વિવિધ રાસાયણિક ક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરે છે. 
• જે પ્રજનન કોષમાં DNAની બે  પ્રતિકૃતિઓ બનાવે છે અને તેઓનું એકબીજાથી અલગ હોવું જરૂરી છે.
• DNA ની પ્રતિકૃતિ બનાવવાની સાથે સાથે બીજી કોષીય સંરચનાઓનું સર્જન પણ થાય છે.
• તેના પછી DNA ની પ્રતિકૃતિઓ અલગ થઈ જાય છે.
• આ રીતે કોષવિભાજન દ્વારા બે બાળકોષોનું  નિર્માણ થાય છે.
• તેથી કોષવિભાજન ફક્ત DNA પ્રતિકૃતિના સર્જન પૂરતું નથી.

Q-  કોષીય પ્રજનન અને તે દરમિયાન ભિન્નતા નો ઉદ્ભવ સમજાવો.

• કોષ વિભાજન દ્વારા ઉત્પન્ન થતા બે બાળકો સંપૂર્ણ રીતે સમરૂપ છે કે નથી તે એ વાત પર નિર્ભર છે કે પ્રતિકૃતિ ની પ્રક્રિયાઓ કેટલી ચોકસાઇથી સંપાદિત થાય છે.
• કોઈપણ જૈવ રાસાયણિક પ્રક્રિયા સંપૂર્ણપણે વિશ્વસનીય હોતી નથી.
• DNA પ્રતિકૃતિ ની પ્રક્રિયા માં કેટલીક ભિન્નતા હોઈ શકે છે.
• પરિણામરૂપે નિર્માણ પામનારા DNA ની પ્રતિકૃતિઓ એક સમાન તો હશે પરંતુ મૂળ DNA ને સમરૂપ ન હોય.
• કેટલીક ભિન્નતાઓ એટલી ઝડપી અને તીવ્ર હોય કે DNA  ની નવી પ્રતિકૃતિ પોતાના કોષીય સંગઠનની સાથે સમાયોજિત થઇ શકે નહીં.
• આ પ્રકારની સંપત્તિ કે બાળ કોષ  મૃત્યુ (નાશ) પામે છે.
• બીજી બાજુ DNA  પ્રતિકૃતિ ની અનેક વિભિન્નતાઓ એટલી બધી ઝડપી હોતી નથી.
• આમ બાળકોષો સમાન હોવા છતાં કોઈને કોઈ સ્વરૂપમાં એકબીજાથી ભિન્ન હોય છે.

પ્રજનનમાં થનારી આ ભિન્નતાઓ જૈવ વિકાસ ઉદ્વિકાસનો આધાર છે.

ભિન્નતાનું મહત્વ 

• પોતાની  પ્રજનનક્ષમતાનો ઉપયોગ કરી સજીવોની વસ્તી યોગ્ય નિવસનતંત્રમાં સ્થાન અથવા વસવાટ પ્રાપ્ત કરે છે. 
•    પરંતુ, વસવાટમાં અનેક પરિવર્તન આવી શકે છે. જે સજીવોના નિયંત્રણમાં હોતું નથી.
•  પૃથ્વીનુ તાપમાન ઓછા કે વધારે થઈ શકે છે. પાણીના સ્તરમાં પરિવર્તન અથવા કોઈ ઉલ્કાની અથડામણ તેના કેટલાક ઉદાહરણ છે. 
• જો એક વસ્તી કોઈ વસવાટને અનુકૂળ છે અને આ વસવાટમાં કેટલાક અતિ ઝડપી પરિવર્તન આવે તો આવી અવસ્થામાં વસ્તીનો સંપૂર્ણ વિનાશ થવાની પણ સંભાવના છે. 
•   તેમ છતાં જો આ વસ્તીના થોડા સજીવોમાં કેટલીક ભિન્નતા આવેલી હશે.તેઓ જીવતા  રહેવાની કેટલીક સંભાવના ધરાવે છે. 
• આમ, જો શીતોષ્ણ પાણીમાં મળી આવનારા જીવાણુઓની વસ્તી  હોય અને વૈશ્વિક ઉષ્મીકરણ (Global Warming)ના કારણે પાણીનું તાપમાન વધી જાય તો મોટા ભાગના આ જીવાણુઓ મરી  જશે. 

પરંતુ તાપમાન પ્રતિરોધી ક્ષમતા ધરાવનારા  કેટલાક પરાવર્તક જીવાણુઓ જીવીત રહી શકે અને વૃદ્ધિ કરી શકે. આમ, ભિન્નતાઓ જાતિની જીવિતતા માટે ઉપયોગી છે.

Intext પ્રશ્નો

 

DNA પ્રતિકૃતિનું પ્રજનનમાં શું મહત્વ છે?

• સંતતિ ઓમા આનુવાંશિક માહિતીના વહન માટે.
• DNA ના ફેરફારને કારણે પ્રજનનમાં સર્જાતી ભિન્નતાઓ જાતિના ઉદવિકાસ નો આધાર બને છે.

 

સજીવોમાં ભિન્નતા જાતિઓ માટે તો લાભદાયક છે પરંતુ વ્યક્તિગત રીતે આવશ્યક નથી કેમ?

 

• DNA પ્રતિ કૃતિના સર્જન ની ક્રિયા કેટલીક ભિન્નતાઓ દર્શાવી શકે છે.
•  ભલે આ ભિન્નતાઓ વ્યક્તિગત રીતે ઉપયોગી ન હોઈ શકે, પરંતુ જો આ લાંબા સમયગાળા માટે એકત્રિત થતી રહે તો જાતિમાં ફેરફારનું કારણ બને છે.
• આ ફેરફારો ઉદવિકાસ પ્રેરક બની શકે છે.

 

ભાજન એટલે શું?  ભાજનના વિવિધ પ્રકાર સમજાવો.

એક કોષીય સજીવોમાં કોષવિભાજન અથવા ભાજન દ્વારા નવા સજીવોની  ઉત્પત્તિ થાય છે.કોષ વિભાજન ની પ્રજનન ક્રિયા ને ભાજન કહે છે.

ભાજનના બે પ્રકારો છે : દ્વિભાજન અને બહુ ભાજન

દ્વિભાજન: ઘણા જીવાણુ ઓ  અને પ્રજીવોનું કોષ વિભાજન દ્વારા બે સરખા ભાગમાં વિભાજન થાય છે.

અમીબા જેવા સજીવો માં કોષવિભાજન કોઈપણ સમતલ માં થઈ શકે છે.

કેટલાક એકકોષીય સજીવો માં શારીરિક સંરચના વધારે સંગઠિત થયેલી હોય છે ઉદાહરણ તરીકે કાલા અઝર ના રોગ કારક લેસ્માનિયમાં  કોષના એક છેડા પર ચાબુક જેવી સૂક્ષ્મ સંરચના હોય છે.

આવા સજીવોમાં દ્વિભાજન એક નિયત સમતલમાં જ થાય છે.

 

બહુ ભાજન: મેલેરિયાના પરોપજીવી પ્લાઝમોડિયમ જેવા અન્ય એક કોષીય સજીવ એક સાથે અનેક સંપત્તિ કે બાળકોષોમાં વિભાજીત થાય છે જેને બહુ ભાજન કહે છે.

 

★અવખંડન (Fragmentation):-

સરળ સંરચનાવાળા બહુકોષીય સજીવોમાં પ્રજનન સરળ રીત કાર્ય કરે છે.

ઉદાહરણ તરીકે  સ્પાયરોગાયરા સામાન્યતઃ વિકાસ પામીને નાના-નાના ટુકડામાં અવખંડીત થઈ જાય છે.

આ ટુકડા અથવા ખંડ વૃદ્ધિ પામીને નવા સજીવમાં વિકાસ પામે છે. 

   પુનર્જનન(Regeneration) 

 

•   પૂર્ણ સ્વરૂપે વિભેદિત સજીવોમાં પોતાના વાનસ્પતિક ભાગોમાંથી નવા સજીવનું નિર્માણ કરવાની  ક્ષમતા હોય છે. 
• એટલે કે જે કોઈ કારણે સજીવના ખંડો ને ટુકડાઓ થઈ જાય છે અથવા કેટલાક ટુકડાઓમાં તૂટી જાય છે તો તેના અનેક ટુકડા વૃદ્ધિ પામીને નવા સજીવમાં વિકાસ પામે છે.
•  ઉદાહરણ તરીકે હાઇડ્રા અને પ્લેનેરિયા જેવા સરળ પ્રાણીઓને જો કેટલાક ટુકડાઓમાં વિભાજિત કરવામાં આવે તો પ્રત્યેક ટુકડા વિકાસ પામીને સંપૂર્ણ સજીવમાં પરિણમે છે. આ ને પુનર્જનન કે પૂનઃ જનન (પુનર્જન્મ) કહેવાય છે. 
• આ કોષોના ક્રમ-પ્રસરણથી અનેક કોષો બને છે. કોષોના આ સમૂહથી પરિવર્તન દરમિયાન વિવિધ પ્રકારના  કોષો તેમજ પેશી બને છે. 
•  પુનર્જનન અને પ્રજનન સમાન નથી તેનું કારણ એ છે કે પ્રત્યેક સજીવના કોઈ પણ ભાગને કાપીને કે તોડી ને સામાન્યતઃ નવો સજીવ ઉત્પન્ન કરી શકાય નહિ.

કલિકાસર્જન (Budding):- 

• હાઇડ્રા જેવા કેટલાક પ્રાણીઓ પુનર્જનનની ક્ષમતાવાળા કોષોનો ઉપયોગ કલિકાસર્જન માટે કરે છે.
• હાઇડ્રામાં કોષોનું વારંવાર વિભાજન થવાને કારણે એક સ્થાન ઉપસી આવે છે અને તે ભાગ  (ઉપસેલો) વિકાસ પામે છે.
• આ ઉપસેલો ભાગ એટલે કલિકા જે વૃદ્ધિ પામીને બાળ સજીવમાં ફેરવાય છે અને પૂર્ણ વિકાસ પામતા પિતૃથી અલગ થઈ સ્વતંત્ર જીવ (પ્રાણી) બને છે.

વાનસ્પતિક પ્રજનન (Vegetative Propagation/Vegetative Reproduction):- 

• ઘણી એવી વનસ્પતિઓ છે કે જેના કેટલાક ભાગ જેવા કે મૂળ, પ્રકાંડ અને પર્ણો યોગ્ય સાનુકૂળ પરિસ્થિતિઓમાં વિકાસ પામીને નવા છોડને ઉત્પન્ન કરે છે. તેને વાનસ્પતિક પ્રજનન કહે છે.
• કલમ, દાબ કલમ અને આરોપણ જેવી વાનસ્પતિક પ્રજનન તકનિકનો ઉપયોગ ખેતીવાડી (કૃષિ)માં પણ થાય છે. 
• શેરડી, ગુલાબ કે દ્રાક્ષ તેના કેટલાક ઉદાહરણો છે. વાનસ્પતિક પ્રજનન દ્વારા વનસ્પતિઓને ઉગાડવા કે ઉછેરવા માટેનો સમય, બીજ દ્વારા ઉગાડેલા છોડની તુલનામાં પુષ્પ તેમજ ફળ ઓછા સમયમાં આવવા લાગે છે. 
• આ પદ્ધતિ કેળા, નારંગી, ગુલાબ તેમજ મોગરા જેવી વનસ્પતિઓને ઉગાડવા માટે ઉપયોગી છે, તે બીજ ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા ગુમાવી દે છે. 

વાનસ્પતિક પ્રજનનનો બીજો લાભ એ પણ છે કે, આ પ્રકારે ઉત્પન્ન થયેલી બધી વનસ્પતિઓ આનુવંશિક રીતે પિતૃ વનસ્પતિને સમાન હોય છે.

પાનફૂટી ( પર્ણ ફૂટી) ના છોડની અલિંગી પદ્ધતિ:

• પાનફૂટી ( પર્ણ ફૂટી) ના પર્ણો ની કિનારી ની ખાંચોમાં કલિકાઓ ઉત્પન્ન થાય છે. 
• આ કલિકા ઓ જમીન પર ખરી પડે ત્યારે અંકુરણ પામી નવા છોડ તરીકે વિકાસ પામે છે કેટલીક વખત કલિકા વિકાસ પામી પર્ણ કિનારી ની ખાંચમાં જ નવો છોડ વિકાસ પામે છે. 

 

બીજાણુ-નિર્માણ (Spore Formation):-(રાઇઝોપસ માં બીજાણુ-નિર્માણ)

• અનેક સરળ બહુકોષીય સજીવોમાં પણ વિશિષ્ટ પ્રજનન સંરચના જોવા મળે છે. 
• બ્રેડ પર તંતુ જેવી કેટલીક સંરચના વિકાસ પામેલી હોય છે. આ રાઇઝોપસ  ફૂગની જાળી રૂપ રચના છે. તે પ્રજનનનો ભાગ નથી. 
• પરંતુ ઉર્ધ્વસ્થતંતુઓ પર સૂક્ષ્મ ગોળાકાર સંરચનાઓ પ્રજનનમાં ભાગ લે છે. આ ગોળાકાર ગુચ્છ જેવી રચના, બીજાણુધાની છે, 
• જેમાં વિશિષ્ટ કોષો અથવા બીજાણૂ મળી આવે છે.આ બીજાણુ વૃદ્ધિ પામીને રાઇઝોપસના એક નવા સજીવની રચના ઉત્પન્ન કરે છે. 
• બીજાણુની ચારેય તરફ એક જાડી દીવાલ હોય છે, જે પ્રતિકૂળ પરિસ્થિતિઓમાં તેનું રક્ષણ કરે છે. 
• ભેજયુક્ત સપાટીના  સંપર્કમાં આવતાની સાથે જ તે વૃદ્ધિ પામવાની શરૂઆત કરી લે છે અથવા વૃદ્ધિ પામે છે.

આ  બધી  પદ્ધતિઓમાં સંતતિનું  સર્જન માત્ર એક જ સજીવ દ્વારા થાય છે આને અલિંગી પ્રજનન કહે છે.

 

Intext પ્રશ્નો

દ્વિભાજન એ બહુભાજન થી કેવી રીતે ભિન્ન છે ?

 વિભાજનમાં પિતૃ કોષ બે બાળસજીવ કોષમાં વિભાજન પામે છે.દા.ત. અમીબા

બહુ ભાજનમાં એકકોષી સજીવ એક જ સમયે ઘણા બાળકોષોમાં વિભાજન પામે છે.દા.ત. પ્લાઝ મોડિયમ

બીજાણું  દ્વારા પ્રજનન થી સજીવને કેવી રીતે લાભ થાય છે?

 

• પ્રતિકૂળ પરિસ્થિતિમાં બીજાણુ  જાડી રક્ષણાત્મક દિવાલથી આવરિત હોય છે.
• તે પ્રતિકૂળ પરિસ્થિતિમાં અસ્તિત્વ જાળવી રાખવા માટે મદદરૂપ છે.
• બીજાણુ લાંબા અંતર સુધી વિકિરણ પામે છે.
• સાનુકુળ પરીસ્થિતી પ્રાપ્ત થાય ત્યારે જ બીજાનો અંકુરણ પામે છે.

આ રીતે બી જાણું  દ્વારા પ્રજનન થી સજીવને લાભ થાય છે.

જટિલ સંરચના વાળા સજીવો પુનર્જનન દ્વારા નવી સંતતિ શા માટે ઉત્પન્ન કરી શકતા નથી? 

• જટિલ સજીવો વિવિધ પેશીઓ અને વિવિધ અંગો ધરાવે છે.
• તેમાં વિવિધ કોષ  પ્રકારો વિવિધ ચોક્કસ રીતે કાર્ય કરે છે.
• આ વિશિષ્ટ પેશીઓ અને અંગો ને લીધે જટિલ સજીવોમાં પુનર્જનન ક્ષમતા દૂર થઈ જાય છે.
• વળી, જટિલ સજીવોમાં પુનર્જનન માટેના વિશિષ્ટ કોષો હોતા નથી.

 

કેટલીક વનસ્પતિઓ નો ઉછેર કરવા માટે વાનસ્પતિક પ્રજનન નો ઉપયોગ શા માટે કરવામાં આવે છે?

• બીજ દ્વારા ઉછેરાતી વનસ્પતિઓની સરખામણીએ વાનસ્પતિક પ્રજનન કરતી વનસ્પતિઓમાં વહેલા પુષ્પ અને ફળ આવે છે.
• જે વનસ્પતિઓ એ બીજ નિર્માણ ક્ષમતા ગુમાવી દીધી હોય તેમનો પણ ઉછેર કરી શકાય છે.
• તેમજ પેઢી દર પેઢી ઉપયોગી લક્ષણો પણ જાળવી શકાય છે.

DNA ની પ્રતિકૃતિ બનાવવી પ્રજનન માટેની આવશ્યકતા કેમ છે?

• પિતૃની સમગ્ર જનીનીક માહિતી તેમની બાળ પેઢી માં  DNA દ્વારા વહન પામે છે.
• કોષ કેન્દ્ર માં રહેલ DNA પ્રોટીન સંશ્લેષણ નો સ્ત્રોત છે.
• પ્રોટીન શારીરિક સંરચના માટે જરૂરી છે.

લિંગી પ્રજનન (Sexual Reproduction)

સંતતિ ઉત્પન્ન કરવાના હેતુએ બે વ્યક્તિઓની ભાગીદારી હોય છે, ન તો આખલો વાછરડાને જન્મ આપી શકે છે અને ન તો એકલી મરઘીથી નવા મરઘાના બચ્ચાની ઉત્પત્તિ થઈ શકે છે. આવા સજીવોને નવી સંતતિ ઉત્પન્ન કરવા માટે નર  તેમજ માદા, બંને લિંગોની જરૂરીયાત હોય છે. 

લિંગી પ્રજનન લિંગી પ્રજનન થી  કેવી રીતે ભિન્ન છે ? અલિંગી પ્રજનનની મર્યાદાઓ જણાવો.

• એક જ પિતૃ દ્વારા પ્રજનન કોષો વગર નવા સજીવનું  નિર્માણ કરવામાં આવે તો તેને અલીંગી પ્રજનન કહેવાય.
• જ્યારે જે પ્રજનન પદ્ધતિમાં નવા સજીવ ના નિર્માણ માટે નર અને માદા એમ  બંને જાતિના પિતૃ સંકળાયેલા હોય તો તેને લિંગી પ્રજનન કહેવાય.

અલિંગી પ્રજનન ની મર્યાદાઓ:

 

• અલિંગી પ્રજનન માં વિવિધતા સર્જાતી નથી.
• વસ્તીનો નિયંત્રણ પણ થતું નથી.
• વારસામાં એક જ પિતૃના લક્ષણો પ્રાપ્ત થાય છે.
• વસવાટ સ્થાન ઝડપથી ભરાઈ જાય છે.
• સજીવ નું નિર્માણ ખૂબ જ ઝડપથી અને મોટી સંખ્યામાં થાય છે.

 

પુષ્પ એટલે શું? પુષ્પના પ્રજનન ભાગો અને તેના આધારે પુષ્પના પ્રકાર  સમજાવો.

સપુષ્પી વનસ્પતિઓ મુખ્યત્વે આવૃત બીજધારી ઓના લિંગી પ્રજનન અંગને પુષ્પ કહે છે.

પુષ્પના ભાગો: પુંકેસર અને સ્ત્રીકેસર પુષ્પના પ્રજનન ભાગો છે. આ ઉપરાંત દલપત્ર અને વજ્ર પત્ર હોય છે.

પુંકેસર: તે નર પ્રજનન ભાગ છે. તે તંતુ અને પરાગાશય નો બનેલો છે.

સ્ત્રીકેસર: તે માદા પ્રજનન ભાગ છે. તેના ત્રણ ભાગો છે 

અંડાશય, પરાગવાહીની અને પરાગાસન.

પ્રજનનના આધારે પુષ્પના બે પ્રકારો છે: એકલિંગી પુષ્પો અને દ્વીલિંગી પુષ્પો.

એકલિંગી પુષ્પો:જ્યારે પુષ્પ પુંકેસર અથવા સ્ત્રી કેસર ધરાવતું હોય તો તેને એક લિંગી પુષ્પ કહે છે.

દ્વી લિંગી પુષ્પો: જ્યારે પુષ્પ પુંકેસર અને સ્ત્રીકેસર બંને ભાગ ધરાવતું હોય તો તેને દ્વીલિંગી પુષ્પકહે છે.

 સપુષ્પી વનસ્પતિઓમાં લિંગી પ્રજનન:-

(Sexual Reproduction in Flowering Plants)

પરાગનયન: 

• પરાગરજને પુંકેસરમાંથી પરાગાસન સુધી સ્થળાંતર થવાની જરૂરિયાત હોય છે. 
• જો પરાગરજનું આ સ્થળાંતરણ તે પુષ્પના પરાગાસન પર જ થાય તોતેને સ્વપરાગનયન કહે છે.
•  પરંતુ એક પુષ્પની પરાગરજ બીજા પુષ્પ પર સ્થળાંતરિત  થાય તો તેને પરપરાગનયન કહે છે. 
• એક પુષ્પથી બીજા પુષ્પ સુધી પરાગરજનું આ સ્થળાંતરણ હવા, પાણી કે પ્રાણી જેવા વાહકો દ્વારા થાય છે.

ફલન:

•   પરાગરજને યોગ્ય પરાગાસન પર પહોંચવા ઉપરાંત નર જન્યું કે અંડાશયમાં આવેલા માદાજન્યુ કોષ (અંડકોષ) સુધી પહોંચવું જરૂરી હોય છે. 
• તેના માટે પરાગરજમાંથી એક નલિકાનો વિકાસ થાય છે અને તે નલિકા પરાગવાહિનીમાં થઈને અંડક કે બીજાંડ સુધી પહોંચે છે. (જેને પરાગનલિકા કહે છે.)
• પરાગ રજ દ્વારા ઉત્પન્ન થતો નરજન્યું  અંડક માં હાજર રહેલ માદા જન્યું સાથે જોડાય છે. જન્યુ કોષોના આ જોડાણને ફલન કહે છે.

ફલન પછીની ઘટનાઓ: 

• ફલન પછી,  યુગ્મનજમાં અનેક વિભાજન થાય છે અને અંડકમાં  ભૃણ વિકાસ પામે છે.
•  અંડક કે બીજાંડમાંથી એક સખત આવરણ વિકાસ પામે છે અને આ બીજમાં પરિવર્તિત થાય છે. 
• અંડાશય ઝડપથી વૃદ્ધિ પામે છે અને પરિપક્વ થઈને

ફળમાં પરિણમે છે. આ સમયગાળા દરમિયાન વજ્રપત્રો, દલપત્રો અને પુંકેસર, પરાગવાહિની તેમજ પરાગાસન સામાન્ય રીતે કરમાઈ જઈને ખરી પડે છે. 

•  બીજમાં  ભાવિ વનસ્પતિ અથવા ભ્રૂણ  હોય છે. જે સાનુકૂળ પરિસ્થિતિમાં નવા છોડમાં તેના વિકાસ પામે છે. આ ક્રિયાને કે ઘટનાક્રમ ને અંકુરણ કહે છે.

 માનવમાં લિગી પ્રજનન (Sexual Reproduction in Human Beings):-

ટૂંકનોંધ લખો: કિશોરાવસ્થા ( મુગ્ધાવસ્થા) અથવા 

તરુણાવસ્થા દરમિયાન છોકરી અને છોકરા માં જોવા મળતા જાતીય લક્ષણો ની નોંધ કરો.

• મુગ્ધાવસ્થા કે કિશોરાવસ્થામાં પ્રારંભિક વર્ષોમાં, કેટલાક એવા પરિવર્તન થાય છે જેને માત્ર શારીરિક વૃદ્ધિ કહી શકાય નહિ.
• જ્યારે શારીરિક સૌષ્ઠવ બદલાઈ જાય છે. શારીરિક ગુણોત્તર બદલાઈ જાય છે. નવા લક્ષણ આવે છે અને સંવેદનમાં પણ પરિવર્તન આવે છે.
• આમાથી કેટલાંક પરિવર્તન છોકરા તેમજ છોકરીઓમાં એકસમાન હોય છે.

સામાન્ય ફેરફાર:

• શરીરના કેટલાક ભાગો જેવી કે બગલ તેમજ  જાંઘોના મધ્ય જનનાંગીય વિસ્તારમાં વાળ ઊગે છે અને તેનો રંગ પણ ઘેરો હોય છે. 
•  હાથ તેમજ ચહેરા પર પણ નાના રોમ ઊગે છે. ત્વચા સામાન્ય રીતે તૈલી / તેલ યુક્ત બને છે અને ક્યારેક ખીલ પણ ઉદ્ભવે છે. આપણે પોતાની તેમજ બીજાના પ્રત્યે વધારે સજાગ બનીએ છીએ.

બીજી તરફ, કેટલાક એવા પણ પરિવર્તન થાય છે જે છોકરા તેમજ છોકરીઓમાં ભિન્ન હોય છે. 

• છોકરીઓમાં સ્તનના આકાર (કદ)માં વધારો થાય છે અને સ્તનાગ્રની ત્વચાનો રંગ પણ ઘેરો  બને છે. 
• આ સમયે છોકરીઓમાં રજોસ્ત્રાવ  થવા લાગે છે.
• અંડપિંડ અંડકોષ મુક્ત કરવાનું શરૂ કરે છે.
• છોકરાના ચહેરા પર દાઢી- મૂછ ઉગી આવે છે.
•  તેમનો અવાજ કર્કશ ને જાડો બને છે.
•  દીવાસ્વપ્ન અથવા રાત્રિમાં શિશ્ન પણ સામાન્ય રીતે કદમાં વધે અને ટટ્ટાર બને છે.

નર પ્રજનન તંત્ર:-પુરુષનું પ્રજનનતંત્ર.(Male Reproductive System)

• પ્રજનનકોષ ઉત્પાદિત કરનારા અંગ તેમજ જનનકોષોનું ફલનના સ્થાન સુધી પહોંચાડવાવાળા અંગો, સંયુક્ત સ્વરૂપે નર પ્રજનનતંત્ર બનાવે છે. 
• નર પ્રજનન કોષ અથવા શુક્રકોષનું નિર્માણ શુક્રપિંડ (વૃષણ)માં થાય છે. આ ઉદરગુહાની બહાર વૃષણકોથળીમાં આવેલા હોય છે. 
• તેનું કારણ એ છે કે શુક્રકોષના ઉત્પાદન માટે જરૂરી તાપમાન શરીરના તાપમાનથી ઓછું હોય છે. 
• શુક્રપિંડમાં શુક્ર કોષનું ઉત્પાદન થાય છે તેમજ શુક્રપિંડ નર જાતીય અંતઃસ્ત્રાવ ટેસ્ટોસ્ટેરોનનો પણ સ્ત્રાવ કરે છે.
• ઉત્પાદિત શુક્રકોષોનો ત્યાગ શુક્રવાહિકાઓ દ્વારા થાય છે. જે મૂત્રાશયથી આવનારી નળીની સાથે જોડાઈને એક સંયુક્ત નળી બનાવે છે. 
• આમ, મૂત્રમાર્ગ , શુક્રકોષો તેમજ મૂત્ર બંનેના વહનનો સામાન્ય માર્ગ દર્શાવે છે. પ્રોસ્ટેટ અને શુક્રાશય પોતાનો સ્રાવ શુક્રવાહિકામાં ઠાલવે છે. જેથી શુક્રકોષ એક પ્રવાહી માધ્યમમાં આવે છે.
• તેના કારણે તેનું (શુક્રકોષ નું) સ્થળાંતર સરળતાથી થાય છે. તેની સાથે આ સ્રાવ શુક્રકોષોને પોષણ પણ આપે છે. 
• શુક્રકોષોએ સૂક્ષ્મ સંરચનાઓ છે જેમાં મુખ્યત્વે આનુવંશિક પદાર્થ હોય છે અને એક લાંબી પૂંછડી હોય છે. જે તેને માદા પ્રજનનકોષની તરફ તરવામાં મદદરૂપ થાય છે.

(b) માદા પ્રજનન તંત્ર (Female Reproductive System):-

• માદા પ્રજનનકોષો અથવા અંડકોષનું નિર્માણ અંડાશયમાં થાય છે. તે કેટલાક અંત:સ્ત્રાવ પણ ઉત્પન્ન કરે છે, 
•   છોકરીના જન્મના સમયથી જ અંડાશયમાં હજારો અપરિપક્વ અંડપુટિકાઓ હોય છે. યૌવનારંભમાં તેમાંથી કેટલાક  અંડકોષો પરિપક્વ થવા માંડે છે,
• બેમાંથી એક અંડપિંડ દર મહિને એક અંડકોષ ઉત્પન્ન કરે છે. પાતળી અંડવાહિની અથવા ફેલોપિયન નલિકા દ્વારા અંડકોષ ગર્ભાશય સુધી જાય છે. 
• બંને અંડવાહિનીઓ સંયુક્ત બનીને એક નાજુક, સ્થિતિસ્થાપક, નાસપતિના આકાર  જેવી સંરચનાનું નિર્માણ કરે છે જેને ગર્ભાશય કહે છે. 
• ગર્ભાશય ગ્રીવા દ્વારા યોનિમાં ખુલે છે. મૈથુનના સમયે શુક્રકોષ યોનિમાર્ગમાં દાખલ થાય છે જયાંથી ઉપરની તરફ વહન પામીને અંડવાહિની સુધી પહોંચે છે.
• જ્યાં અંડકોષની સાથે શુક્રકોષનું સંમિલન થાય.
• ફલિત અંડકોષનું વિભાજન થવાની શરૂઆત થાય છે અને તે એક કોષોના જથ્થામાં એટલે કે ગર્ભમાં ફેરવાય છે. 
• આ ગર્ભનું સ્થાપન ગર્ભાશયની દીવાલ પર થાય છે જ્યાં તેનો વિકાસ ચાલુ રહે છે અને તે અંગોનું નિર્માણ કરીને ભ્રૂણ  બને છે. 

ગર્ભસ્થાપન થી બાળ જન્મ સુધીની પ્રક્રિયા સમજાવો.

• માતાના શરીરની સંરચના બાળકના વિકાસને આધાર આપી શકે તેમ થયેલી હોય છે. 
• આમ, દરેક મહિને ગર્ભાશય ગર્ભને ધારણ કરવા તેમજ તેના પોષણ માટે પોતાને તૈયાર કરે છે. 
• આથી ગર્ભાશયનું  અંત:આવરણ વધુ જાડું બને છે તથા વિકસતાં ગર્ભના પોષણ માટે તેને પુષ્કળ રુધિર પ્રવાહ પૂરો  પાડવામાં આવે છે.
• ભૃણને માતાના રુધિરમાંથી જ પોષણ મળે છે, તેના માટે એક વિશેષ સંરચના હોય છે  જેને જરાયુ (Placenta) કહે છે.
• આ એક ડિસ્ક કે રકાબી જેવી સંરચના છે. જે ગર્ભાશયની દીવાલમાં જ રહેલી હોય છે. 
• તેમાં ભૂણની તરફની પેશીમાં પ્રવર્ધ હોય છે. માતાની પેશીઓમાં રુધિર કટોરો હોય છે જે પ્રવર્ધને આચ્છાદિત કરે છે.
• જે માતાના શરીરમાંથી ભૃણને  ગ્લૂકોઝ, ઑક્સિજન તેમજ અન્ય પદાર્થોના સ્થળાંતર માટે એક વિશાળ પ્રદેશ આપે છે. 
•  વિકાસશીલ ભૃણ દ્વારા ઉત્સર્ગ પદાર્થો ઉત્પન્ન થાય છે જેનો નિકાલ જરાયુના માધ્યમથી માતાના રુધિરમાં સ્થળાંતરણ દ્વારા થાય છે. 
• માતાના શરીરમાં ગર્ભને વિકસિત થવા માટે લગભગ 9 મહિના લાગે છે. ગર્ભાશયની પેશીઓના લયબદ્ધ સંકોચનથી બાળક/ નવજાત શિશુનો જન્મ થાય છે.

(c) જ્યારે અંડકોષનું ફલન થતું નથી તો શું થાય છે ?  અથવા માસિક ચક્ર ( ઋતુસ્ત્રાવ) સમજાવો.

• અંડકોષનું ફલન થતું જ નથી તો તે લગભગ એક દિવસ સુધી જીવિત રહી શકે છે. 
• અંડાશય કે અંડપિંડ પ્રત્યેક મહિને એક અંડકોષને મુક્ત કરે છે.
• તેથી ફલિત અંડકોષની પ્રાપ્તિ માટે ગર્ભાશય પણ દર મહિને તૈયારી કરે છે અને તેની અંતઃદીવાલ માંસલ તેમજ જાડી બને છે.
• જો અંડકોષનું ફલન થાય તો તે સ્થિતિમાં ગર્ભને પોષણ મળવું આવશ્યક છે. પરંતુ ફલન નહિ થવાની પરિસ્થિતિમાં આ આવ૨ણની કોઈ જરૂરિયાત હોતી નથી. 
•  તેથી આ આવરણ ધીરે-ધીરે તૂટી જઈને યોનિમાર્ગમાંથી રુધિર  તેમજ શ્લેષ્મના રૂપે શરીરમાંથી બહાર ત્યજાય છે.
•  આ ચક્ર માં લગભગ એક મહિના જેટલો સમયગાળો લાગે છે અને તેને ઋતુસ્ત્રાવ અથવા રજોધર્મ કે માસિક સ્રાવ  કહે છે. લગભગ 2 થી 8 દિવસ સુધી ચાલે છે.

 (d) પ્રાજનનિક સ્વાસ્થ્ય  (Reproductive Health):-

ગર્ભાવસ્થા અટકાવવાના વૈજ્ઞાનિક ઉપાયો સમજાવો.

• જાતીય સમાગમ કે લૈંગિક ક્રિયા દ્વારા ગર્ભધારણની સંભાવના હંમેશાં રહે છે.
•  ગર્ભધારણની અવસ્થામાં સ્ત્રીના શરીર તેમજ ભાવનાઓની માંગ તેમજ જરૂરિયાત વધી જાય છે. 
• પરંતુ જો તે (સ્ત્રી) તેના માટે તૈયાર નથી તો આ ઘટનાથી તેના સ્વાથ્ય પર વિપરીત અસર પડે છે. તેથી ગર્ભધારણ રોકવા માટે અનેક રીતોની શોધ થયેલી છે. 
• આ ગર્ભવિરોધી ઉપચારો અનેક પ્રકારના હોય છે. એક રીત કે પદ્ધતિ યાંત્રિક અવરોધની છે. 
• જેમાં શુક્રકોષને અંડકોષ સુધી પહોંચવા દેવામાં આવતો નથી. શિશ્નને ઢાંકનારા નિરોધ અથવા યોનિમાં રાખી શકાય તેવા અનેક સાધનોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
•  બીજી રીત કે પદ્ધતિમાં અંતઃસ્ત્રાવોના સંતુલનમાં પરિવર્તનનું છે, જેમાં અંડપતનની ક્રિયા થતી નથી, તેથી ફલન થઈ શકતું નથી. 
• આ દવાઓ સામાન્ય રીતે ગોળીના રૂપમાં લેવાય છે.  પરંતુ(દવાઓ) અંત:સ્ત્રાવોના સંતુલિતને પરિવર્તિત કરે છે જેથી તેની કેટલીક વિપરીત અસર પણ થઈ શકે છે.
• ગર્ભધારણને રોકવા માટે કેટલીક અન્ય રીતો કે પદ્ધતિઓ છે જેવી કે, આકડી (Loop), કોપર-T (Copper-T)અને ગર્ભાશયમાં સ્થાપિત કરીને પણ કરી શકાય છે. 
• પુરુષની શુક્રવાહિનીઓને અવરોધીને શુક્રકોષનું સ્થળાંતર અટકાવવામાં આવે. સ્ત્રીની અંડવાહિની કે ફેલોપિયન નલિકાને અવરોધ ઉત્પન્ન કરીને અંડકોષને ગર્ભાશય સુધી જતો અટકાવવામાં આવે.
• બંને અવસ્થાઓમાં ફલન થતું નથી. શસ્ત્રક્રિયા (Surgery)  તકનીક દ્વારા આ પ્રકારના અવરોધ ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. 
•  જો કે, શસ્ત્રક્રિયાની તકનીક  ભવિષ્ય માટે સંપૂર્ણતઃ સુરક્ષિત છે.પરંતુ સાવચેતી વગર થયેલી શસ્ત્રક્રિયાથી સંક્રમણ અથવા બીજી અનેક સમસ્યાઓ ઉત્પન્ન થઈ શકે છે.
•  શસ્ત્રક્રિયાથી અવાંછિત ગર્ભને દૂર પણ કરી શકાય છે. આ ટેકનીકનો દુરુપયોગ તે લોકો દ્વારા થાય છે કે જેઓ કોઈ વિશિષ્ટ પ્રકારની  જાતિના નવજાત શિશુને ઇચ્છતા નથી.
•  એવા ગે૨કાયદેસર કાર્ય ખાસ કરીને માદાગર્ભને પસંદગીપૂર્વક  ગર્ભપાત હેતુ કરવામાં આવે છે. 

Intext પ્રશ્નો: 

પરાગનયન ની ક્રિયા ફલનની ક્રિયાથી કેવી રીતે ભિન્ન છે?

પરાગનયન એ  પુંકેસર ના પરાગાશયથી સ્ત્રીકેસર ના પરાગાસન સુધી પરાગ રજ ના સ્થળાંતરની ક્રિયા છે.

જ્યારે ફલન એ  નર જનન કોષની ની માદા જનન  કોષ સાથે સંમિલનની ક્રિયા છે.

 

શુક્રાશય અને પ્રોસ્ટેટ ગ્રંથિની ભૂમિકા શું છે?

પ્રોસ્ટેટ ગ્રંથિ અને શુક્રાશયના સ્ત્રાવ શુક્રકોષોના સ્થળાંતરણ ને સરળ બનાવે છે તેમજ શુક્ર કોષોને પોષણ આપે છે.

યૌવનારંભના સમયે  છોકરીઓમાં કયા પરિવર્તનો જોવા મળે છે?

યૌવનારંભના સમયે છોકરીઓમાં સ્તન ગ્રંથિના કદમાં વધારો થાય છે અને  સ્તનાગ્રની ત્વચાનો રંગ ઘેરો બને છે અને ઋતુચક્ર શરૂ થાય છે.

માતાના શરીરમાં ગર્ભસ્થ ભ્રૂણ ને પોષણ કેવી રીતે પ્રાપ્ત થાય છે?

માતાના શરીરમાં ગર્ભસ્થ ભ્રૂણને પોષણ જરાયું વડે પ્રાપ્ત થાય છે જરાયુ ની ભ્રૂણ તરફની પેશી માં આવેલા માં આવેલા રસાંકુર પ્રવર્ધો દ્વારા પણ ભ્રૂણ  માતાના શરીરમાંથી ગ્લુકોઝ ઓક્સિજન અને અન્ય પદાર્થો મેળવે છે.

જો કોઈ સ્ત્રી કોપર T  નો ઉપયોગ કરી રહી છે તો શું આ તેણીનું જાતીય સંક્રમિત રોગોથી રક્ષણ કરશે?

નહી, કોપર T નો ઉપયોગ કરતી સ્ત્રીને જાતીય સંક્રમિત રોગોથી રક્ષણ મળી શકે નહીં કારણ કે જાતીય સમાગમ દરમિયાન પુરુષ અને સ્ત્રી શરીરના પ્રવાહી અને સીધા સંપર્કમાં આવે છે.

સ્વાધ્યાય ના પ્રશ્નો

 

અલિંગી પ્રજનન ની તુલના માં લિંગી પ્રજનન થી શુ લાભ થાય છે?

• લિંગી પ્રજનન માં સંતતિને બે જુદાજુદા પિતૃના DNA પ્રાપ્ત થતાં ભિન્નતા જોવા મળે છે.
• આ ભિન્નતા જાતિના અસ્તિત્વ માટે ઉપયોગી છે.
• લિંગી પ્રજનન દરમિયાન એકત્રિત થતી ભિન્નતાઓ લાંબા ગાળે ઉદવિકાસ નું કારણ બને છે.

માનવના શુક્રપિંડ નું  કાર્ય શું છે?

માનવના શુક્રપિંડ નું કાર્ય શુક્ર કોષોનું  ઉત્પાદન અને ટેસ્ટોસ્ટેરોન નો સ્ત્રાવ છે.

ઋતુસ્ત્રાવ શા માટે થાય છે?

જ્યારે અંડકોષનું ફલન  થતું નથી ત્યારે સ્ત્રીના ગર્ભાશયની અંદરની જાડી  અને પુષ્કળ રુધિર યુક્ત દિવાલ તૂટવા લાગે છે તેના કારણે સ્ત્રીમાં ઋતુસ્ત્રાવ થાય છે.

ગર્ભ નિરોધનની  વિવિધ રીતો કઈ છે?

યાંત્રિક: પુરુષમાં નિરોધ અને સ્ત્રીમાં કોપર T

રાસાયણિક: સ્ત્રી માટે ગર્ભનિરોધક ગોળીઓ.

શસ્ત્રક્રિયા: શસ્ત્રક્રિયા દ્વારા શુક્રવાહિની અને અંડવાહિની બંધ કરવી.

એક કોષીય અને બહુ કોષીય સજીવ ની પ્રજનન પદ્ધતિ માં શું તફાવત છે?

• એકકોષીય સજીવો સરળ કોષવિભાજન એટલે કે ભાજન પદ્ધતિ વડે પ્રજનન દર્શાવે છે.
• જ્યારે બહુ કોષીય સજીવો  જટિલ શરીર રચના ધરાવતા હોવાથી લિંગી પ્રજનન પદ્ધતિ દર્શાવે છે.

પ્રજનન કોઈ જાતિ ની વસ્તી ની સ્થાયિતામાં કેવી રીતે મદદરૂપ થાય છે?

• પ્રજનન દ્વારા નવી સંપત્તિનું નિર્માણ થાય છે કોઈ સજીવ અમર નથી. ઊંચો મૃત્યુદર વસ્તી નું કદ ઘટાડે છે.
• તેથી પ્રજનન ક્રિયા દ્વારા સજીવ તેમની વસ્તીનો વધારો કરે છે જે જાતિની વસ્તી ની સ્થાયીતા માં  મદદરૂપ થાય છે

ગર્ભનિરોધક યુકતીઓ  કે સાધનો અપનાવવાના કયા કારણ હોઇ શકે છે? 

(૧) અનિચ્છિત ગર્ભધારણ રોકવા માટે.

(૨) માનવ વસતીના નિયંત્રણ માટે.

(૩) જાતીય સંક્રમિત રોગોનો ફેલાવો અટકાવવા માટે.

અલિંગી પ્રજનન અને લિંગી પ્રજનન નો તફાવત જણાવો.

અલિંગી: તેમાં સજીવની જાતિઓ સાથે કોઈ નિસ્બત હોતી નથી.

લીંગી: તેમાં સજીવ ઉભયલિંગી અથવા બે વિજાતીય એકલિંગી સજીવો હોવા જરૂરી છે.

અલિંગી: આ પ્રજનનમાં આનુવાંશિક લક્ષણો બદલાતા નથી.

લિંગી: આ પ્રજનનમાં આનુવાંશિક લક્ષણો બદલાય છે.

અલિંગી: ભાજન કલિકાસર્જન અવખંડન બીજાણું નિર્માણ વગેરે અલિંગી પ્રજનન ના પ્રકારો છે.

લિંગી: આ પ્રજનનના કોઈ વિશિષ્ટ પ્રકાર નથી.

   

પ્રશ્ન 1 પ્રકાશ એટલે શું ? તેનું સ્વરૂપ જણાવો.

   ઉત્તર : આંખમાં સંવેદના ઉપજાવતાં વિદ્યુતચુંબકીય વિકિરણને પ્રકાશ કહે છે.

          → સામાન્ય રીતે, પ્રકાશ તરંગ સ્વરુપ ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 2  પ્રકાશનું પરાવર્તન એટલે શું?

કોઈપણ વસ્તુ પર પ્રકાશ આપાત  કરતા વસ્તુ ની સપાટી પરથી પ્રકાશની પાછા ફરવાની ઘટનાને પ્રકાશનું પરાવર્તન કહે છે

પ્રશ્ન 3  પ્રકાશના પરાવર્તનના નિયમો લખો.

ઉત્તર: પ્રકાશના પરાવર્તનના નિયમો નીચે મુજબ છે :

(1) આપાતકોણ (i) અને પરાવર્તનકોણ (r) સમાન હોય છે, એટલે કે i = r.

(2) આપાતકિરણ, અરીસાના આપાતબિંદુએ સપાટી પર દોરેલ લંબ અને પરાવર્તિતકિરણ બધા એક જ સમતલમાં હોય છે.

 પ્રશ્ન 4.અરીસો કોને કહે છે? તેના પ્રકાર જણાવો.

ઉત્તર : લીસી અને ચળકતી સપાટી જે તેના પર પડતા લગભગ બધા પ્રકાશનું પરાવર્તન કરે છે, તેને અરીસો કહે છે.

અરીસાના બે પ્રકાર છે : (1) સમતલ અરીસો અને (2) ગોલીય અરીસો.

પ્રશ્ન 5. સમતલ અરીસા વડે રચાતા પ્રતિબિંબ ની ખાસીયતો જણાવી તેના ઉપયોગો લખો.

(૧) સમતલ અરીસા થી રચાતું પ્રતિબિંબ હંમેશા ચત્તું અને આભાસી હોય છે.

(૨) પ્રતિબિંબ નું કદ વસ્તુના કદ જેટલું જ હોય છે.

(૩) વસ્તુ અરીસા થી જેટલા અંતરે આગળ હોય છે તેટલા જ અંતરે વસ્તુનું પ્રતિબિંબ અરીસાની ના પાછળના ભાગમાં હોય છે.

(૪) વસ્તુના પ્રતિબિંબમાં બાજુઓ ઉલટા યેલી   હોય છે.

ઉપયોગો: (૧) સમતલ અરીસો દર્પણ તરીકે વપરાય છે.

(૨) સમતલ અરીસા નો ઉપયોગ કેલિડોસ્કોપ અને પેરિસ્કોપ બનાવવામાં પણ થાય છે.

 

પ્રશ્ન 6. ગોલીય અરીસો કોને કહે છે ? તેના પ્રકાર જણાવો.

ઉત્તર : જે અરીસાની પરાવર્તક સપાટી પોલા ગોળાની પૃષ્ઠનો એક ભાગ હોય તેને ગોલીય અરીસો કહે છે.

અરીસાની એક બાજુ સંપૂર્ણ પૉલિશ કરેલી અને પરાવર્તક હોય છે, જ્યારે બીજી બાજુ અપારદર્શક હોય છે.

ગોલીય અરીસાની પરાવર્તક સપાટી અંદરની તરફ કે બહારની તરફ વક્રાકાર હોય છે.

ગોલીય અરીસાના બે પ્રકાર છે : (1) અંતર્ગોળ અરીસો અને(2) બહિર્ગોળ અરીસો.

(1) અંતર્ગોળ અરીસો : જે ગોલીય અરીસાની પરાવર્તક સપાટી અંદરની તરફ વક્રાકાર હોય, તેને અંતર્ગોળ અરીસો કહે છે,

( 2 ) બહિર્ગોળ અરીસો : જે ગોલીય અરીસાની પરાવર્તક સપાટી બહારની તરફ વક્રાકાર હોય, તેને બહિર્ગોળ અરીસો કહે છે.દા. ત., ચકચકિત ચમચીની બહારની વક્રસપાટી બહિર્ગોળ અરીસાની જેમ વર્તે છે.

પ્રશ્ન 7:  કિરણાકૃતિ ના ઉપયોગ દ્વારા ગોલીય અરીસા વડે રચાતા પ્રતિબિંબ નું નિરૂપણ સમજાવો અથવા પ્રતિબિંબ નું સ્થાન નક્કી કરવા માટે કિરણોની પસંદગી જણાવો.

ઉત્તર : કોઈપણ બિંદુવત્ વસ્તુના  પ્રતિબિંબ નું સ્થાન ઓછામાં ઓછા બે પરાવર્તિત કિરણોના છેદન  દ્વારા મેળવી શકાય છે.પ્રતિબિંબ નું સ્થાન નક્કી કરવા માટે નીચેના પૈકી કોઈપણ બે કિરણો પર વિચાર કરી શકાય: 

(૧)  મુખ્ય અક્ષને સમાંતર દિશામાં આપાત થતુ પ્રકાશનું કિરણ પરાવર્તન પામ્યા બાદ અંતર્ગોળ અરીસા ના કિસ્સામાં તેના મુખ્ય કેન્દ્રમાંથી પસાર થશે અથવા બહિર્ગોળ અરીસા ના કિસ્સામાં તેના મુખ્ય કેન્દ્ર પરથી વિકેન્દ્રિત થતું હોય એવો ભાસ થશે.

(૨) અંતર્ગોળ અરીસા ના મુખ્ય કેન્દ્ર માંથી પસાર થતુ પ્રકાશનું કિરણ અથવા બહિર્ગોળ અરીસા ના મુખ્ય કેન્દ્ર તરફ ગતિ કરતું હોય તેવું કિરણ પરાવર્તન પામ્યા બાદ મુખ્ય અક્ષને સમાંતર દિશામાં પરાવર્તિત થાય છે.

(૩) અંતર્ગોળ અરીસા ના વક્રતા કેન્દ્રમાંથી પસાર થતું અથવા બહિર્ગોળ અરીસા ના વક્રતા કેન્દ્રની દિશામાં ગતિ કરતું પ્રકાશનું કિરણ પરાવર્તન પામી તે જ પથ પર  પાછું ફરે છે.

(૪) અરીસાની મુખ્ય અક્ષ સાથે નિશ્ચિત કોણ બનાવતી દિશામાં બિંદુ P ( અરીસા ના ધ્રુવ) પર  આપાત થતું કિરણ અંતર્ગોળ અરીસા પર થી પરાવર્તન પામી તે જ નિશ્ચિત કોણ બનાવતી દિશામાં પરાવર્તન પામે છે.

પ્રશ્ન 8 .અંતર્ગોળ અરીસાના ઉપયોગો લખો.

ઉત્તર : અંતર્ગોળ અરીસાના ઉપયોગ નીચે પ્રમાણે છે :

(1) ટૉર્ચ, સર્ચલાઇટ, વાહનોની હેડલાઇટ વગેરેમાં પ્રકાશના શક્તિશાળી સમાંતર કિરણ જૂથ મેળવવા માટે.

(2) દાઢી કરવાના અરીસામાં ચહેરાનું મોટું, પ્રતિબિંબ જોવા માટે.

(3) દાંતના ડોક્ટરો દર્દીના દાંતનું મોટું પ્રતિબિંબ જોવા માટે ઉપયોગ કરે છે.

(4) સૌર-ભઠ્ઠીમાં મોટા અંતર્ગોળ અરીસા વાપરી સૂર્યપ્રકાશને કેન્દ્રિત કરી ગરમી મેળવવા.

પ્રશ્ન 8. બહિર્ગોળ અરીસાના ઉપયોગો લખો.

ઉત્તર :બહિર્ગોળ અરીસાના ઉપયોગો  નીચે મુજબ છે :

(1) બહિર્ગોળ અરીસાનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે વાહનોમાં પાછળ ના દ્રશ્યો જોવા માટેના અરીસા તરીકે થાય છે. વાહનનો ડ્રાઈવર તેની પાછળ આવતાં ટ્રાફિકને જોઈ શકે છે અને સુરક્ષિત રીતે પોતાનું વાહન ચલાવી શકે છે.

(2) મોટા બહિર્ગોળ અરીસા વેપારી કે દુકાનદાર પોતાની દુકાનમાં સલામતી માટે રાખે છે.બહિર્ગોળ અરીસા ઓ એટલા માટે પસંદ કરવામાં આવે છે કારણ કે તેમના દ્વારા મળતા પ્રતિબિંબો હંમેશા નાના પરંતુ ચતા હોય છે.

 

પ્રશ્ન 9. .અંતર્ગોળ અરીસાનું મુખ્ય કેન્દ્ર વ્યાખ્યાયિત  કરો.

ઉત્તર : અંતર્ગોળ અરીસા પર આપાત થતાં મુખ્ય અક્ષને  સમાંતર પ્રકાશનાં કિરણો અરીસા દ્વારા પરાવર્તન પામી મુખ્ય અક્ષ પરના જે બિંદુએ કેન્દ્રિત થાય છે, તે બિંદુને અંતર્ગોળ અરીસાનું મુખ્ય કેન્દ્ર( F)કહે છે.

પ્રશ્ન 10.એક ગોલીય અરીસાની વક્તા ત્રિજ્યા 20 cmછે. તેની કેન્દ્ર લંબાઈ કેટલી હશે?

અહીં,R=20cm;  f=?

f=R/2

f=20/2=10cm

પ્રશ્ન 11.એવા અરીસાનું નામ આપો જે વસ્તુનું ચતું તથા વિવર્ધિત પ્રતિબિંબ આપે છે.

 ઉત્તર : અંતર્ગોળ અરીસો

→વસ્તુ ને જ્યારે અંતર્ગોળ અરીસાના ધ્રુવ (P) અને મુખ્ય કેન્દ્ર (F)ની વચ્ચે મુકવામાં આવે છે ત્યારે વસ્તુનું સીધું તથા વિવર્ધિત પ્રતિબિંબ મળે છે.

પ્રશ્ન 12 .આપણે વાહનોમાં પાછળનું દ્રશ્ય જોવા માટેના અરીસા  તરીકે (વાહનોના સાઇડ મીરર તરીકે) બહિર્ગોળ અરીસાને કેમ પસંદ કરીએ છીએ?

ઉત્તર:  બહિર્ગોળ અરીસા ઓ એટલા માટે પસંદ કરવામાં આવે છે કારણ કે તેમના દ્વારા મળતા પ્રતિબિંબો હંમેશા નાના પરંતુ ચત્તા હોય છે.સાથે સાથે તેમના દ્રષ્ટિ ક્ષેત્રો પણ વિશાળ મળે છે કારણ કે તેઓ બહારની તરફ વક્રાકાર હોય છે.

તેથી સમતલ અરીસાની સરખામણીમાં ડ્રાઈવરને તેની પાછળ નો બહુ મોટો વિસ્તાર દર્શાવી શકે છે.

 પ્રશ્ન 13. અરીસાનું સૂત્ર એટલે શું? તેને ગાણિતિક સ્વરૂપમાં લખો.

ઉત્તર : વસ્તુ-અંતર (u), પ્રતિબિંબ-અંતર (v) અને અરીસાની કેન્દ્ર લંબાઈ (f) વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવતા સૂત્રને અરીસાનું સૂત્ર કહે છે.

અરીસાનું સૂત્ર નું ગાણિતિક સ્વરૂપ નીચે મુજબ છે :

1/v +1/u=1/f………

જ્યાં, u = વસ્તુ – અંતર

v= પ્રતિબિંબ – અંતર

f = અરીસાની કેન્દ્રલંબાઈ

પ્રશ્ન:14  મોટવણી એટલે શું?  ટૂંકમાં સમજાવો.

• ગોલીય અરીસા દ્વારા મળતી મોટવણી વસ્તુનું પ્રતિબિંબ વસ્તુ ના માપ ની સરખામણી એ કેટલું વિવર્ધિત છે તેનું સાપેક્ષ પ્રમાણ આપે છે.
• તેને પ્રતિબિંબ ની ઊંચાઈ અને વસ્તુની ઊંચાઈના ગુણોત્તર રૂપે રજૂ કરી શકાય છે. જેને મોટવણી કહે છે.
• તેને સામાન્ય રીતે મૂળાક્ષર m દ્વારા દર્શાવાય છે.
• જો વસ્તુ ની ઊંચાઈ h હોય તથા પ્રતિબિંબ ની ઊંચાઈ h’  હોય તો ગોલીય અરીસા દ્વારા મળતી મોટવણી નીચે મુજબ દર્શાવી શકાય:
• m= પ્રતિબિંબ ની ઊંચાઈ h’/વસ્તુ ની ઊંચાઈ h આમ m=h’/h

પ્રશ્ન 15.  32 cm વક્રતાત્રિજ્યા ધરાવતા બહિર્ગોળ અરીસાની કેન્દ્રલંબાઈ શોધો.

ઉત્તર : અહીં, બહિર્ગોળ અરીસાની વક્રતા ત્રિજ્યા R = + 32 cm

વળી, કેન્દ્રલંબાઈ f =  R/2

: f = +32/2 = 16 cm

બહિર્ગોળ અરીસાની કેન્દ્ર લંબાઈ = 16 cm

પ્રશ્ન 16. એક અંતર્ગોળ અરીસો તેની સામે 10 cm અંતરે રાખેલ વસ્તુનું ત્રણ ગણું મોટું (વિવર્ધિત) વાસ્તવિક પ્રતિબિંબ આપે છે. પ્રતિબિંબનું સ્થાન ક્યાં હશે?

ઉકેલ:

.. m =-3

વસ્તુ-અંતર હંમેશાં ઋણ હોય છે. :. u =- 10 cm

પ્રતિબિંબ-અંતર v = ?

હવે, મોટવણી m = -v/u

: -3 =- v/(-10)

:. -3=v/10

v=-30cm

:, વાસ્તવિક પ્રતિબિંબ અંતર્ગોળ અરીસાના આગળના ભાગે

(વસ્તુ તરફ) 30 cm અંતરે મળશે.

પ્રશ્ન 17.પ્રકાશનું વક્રીભવન એટલે શું? અથવા પ્રકાશના  વક્રીભવનની વ્યાખ્યા આપો.

ઉત્તર : સામાન્ય રીતે પ્રકાશ બધા માધ્યમોમાં એક જ દિશામાં ગતિ કરતો નથી.

જ્યારે પ્રકાશનું કિરણ એક માધ્યમ માંથી બીજા માધ્યમમાં ત્રાસી રીતે પ્રવેશે ત્યારે પ્રકાશના ત્રાસા કિરણના પ્રસરણની દિશા બીજા માધ્યમમાં બદલાઈ જાય છે. આ ઘટનાને પ્રકાશનું વક્રીભવન કહે છે.

પ્રશ્ન: 18 પ્રકાશના વક્રીભવનના નિયમો લખો:

પ્રકાશના વક્રીભવનના નિયમો નીચે મુજબ છે:

(૧) આપાતકિરણ વક્રીભૂતકિરણ અને બે માધ્યમોની આંતર સપાટીને આપાત બિંદુએ દોરેલો લંબ એક જ સમતલમાં હોય છે.

(૨) પ્રકાશના આપેલ રંગ તથા માધ્યમોની આપેલ જોડ માટે આપાતકોણ ના સાઈન અને વક્રીભૂતકોણના સાઈનનો ગુણોત્તર અચળ રહે છે. આ નિયમ સ્નેલના નિયમ તરીકે ઓળખાય છે જો આપાતકોણ i  અને વક્રીભૂતકોણ r હોય તો sin i/sin r=અચળ

આ અચળ મૂલ્યને પ્રથમ માધ્યમ ની સાપેક્ષે બીજા માધ્યમ નો વક્રીભવનાંક કહે છે.

પ્રશ્ન 19. હવામાં ગતિ કરતું પ્રકાશનું કિરણ પાણીમાં ત્રાંસુ પ્રવેશે છે. શું પ્રકાશનું કિરણ લંબ તરફ વાંકુ વળશે કે લંબથી દૂર જશે ? કેમ ?

ઉત્તર : હવામાંથી પાણીમાં પ્રવેશતું પ્રકાશનું ત્રાંસુ કિરણ લંબ તરફ વાંકુ વળે છે, કારણ કે પાણી પ્રકાશીય ઘટ્ટ માધ્યમ છે અને હવા પ્રકાશીય પાતળું માધ્યમ છે. 

પ્રકાશીય પાતળા માધ્યમ કરતા ઘટ્ટ માધ્યમમાં પ્રકાશની ઝડપ ઓછી હોય છે. આથી પ્રકાશનું કિરણ હવામાંથી પાણીમાં ગતિ કરે છે ત્યારે તેની ઝડપ ઘટે છે અને તે લંબ તરફ વાંકુ વળે છે. 

પ્રશ્ન 20. પ્રકાશ હવામાંથી 1.50 વક્રીભવનાંક ધરાવતા કાચની પ્લેટમાં પ્રવેશે છે. કાચમાં પ્રકાશની ઝડપ કેટલી હશે? 

(શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ઝડપ 3 x 10 8 m s-1 છે.)

ઉકેલ :પ્રકાશનો શૂન્યાવકાશ ની ઝડપ c=3 x10 8 m s=-1

કાચનો વક્રીભવનાંક ng = 1.50

કાચમાં પ્રકાશની ઝડપ v = ?

હવે, કાચનો નિરપેક્ષ વક્રીભવનાંક,

Ng=c/v

v=c/ng

= 3×10 8/1.50 = 2 x 10 8ms-1

આમ, કાચમાં પ્રકાશની ઝડપ = 2 x 10 8 ms-1હશે.

પ્રશ્ન 21. કોષ્ટક 10,3(પાઠ્યપુસ્તકનું)માંથી સૌથી વધુ પ્રકાશિય ઘનતા ધરાવતું માધ્યમ શોધો. લધુતમ પ્રકાશીય ઘનતા ધરાવતું, માધ્યમ પણ શોધો.

ઉત્તર :  જેનો વક્રીભવનાંક વધુ, તેની પ્રકાશીય ઘનતા વધુ. હીરાનો વક્રીભવનાંક 2.42 છે, જે બધા માધ્યમોના વક્રીભવનાંક કરતાં સૌથી વધુ છે. તેથી હીરાની પ્રકાશીય ઘનતા સૌથી વધુ છે. હવાનો વક્રીભવનાંક સૌથી ઓછો છે. તેથી હવાની પ્રકાશીય ઘનતા સૌથી ઓછી (લઘુતમ) છે.

પ્રશ્ન 22. તમને કેરોસીન, ટર્પેન્ટાઇન તથા પાણી આપેલ છે. આ પૈકી શેમાં પ્રકાશ સૌથી વધુ ઝડપે ગતિ કરશે? કોષ્ટક 10.3 (પાઠ્યપુસ્તકનું) માં આપેલ માહિતીનો ઉપયોગ કરો.

ઉત્તર : કોષ્ટક 10.3માં કેરોસીનનો વક્રીભવનાક = 1.44, ટર્પેન્ટાઇનનો વક્રીભવનાક

 = 1.47 અને પાણીનો વક્રીભવનાંક = 1.33 છે.

→ આમ, આપેલ પ્રવાહીમાં પાણીનો વક્રીભવનાંક સૌથી ઓછો છે.

→ આપેલ પ્રવાહીઓમાંથી જેનો  વક્રીભવનાંક સૌથી ઓછો હોય, તે પ્રવાહી માધ્યમમાં પ્રકાશની ઝડપ સૌથી વધુ હોય છે.

→ અહીં, પાણીનો વક્રીભવનાંક સૌથી ઓછો છે. તેથી પાણીમાં પ્રકાશ સૌથી વધુ ઝડપે ગતિ કરશે.

પ્રશ્ન 23. હીરાનો વક્રીભવનાંક 2.42 છે. આ વિધાનનો શું અર્થ થાય?

ઉત્તર : હીરાનો વક્રીભવનાંક = શુન્યાવકાશ / હવામાં પ્રકાશની ઝડપ/

       હીરામાં પ્રકાશની  ઝડપ 2.42 = શુન્યાવકાશ / હવામાં પ્રકાશની ઝડપ/

              હીરામાં પ્રકાશની  ઝડપ

 આમ, શૂન્યાવકાશમાં હવામાં પ્રકાશની ઝડપ અને હીરામાં પ્રકાશની ઝડપનો ગુણોત્તર 2.42 છે.

પ્રશ્ન 24. લેન્સ એટલે શું? અથવા લેન્સની વ્યાખ્યા આપો.

ઉત્તર : એક અથવા બંને વક્રસપાટીઓ દ્વારા ઘેરાતા પારદર્શક માધ્યમને લેન્સ કહે છે.

પ્રશ્ન 25. દ્વી બહિર્ગોળ લેન્સ   ટૂંકમાં સમજાવો.

ઉત્તર : →જે લેન્સની  બંને વક્રસપાટીઓ બહારની તરફ ઉપસેલી હોય છે, તેને  દ્વિ બહિર્ગોળ લેન્સ કહે છે.

→ તે તેની કિનારી (ધાર)ની સાપેક્ષે મધ્યમાં જાડો હોય છે.

 પ્રશ્ન :26  દ્વિ અંતર્ગોળ લેન્સ ટૂંકમાં સમજાવો.

ઉત્તર:

→ જે લેન્સની  બંને વક્રસપાટીઓ અંદરની તરફ વળેલી હોય છે, તેને દ્વિઅંતર્ગોળ લેન્સ કહે છે.

→ તે તેની કિનારી (ધાર)ની સાપેક્ષે મધ્યમાં પાતળો હોય છે.

પ્રશ્ન  27 : લેન્સ માટે સંજ્ઞા  પ્રણાલી જણાવો.

ઉત્તર: 

(૧) વસ્તુની હંમેશા લેન્સની ડાબી બાજુ મૂકવામાં આવે છે.

(૨) બધા જ અંતરો લેન્સના પ્રકાશીય કેન્દ્રથી મુખ્ય અક્ષને સમાંતર આપવામાં આવે છે.

(૩) આપાતકિરણ ની દિશામાં આપવામાં આવતા અંતર ધન હોય છે.

(૪) આપાત કિરણ ની વિરુદ્ધ દિશા માં આપવામાં આવતા અંતર ઋણ હોય છે.

પ્રશ્ન 28.લેન્સનો પાવર વિશે નોંધ લખો. અથવા

 લેન્સના પાવરની વ્યાખ્યા લખો.તેનો SI એકમ જણાવો. પાવર માપવા માટે વપરાતા સાધનનું નામ જણાવો.

ઉત્તર : લેન્સની કેન્દ્રલંબાઈ (f)ના વ્યસ્તને  લેન્સનો પાવર (P) કહે છે.

લેન્સનો પાવર P =1/f                        

→ લેન્સના પાવરનો SI એકમ ડાયોપ્ટર છે. તેને D વડે દર્શાવાય છે..

→લેન્સનો પાવર માપવા માટે વપરાતા સાધન ને ડાયોપ્ટર મીટર કહે છે.

પ્રશ્ન 29. લેન્સના 1 ડાયોપ્ટર પાવરની વ્યાખ્યા આપો.

ઉત્તર : 1 મીટર કેન્દ્રલંબાઈવાળા લેન્સનો પાવર ને 1 ડાયોપ્ટર કહે છે.

પ્રશ્ન 30. એક બહિર્ગોળ લેન્સ દ્વારા મળતું સોયનું વાસ્તવિક (સાચું) અને ઊલટું પ્રતિબિંબ લેન્સથી 50 cm દૂર મળે છે. જો પ્રતિબિંબનું પરિમાણ વસ્તુના પરિમાણ જેટલું જ મેળવવું હોય, તો સોયને બહિર્ગોળ લેન્સથી કેટલી દૂર રાખવી જોઈએ? લેન્સનો પાવર પણ શોધો.

ઉકેલ : 

પ્રતિબિંબ-અંતર v = + 50 cm અને m =- 1

હવે, m =v/u

 -1 =50/u

u=-50cm

 વસ્તુ-અંતર = 50 cm

અહીં, v = 2f= 50 cm છે.

f=50/2

f = 25 cm = 0.25 m

 પાવર P = 1/f=1/0.25=100/25=+4D

→ સોયને બહિર્ગોળ લેન્સથી 50 cm દૂર રાખવી જોઈએ.

→લેન્સનો પાવર P = + 4D.

 

પ્રશ્ન 31.  2m કેન્દ્રલંબાઈ ધરાવતા અંતર્ગોળ લેન્સનો પાવર શોધો.

ઉકેલ : અહીં, કેન્દ્ર લંબાઈ f =-2 m

પાવર P = 1/f

           =1/-2m=-0.5m-1=-0.5D

 

સ્વાધ્યાય ના પ્રશ્નો: 

પ્રશ્ન 7.આપણે 15 cm કેન્દ્રલંબાઈના અંતર્ગોળ અરીસાનો ઉપયોગ કરી એક વસ્તુનું ચતું પ્રતિબિંબ મેળવવા માંગીએ છીએ. અરીસાથી વસ્તુ-અંતરનો વિસ્તાર (Range) કેટલો હોવો જોઈએ ? પ્રતિબિંબનો  પ્રકાર કેવા હશે ? પ્રતિબિબ વસ્તુ કરતાં મોટું હશે કે નાનું? આ કિસ્સામાં પ્રતિબિંબનું નિર્માણ દર્શાવતી કિરણાકૃતિ દોરો.

ઉકેલ : અંતર્ગોળ અરીસાના ધ્રુવ અને મુખ્ય કેન્દ્રની વચ્ચે વસ્તુને મુકવામાં આવે ત્યારે વસ્તુનું ચતું, આભાસી અને મોટું પ્રતિબિંબ મળે છે. આ પ્રતિબિંબ અરીસામાં જોઈ શકાય છે. તેની કિરણાકૃતિ માટે પાઠ્યપુસ્તક જુઓ.

વસ્તુ-અંતરની અવધિ : 0 થી 15 cm (અંતર્ગોળ અરીસાની કેન્દ્રલંબાઈ) વચ્ચે

પ્રતિબિંબના પ્રકાર : આભાસી, ચતું

પ્રતિબિંબનું પરિમાણ : વસ્તુ કરતાં મોટું

પ્રશ્ન 8.નીચેની પરિસ્થિતિઓમાં કયા અરીસા વપરાય છે તે જણાવો :

(a) કારની હેડલાઇટ

(b) વાહનનો સાઈડનો અરીસો

(c) સોલર ભઠ્ઠી તમારો ઉત્તર કારણ સહિત જણાવો.

ઉત્તર :

(a) કારની હેડલાઇટ → અંતર્ગોળ અરીસો વપરાય છે.

કારણ : પ્રકાશના સ્રોતને અંતર્ગોળ અરીસાના મુખ્ય કેન્દ્ર પર મૂકવાથી, અરીસા વડે કિરણો પરાવર્તન પામી સમાંતર કિરણપુંજ રૂપે દૂર સુધી જાય છે.

(b) વાહનનો સાઈડનો અરીસો → બહિર્ગોળ અરીસો વપરાય છે.

કારણ: બહિર્ગોળ અરીસાની સામે વસ્તુ ગમે તે સ્થાને હોય તો પણ તેનું આભાસી, ચતું, વસ્તુ કરતાં નાનું પરંતુ  વિશાળ દૃષ્ટિક્ષેત્રને આવરી લેતું પ્રતિબિંબ બહિર્ગોળ અરીસામાં નજીકમાં રચાય છે. 

આથી ડ્રાઇવર પાછળનો વાહન વ્યવહાર જોઈ સલામત રીતે વાહન ચલાવી શકે છે.

 

( c ) સોલર ભઠ્ઠી  → આતર્ગોળ અરીસો વપરાય છે.

કારણ :  સૂર્યનાં સમાંતર કિરણો અંતર્ગોળ અરીસા વડે પરિવર્તન પામે મુખ્ય કેન્દ્ર આગળ કેન્દ્રિત થાય છે. આથી ત્યાં પુષ્કળ ઉષ્મા ઉત્પન્ન થાય છે. પરિણામે સોલર ભટ્ટીમાં 180 °C – 200 °Cજેટલું તાપમાન મેળવી શકાય છે.

 

પ્રશ્ન 9.  બહિર્ગોળ લેન્સના અડધા ભાગને કાળા પેપર વડે ઢાંકી દેવામાં આવ્યો છે. શું આ લેન્સ વસ્તુનું સંપૂર્ણ પ્રતિબિંબ આપશે ? તમારું પરિણામ પ્રાયોગિક રીતે પણ ચકાસો. તમારું અવલોકન સમજાવો.

ઉત્તર : હા, બહિર્ગોળ લેન્સના અડધા ભાગને કાળા પેપર વડે ઢાંકી દેવામા આવે તોપણ લેન્સ વસ્તુનું સંપૂર્ણ પ્રતિબિંબ આપી શકે છે.

→ અહીં, અડધા ભાગનો લેન્સ ખુલ્લો હોવાથી એક-ચતુર્થાંશ ભાગની પ્રકાશની તીવ્રતાવાળું  પ્રતિબિંબ જોવા મળશે, કારણ કે ઓછી સંખ્યાના પ્રકાશનાં કિરણો લેન્સ પર આપાત થઈ વક્રીભૂત પામશે.

→ વસ્તુના બધા ભાગોમાંથી પ્રકાશ લેન્સના અડધા ખુલ્લા ભાગ વડે વક્રીભૂત થતું હોવાથી પ્રતિબિંબનો પ્રકાર, કદ અને સ્થાન આખા લેન્સ વડે મળતું પ્રતિબિંબ જેવા જ રહેશે.

તેને પ્રાયોગિક રીતે નીચેના બે કિસ્સા વડે સમજાવી શકાય :

(1) લેન્સનો ઉપરનો અડધો ભાગ કાળા પેપર વડે ઢંકાયેલ હોય :

આ કિસ્સામાં, વસ્તુમાંથી આવતા પ્રકાશનાં કિરણો બહિર્ગોળ લેન્સના નીચેના અડધા ભાગ વડે વક્રીભવન પામે છે અને લેન્સની બીજી બાજુ વસ્તુનું પ્રતિબિંબ રચે છે.

(2) લેન્સનો નીચેનો અડધો ભાગ કાળા પેપર વડે ઢંકાયેલ હોય :

આ કિસ્સામાં, વસ્તુમાંથી આવતા પ્રકાશનાં કિરણો બહિર્ગોળ લેન્સના ઉપરના અડધા ભાગ વડે વક્રીભવન પામે છે અને લેન્સની બીજી બાજુ વસ્તુનું પ્રતિબિંબ રચે છે.

 

પ્રશ્ન 13.સમતલ અરીસાથી મળતી મોટવણી +1 છે. આનો શું અર્થ થાય ?

ઉકેલ :સમતલ અરીસાની મોટવણી m = + 1 છે.

m=h’/h=-v/u=+1

h’=h અને  v=-u

.. પ્રતિબિંબનું પરિમાણ અને વસ્તુનું પરિમાણ સમાન છે તથા 

વસ્તુ-અંતર = પ્રતિબિંબ- અંતર છે .

પ્રશ્ન . અંતર્ગોળ અરીસો અને  બહિર્ગોળ અરીસો તફાવત:

ઉત્તર:

અંતર્ગોળ અરીસો:

1. તેની અંદરની સપાટી પરાવર્તક હોય છે.
2. તેના વડે વાસ્તવિક તેમજ આભાસી એમ બંને પ્રકારના પ્રતિબિંબ મળે છે.

3.તેના વડે મળતું આભાસી પ્રતિબિંબ હંમેશા વસ્તુ કરતાં મોટું હોય છે.

4.આ અરીસાનો ઉપયોગ ટોર્ચ, વાહનોની હેડલાઇટ, સર્ચ લાઇટ , સૂર્યકૂકર વગેરેમાં થાય છે.

 

બહિર્ગોળ અરીસો:

1. તેની બહારની સપાટી પરાવર્તક હોય છે.

2.તેના વડે ફક્ત આભાસી પ્રતિબિંબ મળે છે.

3. તેના વડે મળતું આભાસી પ્રતિબિંબ હંમેશાં વસ્તુ કરતાં  નાનું હોય છે.
4. આ અરીસાનો ઉપયોગ વાહનોમાં ‘સાઇડ ગ્લાસ’ તરીકે થાય છે.

પ્રશ્ન .બહિર્ગોળ લેન્સ  અને અંતર્ગોળ લેન્સ તફાવત:

ઉત્તર:

બહિર્ગોળ લેન્સ:

1.તે મધ્યભાગમા જાડો અને કિનારીએથી પાતળો હોય છે.

2. તેના  પર પડતાં સમાંતર કિરણોને કેન્દ્રિત કરે છે. તેથી તેને અભિસારી 

લેન્સ કહે છે.

3. તેના વડે વાસ્તવિક તેજ આભાસી બંને પ્રકારનાં પ્રતિબિંબ મળે છે.

4.તેના વડે મળતું આભાસી પ્રતિબિંબ વસ્તુ કરતાં કદમાં મોટું હોય છે.

અંતર્ગોળ લેન્સ:

1.તે મધ્યભાગમાં પાતળો અને કીનારીએથી  જાડો હોય છે.

2. તેના પર પડતા સમાંતર  કિરણોને વિકેન્દ્રિત કરે છે. તેથી તેને અપસારી લેન્સ કહે છે.
3. તેના વડે ફક્ત આભાસી પ્રતિબિંબ મળે છે.

 4.તેના વડે મળતું આભાસી પ્રતિબિંબ વસ્તુ કરતાં કદમાં નાનું હોય છે.

★વૈજ્ઞાનિક કારણો આપો:

 

(2)વાહનોના સાઇડ ગ્લાસ બહિર્ગોળ અરીસાના બનેલા હોય છે.

ઉત્તર : 

બહિર્ગોળ અરીસાની  સામે વસ્તુ ગમે તેટલા અંતરે હોય તો પણ પ્રતિબિંબ આભાસી, ચતું, નાનું અને અરીસામાં જોવા મળે છે.

પ્રતિબિંબ અરીસામાં ધ્રુવ અને મુખ્ય કેન્દ્ર આગળ રચાતું હોવાથી વાહનચાલકોને નજીકમાં સ્પષ્ટ પ્રતિબિંબ દેખાય છે.

બહિર્ગોળ અરીસાનો દ્રષ્ટિ-વિસ્તાર ખૂબ મોટો છે. આથી વાહનચાલક બહિર્ગોળ અરીસા વડે પાછળના વાહનવ્યવહારને આવરી લેતું દ્રશ્ય જોઈ શકે છે.

તેથી વાહનના સાઈડ ગ્લાસ બહિર્ગોળ અરીસાના બનેલા હોય છે.

દાઢી કરવા કે મેક-અપ કરવા માટે અંતર્ગોળ અરીસો વાપરવામાં આવે છે.

ઉત્તર : 

જો ચહેરો અંતર્ગોળ અરીસાના ધ્રુવ અને મુખ્ય કેન્દ્ર વચ્ચે રાખવામાં આવે, તો ચહેરાનું આભાસી, ચતું અને મોટું પ્રતિબિંબ મળે છે.

અંતર્ગોળ અરીસામાં ચહેરાનુ મોટું પ્રતિબિંબ દેખાતું હોવાથી દાઢી કરવામાં કે મેકઅપ કરવામાં સરળતા રહે છે.

નદીમાં તરતી માછલીને વીંધવી મુશ્કેલ છે.

ઉત્તર:

નદીમાં તરતી માછલી પરથી આવતા પ્રકાશનાં કિરણો પાણીના ઘટ્ટ માધ્યમમાંથી હવાના પાતળા માધ્યમમાં પ્રવેશે છે, ત્યારે તેનું વક્રીભવન થઈ લંબથી દૂર જાય છે.

પરિણામે અવલોકનકર્તાને માછલી તેના મૂળ સ્થાનથી ઊંચે દેખાય છે. આમ, અવલોકનકર્તા માછલીનું સાચું સ્થાન નક્કી ન કરી શકતો હોવાથી નદીમાં તરતી માછલીને વીંધવી  મુશ્કેલ છે.

ઘડિયાળ રીપેર કરનાર બહિર્ગોળ લેન્સનો ઉપયોગ કરે છે.

ઉત્તર : બહિર્ગોળ લેન્સના પ્રકાશીય કેન્દ્ર ‘O’ અને મુખ્ય કેન્દ્ર ‘F’ વચ્ચે વસ્તુ મૂકતાં વસ્તુનું આભાસી, છતાં અને મોટું પ્રતિબિંબ લેન્સની વસ્તુ તરફની બાજુએ 2Fથી દૂર મળે છે.

ઘડિયાળ રીપેર કરનાર ઘડિયાળના સૂક્ષ્મ ભાગોના લેન્સ અને મુખ્ય કેન્દ્રની વચ્ચે રાખીને જોતાં તે મોટા દેખાય છે. તેથી તેને રીપેરીંગમાં સરળતા રહે છે.

માનવ આંખ: 

માનવ આંખ એક અત્યંત મૂલ્યવાન અને સંવેદનશીલ જ્ઞાનેન્દ્રિય છે. તે આપણને આપણી આસપાસની અદભુત દુનિયા અને વિવિધ રંગો જોવા માટે મદદરૂપ થાય છે.

બધી જ જ્ઞાનેન્દ્રિયો પૈકી માનવ આંખ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે તેનાથી જ આપણે આપણી આસપાસની સુંદર રંગબેરંગી દુનિયા જોઈ શકીએ છીએ.

પ્રશ્ન 1. માનવ આંખની નામનિર્દેશન વાળી સરળ રેખાકૃતિ દોરી તેના મુખ્ય માર્ગોના કાર્ય સમજાવો.

          .

ઉત્તર: માનવ આંખ એક કેમેરા જેવી છે.

તેનો લેન્સ તંત્ર રેટિના તરીકે ઓળખાતા પ્રકાશ સંવેદી પડદા પર પ્રતિબિંબ રચે છે.

આંખના ડોળો લગભગ ગોળાકાર હોય છે, જેનો વ્યાસ આશરે 2.3 cm હોય છે.

(1) પારદર્શકપટલ (કોર્નિયા) : આંખની આગળનો પારદર્શક ભાગ જે બહારની તરફ ઉપસેલો હોય છે, તેને પારદર્શક પટલ કહે છે.

પ્રકાશ કોર્નિયા તરીકે ઓળખાતા એક પાતળા પડદા જેવા પારદર્શક પટલમાંથી આંખમાં પ્રવેશે છે.

આંખમાં દાખલ થતા પ્રકાશનાં કિરણોનું મોટા ભાગનું વક્રીભવન પારદર્શકપટલની બહારની સપાટી પર થાય છે..

(2) કનીનીકા (આઇરિસ) : પારદર્શકપટલના પાછળના ભાગે કનીનીકા નામની રચના જોવા મળે છે, જે ઘેરો સ્નાયુમય પડદો છે.

→ જે કીકીનુ કદ નાનું-મોટું કરે છે.

(3) કીકી (Pupil) : કનીનીકાન મધ્યમાં આવેલ  નાના પરિવર્તનશીલ છિદ્રને કીકી કહે છે.

→પ્રકાશ કીકી દ્વારા આંખમાં પ્રવેશે છે.

→કીકી આંખમાં પ્રવેશતા પ્રકાશની માત્રાનું નિયંત્રણ કરે છે.

(4) નેત્રમણિ  : કનીનીકા પાછળ નેત્રમણિ (આંખનો લેન્સ) આવેલ છે, 

→તે નેત્રપટલ પર વસ્તુનું વાસ્તવિક અને ઊલટું પ્રતિબિંબ રચે છે.

નેત્રપટલ એ અત્યંત નાજુક પડદો છે જે વિપુલમાત્રામાં પ્રકાશ સંવેદી કોષો  ધરાવે છે.

પ્રકાશની હાજરીથી આ પ્રકાશ સંવેદી કોષો સક્રિય બને છે અને વિદ્યુત સંદેશા ઉત્પન્ન કરે છે.

આ વિદ્યુત સંદેશા પ્રકાશીય ચેતા મારફતે મગજને પહોંચાડે છે મગજ આ સંદેશાઓનું  અર્થઘટન કરે છે અને છેવટે આપણે વસ્તુને જેવી છે તેવી જોઈ શકીએ છીએ.

નેત્રમણી રેસામય જેલી જેવા પદાર્થનો બનેલો છે

(5) સિલિયરી સ્નાયુ : નેત્રમણિને તેના સ્થાનમાં જકડી રાખતા સ્નાયુમય બંધારણને સિલિયરી સ્નાયુઓ કહે છે. 

તે નેત્રમણિની  વક્રતામાં ફેરફાર કરી તેની કેન્દ્રલંબાઈ બદલી શકે છે.

લેન્સ ની વક્રતા માં ફેરફાર થવાથી લેન્સની કેન્દ્રલંબાઈ બદલાય છે. જ્યારે સ્નાયુઓ શિથિલ થાય છે ત્યારે લેન્સ પાતળો બને છે.

આમ તેની કેન્દ્રલંબાઈ વધે છે આનાથી આપણે દૂરની વસ્તુને સ્પષ્ટ જોઈ શકીએ છીએ.

જ્યારે આપણે આંખ ની નજીક રહેલી વસ્તુઓ ને જોઈએ છીએ ત્યારે સિલીયરી સ્નાયુઓ સંકોચાય છે.

આનાથી નેત્રમણી ની વક્રતા માં વધારો થાય છે તેથી નેત્રમણી જાડો થાય છે પરિણામે નેત્રમણિની  કેન્દ્રલંબાઈ ઘટે છે આનાથી આપણે નજીકની વસ્તુ અને સ્પષ્ટ જોઈ શકીએ છીએ.

પ્રશ્ન 2  : આંખની સમાવેશ ક્ષમતા એટલે શું?

ઉત્તર :જુદા જુદા વસ્તુ-અંતરને અનુરૂપ, વસ્તુનું યોગ્ય પ્રતિબિંબ નેત્રપટલ પર રચાય એટલા માટે, જરૂરિયાત મુજબ આંખના લેન્સ(નેત્રમણિ)ની પોતાની કેન્દ્રલંબાઈ ગોઠવવાની  ક્ષમતાને આંખની સમાવેશ ક્ષમતા કહે છે.

 પ્રશ્ન 3: . આંખના નજીકનું બિંદુ એટલે શું?

  ઉત્તર : જે લઘુતમ અંતરે આંખના નેત્રમણિ (લેન્સ) વડે તણાવ વગર વસ્તુને સૌથી સ્પષ્ટપણે જોઈ શકાય, તે અંતરને   દષ્ટિનું લઘુતમ અંતર અથવા આંખનું નજીકબિંદુ કહે છે.સામાન્ય દ્રષ્ટિ ધરાવતી પુખ્ત વ્યક્તિ માટે આ અંતર નું મૂલ્ય 25 cm જેટલું હોય છે.

પ્રશ્ન  4:. માનવ આંખ માટે દૂર બિંદુ એટલે શું?

ઉત્તર : દુરના જે અંતર સુધી આંખ વસ્તુને સ્પષ્ટ રીતે જોઈ શકે, તે અંતર ને આંખનું દૂરબિંદુ કહે છે. સામાન્ય દ્રષ્ટિથી ધરાવતી વ્યક્તિ 25 cm થી અનંત અંતર સુધી ની વસ્તુ સ્પષ્ટ રીતે જોઈ શકે છે.

પ્રશ્ન 5:  મોતિયો શું છે? તેને કેવી રીતે દૂર કરી શકાય છે?

ઉત્તર :મોટી ઉંમરની વ્યક્તિની આંખના લેન્સમાં દુધિયા રંગનું અને વાદળછાયું પડ જામી જાય છે, ત્યારે તે અંશતઃ અથવા સંપૂર્ણ દૃષ્ટિ ગુમાવે છે. આ પ્રકારની ખામીને મોતિયો કહે છે.

  મોતિયાની સર્જરી દ્વારા  જોવાની શક્તિ ફરી પુનઃ સ્થાપિત કરી શકાય છે.

જોવા માટે આપણને  એક નહીં પણ બે આંખ શા માટે હોય છે ? 

            માણસ એક આંખ વડે 150° શિતિજ વિસ્તાર જોઈ શકે છે, જ્યારે બંને આંખો વડે આ વિસ્તાર લગભગ 180° થઈ જાય છે. 

આમ, બે આંખ વડે જોવાનો વિસ્તાર વધી જાય છે. વાસ્તવમાં કોઈ ઝાંખી/ નિસ્તેજ વસ્તુની સ્પષ્ટ હાજરી એક કરતા બે આંખો (સંવેદકો) વડે સ્પષ્ટ જોઈ શકાય છે.

પ્રશ્ન 6. આંખોની  વક્રીકારક (પ્રત્યાવર્તન) ખામીઓ શું છે ખામીઓના મુખ્ય ત્રણ પ્રકારના નામ આપો.

ઉત્તર : કેટલીકવાર આંખો ધીમે ધીમે પોતાની સમાવેશ ક્ષમતા ગુમાવતી જાય છે આવી પરિસ્થિતિમાં વ્યક્તિ વસ્તુઓને આરામથી અને સ્પષ્ટ જોઈ શકતી નથી , તેને દ્રષ્ટિ ખામી કહે છે.  

દૃષ્ટિની વક્રીકારક ખામીના મુખ્ય ત્રણ પ્રકારો :(1) લધુદષ્ટિ ખામી, (2)  ગુરુદ્ર્ષ્ટીની ખામી અને (3)પ્રેસબાયોપીઆ.

પ્રશ્ન 7 . લઘુદ્રષ્ટિની ખામી અથવા માયોપીઆ એટલે શું?

ઉત્તર : આંખની ખામી કે જેના લીધે વ્યક્તિ નજીકની વસ્તુઓને સ્પષ્ટપણે જોઈ શકે છે. પરંતુ દૂરની વસ્તુઓ તેને અસ્પષ્ટ દેખાય છે, તેને માયોપીઆ એટલે કે લઘુદ્રષ્ટિની ખામી કહે છે.

→આ  ખામીવાળી વ્યક્તિની આંખનું દૂરબિંદુ અનંત અંતરેથી ખસીને આંખની નજીક આવે છે.

આવી વ્યક્તિ થોડા મીટર દૂર રાખેલી  વસ્તુઓને જ સ્પષ્ટ જોઈ શકે છે.

તેની આંખમાં દૂરની વસ્તુનું પ્રતિબિંબ નેત્રપટલ પર રચાતું નથી, પરંતુ નેત્ર પટલની આગળ રચાય છે.

પ્રશ્ન 8 . લઘુદ્રષ્ટિની ખામી (માયોપીઆ) થવાનાં કારણો જણાવો.

તેને કેવી રીતે નિવારી શકાય છે?

ઉત્તર : લઘુદ્રષ્ટિની ખામી (માયોપીઆ) થવાનાં કારણો નીચે મુજબ છે :

( 1) આંખના લેન્સની વક્રતા વધારે હોવી.અથવા

(2) આંખનો ડોળો લાંબો થવો.

ખામીનું નિવારણ : લઘુદ્રષ્ટિની ખામીવાળી આંખનું નિવારણ કરવા વ્યક્તિએ યોગ્ય કેન્દ્રલંબાઈ(અથવા પાવર)વાળા અંતર્ગોળ  લેન્સના ચશ્માં પહેરવા જોઈએ.કેમકે યોગ્ય પાવરનો અંતર્ગોળ લેન્સ પ્રતિબિંબને નેત્રપટલ પર લાવી દે છે.

પ્રશ્ન 9. ગુરુદ્રષ્ટિની  ખામી અથવા હાઇપરમેટ્રોપીઆ એટલે શું?  ઉત્તર :

આંખની આ  ખામીને લીધે  વ્યક્તિ દૂરની  વસ્તુઓને સ્પષ્ટપણે જોઈ શકે છે, પરંતુ નજીકની  વસ્તુઓ તેને અસ્પષ્ટ દેખાય છે, તેને ગુરુદ્રષ્ટિની  ખામી કહે છે.

→ગુરુદ્રષ્ટિ ખામીવાળી આંખનું નજીકનું બિંદુ સામાન્ય નજીકબિંદુ (25 cm) કરતા દૂર ખસી જાય છે.

આવી વ્યક્તિને આરામથી વાંચન કરવા માટે વાંચન સામગ્રી(પુસ્તક)ને આંખથી 25 cm થી વધારે દૂર રાખવી પડે છે.  

આનું કારણ એ છે કે, નજીકની  વસ્તુઓમાંથી આવતા પ્રકાશનાં કિરણો રેટિનાની  પાછળના ભાગે કેન્દ્રિત થાય છે.

પ્રશ્ન 10. ગુરુદ્રષ્ટિની  ખામી (હાઇપરમેટ્રોપીઆ) થવાના કારણો જણાવો. તેને કેવી રીતે નિવારી શકાય છે? 

ઉત્તર : 

ગુરુદ્રષ્ટિની  ખામી (હાઇપરમેટ્રોપીઆ) થવાના કારણો નીચે મુજબ છે :

(1) આંખના લેન્સની  કેન્દ્ર લંબાઈ ઘણી વધારે હોવી અથવા

(2) આંખનો ડોળો ખૂબ નાનો થવો.

ખામીનું નિવારણ : ગુરુદ્રષ્ટિની  ખામીવાળી આંખનું નિવારણ કરવા વ્યક્તિએ યોગ્ય કેન્દ્રલંબાઈ(અથવા પાવર)વાળા બહિર્ગોળ લેન્સના ચશ્માં પહેરવા જોઈએ.જેના ઉપયોગથી નેત્રપટલ પર પ્રતિબિંબ રચવા માટે જરૂરી વધારાનો ફોક્સિંગ કરવાનો પાવર મળી રહે છે.

પ્રશ્ન 11. પ્રેસબાયોપીઆ એટલે શું? પ્રેસબાયોપીઆ થવાનાં કારણો જણાવો. આ ખામી કેવી રીતે નિવારી શકાય છે ? અથવા 

 પ્રેસબાયોપીઆ વિશે ટૂંક નોંધ લખો.

ઉત્તર : 

ઉંમર વધવાની સાથે આંખની સમાવેશ ક્ષમતામાં ઘટાડો થાય છે. મોટા ભાગની વ્યક્તિઓ માં આંખનું નજીક બિંદુ દૂર ધકેલાય છે.

ચશ્મા વિના તેમને નજીકની વસ્તુ આરામથી અને સ્પષ્ટ રીતે જોવામાં તકલીફ પડે છે આ ખામીને  પ્રેસબાયોપીઆ કહે છે.

પ્રેસબાયોપીઆ થવાના કારણો : આ ખામી આંખના સિલિયરી સ્નાયુઓ  નબળા પડવાથી અને આંખના લેન્સ(નેત્રમણિ) ની. સ્થિતિસ્થાપકતા ઓછી થવા થી ઉદભવે છે.

તેથી પ્રેસબાયોપીઆના મુખ્ય કારણમાં આંખના લેન્સની કેન્દ્રલંબાઈમાં વધારો થાય છે, પરંતુ આંખના ડોળાની લંબાઈ સામાન્ય હોય  છે.

ખામીનું નિવારણ : આ ખામીને યોગ્ય પાવરવાળા બહિર્ગોળ લેન્સનો ઉપયોગ કરીને સુધારવામાં આવે છે.

  જે વ્યક્તિ લઘુષ્ટિની ખામી અને ગુરુદ્રષ્ટિની  ખામી એમ બંને પ્રકારની ખામીથી પીડાય છે. આવી વ્યક્તિને દ્વિકેન્દ્રી લેન્સ (બાયફોકલ લેન્સ)ની જરૂર પડે છે.

 

બાયફોકલ લેન્સમાં અંતર્ગોળ અને બહિર્ગોળ લેન્સ એમ બંને લેન્સ હોય છે. સામાન્ય રીતે બાયફોકલ લેન્સનો ઉપરનો ભાગ અંતર્ગોળ લેન્સ ધરાવે છે.

જે દૂરની વસ્તુઓ જોવામાં મદદરૂપ થાય છે અને નીચેનો ભાગ બહિર્ગોળ લેન્સ ધરાવે છે, જે નજીકની વસ્તુઓ જોવામાં મદદરૂપ થાય છે.

પ્રશ્ન 12. આંખની સમાવેશ ક્ષમતા એટલે શું ?

 ઉત્તર : નજીકની તેમજ દૂરની  વસ્તુનું તીક્ષ્ણ (પાણીદાર) પ્રતિબિંબ નેત્રપટલ પર રચાય અને તે સ્વસ્થતાપૂર્વક સુસ્પષ્ટ જોઈ શકાય એટલા માટે જરૂરિયાત મુજબ આંખ ના લેન્સ (નેત્રમણિ)ની પોતાની કેન્દ્રલંબાઈમાં ફેરફાર કરવાની ક્ષમતાને આંખની સમાવેશ ક્ષમતા કહે છે.

પ્રશ્ન 13. લઘુદ્રષ્ટિની ખામી ધરાવતી  કોઈ વ્યક્તિ 1.2 m થી વધારે દૂરની વસ્તુને સ્પષ્ટ જોઈ શકતી નથી. આ ખામીનું નિવારણ કરવા (યોગ્ય દ્રષ્ટિ પાછી મેળવવા માટે) કયા પ્રકારનો શુદ્ધિકારક લેન્સ વાપરવો જોઈએ?

ઉત્તર : 

લઘુદ્રષ્ટિની ખામી ધરાવતા વ્યક્તિ જો યોગ્ય કેન્દ્રલંબાઈ અથવા પાવર ધરાવતો અંતર્ગોળ લેન્સ વાપરે, તો તે પુનઃ યોગ્ય દષ્ટિ પ્રાપ્ત કરી શકે છે.

અહીં, લઘુદ્રષ્ટિની ખામી ધરાવતી વ્યક્તિનું દૂરબિંદુ અનંત અંતરની જગ્યાએ આંખથી 1.2 m અંતરે આવી ગયેલ છે.

 આથી v=- 1.2 m; u = -∞, f = ?

લેન્સ સૂત્ર પરથી,

1/f = 1/-u +1/v

1/f =1/-(-∞) +1/-1.2

f = -1.2m (1/∞=0)

P=1/-1.2=-0.83D

1.2 m કેન્દ્રલંબાઈવાળા અંતર્ગોળ લેન્સના ઉપયોગ દ્વારા યોગ્ય દ્રષ્ટિની પુનઃપ્રાપ્તિ કરી શકાય છે. 

પ્રશ્ન 14. સામાન્ય દ્રષ્ટિ  ધરાવતી વ્યક્તિ માટે દૂરબિંદુ અને નજીકબિંદુ કેટલું હોય છે?

ઉત્તર : સામાન્ય દ્રષ્ટિ ધરાવતી વ્યક્તિ માટે દૂરબિંદુ અનંત અંતરે અને નજીકબિંદુ 25 cm હોય છે.

પ્રશ્ન 15. છેલ્લી પાટલી પર બેઠેલા વિદ્યાર્થીઓને બ્લેકબોર્ડ પરનું લખાણ વાંચવામાં તકલીફ પડે છે. આ બાળક કઈ ખામીથી પીડાતા હશે? તેનું નિવારણ કેવી રીતે થઈ શકે?

ઉત્તર :

• વિદ્યાર્થી દૂરની  વસ્તુને સ્પષ્ટપણે જોઈ શકતો નથી એનો અર્થ એ થાય છે કે તે માયોપીઆ અથવા લઘુષ્ટિની ખામીથી પીડાય છે.
• આ કિસ્સામાં નજીકની વસ્તુ વિદ્યાર્થી સ્પષ્ટ જોઈ શકે છે, પરંતુ દૂરની વસ્તુનું પ્રતિબિંબ નેત્રપટલની આગળ રચાતું હોવાથી તે સ્પષ્ટ જોઈ શકતો નથી.
•  આ ખામીને નિવારવા યોગ્ય કેન્દ્રલંબાઈ ધરાવતા અંતગોળ લેન્સના ચશ્માં વિદ્યાર્થીએ પહેરવા જોઈએ.

પ્રશ્ન 16. વર્ણપટ એટલે શું ?

ઉત્તર : કિરણપુંજના રંગીન ઘટકોના  પટ્ટાને વર્ણપટ કહે છે.

પ્રશ્ન 17. પ્રકાશનું વિભાજન એટલે શું?

ઉત્તર : પ્રકાશનું તેના ઘટક રંગોમાં  વિભાજન થવાની ઘટનાને પ્રકાશનું વિભાજન  કહે છે.

પ્રશ્ન 18. સૂર્યનો શ્વેત પ્રકાશ સાત ઘટક રંગોના બનેલો છે, તે દર્શાવતો ન્યૂટનની પ્રયોગ યોગ્ય આકૃતિ દોરી સમજાવો

ઉત્તર : ન્યૂટને દર્શાવ્યું કે પ્રકાશના વિભાજનની ઊલટી પ્રક્રિયા પણ શક્ય છે.

→ન્યૂટને બે સમાન કાચના પ્રિઝમને એકબીજાની નજીક રાખી એકને ચત્તો તો બીજાને ઊલટો ગોઠવ્યો.

→જ્યારે શ્વેત પ્રકાશનું કિરણ પ્રથમ પ્રિઝમ માંથી પસાર થયું ત્યારે તે જુદા જુદા રંગોમાં વિભાજીત થઈ ગયું. આ બધા જ રંગોને તેણે  બીજા પ્રિઝમ પર આપાત કર્યા.

→બીજો પ્રિઝમ બધા જ રંગોને ફરી ભેગા કરી  શ્વેત પ્રકાશમાં રૂપાંતરિત કરે છે.

→આ અવલોકન પરથી ન્યૂટનને વિચાર આવ્યો કે સૂર્યપ્રકાશ એ સાત રંગોનો બનેલો છે.

કોઈ પણ પ્રકાશ જે સૂર્યપ્રકાશ જેવો વર્ણપટ આપે છે, તેને શ્વેત પ્રકાશ કહેવામાં આવે છે.

પ્રશ્ન 19. પ્રાકૃતિક વર્ણપટનું ઉદાહરણ આપો. આકાશમાં મેઘધનુષ્યના નિર્માણની ઘટના ટૂંકમાં આકૃતિ દોરી સમજાવો. 

ઉત્તર: 

મેઘધનુષ્ય એ વરસાદ પડ્યા પછી આકાશમાં જોવા મળતા પ્રાકૃતિક વર્ણપટનું ઉદાહરણ છે.

→ચોમાસામાં વાતાવરણમાં લટકતા પાણીના સૂક્ષ્મ બુંદ પર આપાત થતાં સૂર્ય પ્રકાશનું વક્રીભવન થઈ વિભાજન થાય છે, જેના લીધે મેઘધનુષ્ય રચાય છે.

→મેઘધનુષ્ય હંમેશાં આકાશમાં સૂર્યની વિરુદ્ધ દિશામાં રચાય છે. તેથી સૂર્ય તરફ પીઠ ફેરવીને ઉભા રહેવાથી આકાશમાં મેઘધનુષ્ય જોઈ શકાય છે.

→અહીં પાણીના બુંદો અતિ નાના પ્રિઝમ તરીકે વર્તે છે  કારણ કે, બુંદ માં દાખલ થતા પ્રકાશનું પ્રથમ વક્રીભવન અને વિભાજન, ત્યારબાદ આંતરિક પરાવર્તન  અને અંતે બુંદમાંથી બહાર નીકળતી વખતે પ્રકાશનું વક્રીભવન થાય છે.

આ ઘટના પાણીના અસંખ્ય બુંદ પૈકી માત્ર એક બુંદ વડે નમૂનારૂપે રચાતી દર્શાવેલ છે.

→પાણીનું બુંદ સૂર્યપ્રકાશના કિરણનું એક વાર આંતરિક પરાવર્તન અને બે વાર વક્રીભવન ઉપજાવે છે.

→પ્રકાશના વિખેરણ  અને આંતરિક પરાવર્તનને લીધે જુદા જુદા રંગો અવલોકનકર્તાની  આંખો સુધી પહોંચે છે.

મેઘધનુષ્યના અવલોકન માટેની શરતો :

(1) વરસાદ પડ્યા પછી / પાણીનો ફુવારો ઊડતો હોય ત્યાં

(2) સૂર્ય અવલોકનકર્તાની પાછળ હોવો જોઈએ.

પ્રશ્ન 20. વાતાવરણીય વક્રીભવન શું છે ? સંક્ષિપ્તમાં સમજાવો.

ઉત્તર : પૃથ્વીના વાતાવરણમાંથી પસાર થતુ પ્રકાશનું વાંકા વળવાની ઘટનાને વાતાવરણીય વક્રીભવન કહે છે.

→પૃથ્વીની આસપાસ આવેલા હવાના સ્તરને વાતાવરણ કહે છે. વાતાવરણમાં હવાની ઘનતા દરેક જગ્યાએ સમાન હોતી નથી.

ગરમ હવા એ તેની ઉપર રહેલી ઠંડી હવા (વધુ ઘનતા) કરતાં પાતળી (ઓછી ઘનતા) હોય છે.

→સામાન્ય રીતે, પૃથ્વીની સપાટી પર હવાની  ઘનતા સૌથી વધારે હોય છે અને સપાટીથી ઉપર જતા ઘનતા ઘટતી જાય છે.

→હવાનો વક્રીભવનાંક તેની ઘનતા પર આધાર રાખે છે. જેમ હવાની ઘનતા ઓછી તેમ તેનો વક્રીભવનાંક ઓછો હોય છે.

→આમ , પૃથ્વીના વાતાવરણના ઉપરના સ્તરો, નીચેના સ્તરોની સાપેક્ષે વધુ (પ્રકાશીય) પાતળા હોય છે.

→આમ, સૂર્ય કે તારામાંથી આવતા પ્રકાશને કિરણો હવાના સતત વધતા વક્રીભવનાંકવાળા માધ્યમમાંથી પસાર થયા પછી, પૃથ્વી પરના અવલોકનકાર પાસે પહોંચે છે અને તેથી તેનો ગતિ-પથ સતત બદલાયા કરે છે.

→અહીં, વક્રીભવનકારક માધ્યમ(હવા)ની ભૌતિક પરિસ્થિતિ પણ સ્થિર ન હોવાથી વસ્તુનું દેખીતું  સ્થાન, ગરમ હવામાંથી જોવાને કારણે સતત બદલાયા કરે છે.

→આ અસ્થિરતા આપણા સ્થાનીય પર્યાવરણમાં સૂક્ષ્મ સ્તર થતા વાતાવરણીય વક્રીભવનનો જ પ્રભાવ છે.

વાતાવરણીય વક્રીભવન ને આધારિત કેટલીક ઘટનાઓ :

( 1) તારાઓ નું ટમટમવું.

(2) સૂર્યોદય વહેલા થવો. એટલે કે સૂર્યને કોઈ સ્થળે ઊગવાની ઘટના તે ખરેખર ઉગે તેના કરતાં લગભગ બે મિનિટ વહેલી દેખાય છે.

(3) સૂર્યાસ્ત મોડો થવો. એટલે કે સૂર્યને કોઈ સ્થળે આથમવાની ઘટના તે ખરેખર આથમે તેના કરતાં લગભગ બે મિનિટ મોડો આથમતો દેખાય છે.

(4) તારા ખરેખર જ્યાં હોય તેના કરતા ઉપર દેખાય છે.

(5) સૂર્યોદય અને સૂર્યાસ્ત સમયે સૂર્ય અંડાકાર દેખાય છે, પરંતુ બપોરે તે ગોળાકાર દેખાય છે.

પ્રશ્ન 21. ટૂંક નોંધ લખો : તારાઓનું ટમટમવું અથવા તારાઓ કેમ ટમટમે છે ? સવિસ્તાર સમજાવો.

ઉત્તર : તારાઓના પ્રકાશનું વાતાવરણીય વક્રીભવન થવાથી તારા ટમટમતાં લાગે છે.

→તારાઓનો પ્રકાશ પૃથ્વી પર પહોંચે તે પહેલાં પૃથ્વીના વાતાવરણમાં પ્રવેશતાં સતત વક્રીભવન પામતો આવે છે.

→ વાતાવરણીય વક્રીભવન એ જ માધ્યમમાં થાય છે, જેમાં એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ જતાં, વક્રીભવનાંકમાં ક્રમિક ફેરફાર થતો જતો હોય. પૃથ્વીની સપાટી નજીક તરફ જતા હવાની પ્રકાશીય ઘનતા વધતી જાય છે. 

તેથી તારામાંથી આવતી પ્રકાશ ક્રમશઃ પાતળા માધ્યમમાંથી ઘટ્ટ માધ્યમમાં પ્રવેશતી વખતે લંબ  તરફની દિશામાં વાંકો વળે છે.

હવે, અંતિમ વક્રીભૂતકિરણને  પાછળની તરફ લંબાવતા જાણવા મળે છે કે, તારાંનું આભાસી સ્થાન (B) તેના મૂળ સ્થાન (A) કરતાં થોડાંક અલગ (ઉપર તરફ) દેખાય છે.

→ક્ષિતિજ પાસે જ્યારે જોવામાં આવે છે  ત્યારે કોઈ તારા તેના વાસ્તવિક સ્થાનથી થોડોક ઉપર દેખાય છે.

→વળી, પૃથ્વીના વાતાવરણની ભૌતિક પરિસ્થિતિ સ્થાયી હોતી નથી. આથી તારા નું દેખાતું સ્થાન  પણ સ્થિર હોતું નથી, પરંતુ થોડુંક બદલાયા કરે છે.

→તારા પૃથ્વીથી ઘણા દૂર રહેલા હોવાથી તેને પ્રકાશના બિંદુવત્ ઉદ્ગગમો ગણી શકાય.

→તારામાંથી આવતા પ્રકાશનાં કિરણોનો માર્ગ થોડો થોડો બદલાયા કરે છે. 

આથી તારાનું દેખીતું સ્થાન પણ બદલાયા કરે છે અને આપણી આંખમાં પ્રવેશતા તારા પ્રકાશની માત્રા પણ અનિયમિતપણે બદલાય છે. 

જેથી તારો કોઈ વાર પ્રકાશિત દેખાય છે, તો કોઈ વાર ઝાંખો દેખાય છે જે ટમટમવાની  અસર છે.

પ્રશ્ન 22. સમજાવો : ગ્રહો કેમ ટમટમતા નથી.

 ઉત્તર : ગ્રહો તારાઓની સરખામણીમા પૃથ્વીથી ઘણા નજીક છે. આથી તેઓ તારાઓની સાપેક્ષે મોટા  દેખાય છે. 

તારાઓ પૃથ્વીથી ઘણા દૂર હોય છે તેથી તે નાના દેખાય છે.

→ તેથી તારાઓ  બિંદુવત્ ઉદગમ અને ગ્રહો પ્રકાશના વિસ્તૃત ઉદગમ તરીકે વર્તે છે.

એટલે કે તેમને ઘણા બિંદુવત્ ઉદગમોનો  સમૂહ તરીકે ગણવામાં આવે છે.

→જો આપણે ગ્રહને બિંદુવત  પ્રકાશ ઉગમોના સમૂહ તરીકે ગણીએ, તો બધા જ બીંદુવત  ઉદગમોથી આપણી આંખોમાં પ્રવેશ કરતા પ્રકાશની માત્રામાં કુલ પરિવર્તનનું (ફેરફાર નું) સરેરાશ મૂલ્ય શૂન્ય થાય. 

તેથી જ ટમટમવાની અસર નાબુદ થાય છે. આ કારણને  લીધે ગ્રહો ટમટમતા નથી.

પ્રશ્ન 23. વહેલો સૂર્યોદય અને મોટો સૂર્યાસ્ત થવાનું કારણ જણાવો.

            અથવા

 સૂર્યોદય અને સૂર્યાસ્ત અનુક્રમે બે મિનિટ વહેલો અને બે મિનિટ મોડો થતો  જણાય છે. કેમ ?

ઉત્તર : પૃથ્વીના વાતાવરણમાં જેમ જેમ ઊંચે જઈએ તેમ તેમ વાતાવરણ પ્રકાશીય રીતે પાતળું બનતા જાય છે. અર્થાત વક્રીભવનાંક સતત ઘટતો જાય છે.

તેથી સૂર્યમાંથી પૃથ્વી પરના અવલોકનકારક પાસે પહોંચતું પ્રકાશનું  કિરણ સતત પાતળા માધ્યમમાંથી ઘટ્ટ માધ્યમમાં ગતિ કરતું કરતું આવે છે અને તેથી તે લંબ તરફ વાંકુ વળતું  જાય છે. અર્થાત્ તે દિશા બદલતું જાય છે.

કોઈ સ્થળે સૂર્ય ખરેખર ક્ષિતિજ પર આવે ત્યારે તે ખરેખર ઉગ્યો કે આથમ્યા કહેવાય.

→આકૃતિમાં ક્ષિતિજથી થોડું નીચે તરફ નું  એ સૂર્યનું વાસ્તવિક સ્થાન છે.( આકૃતિ પા. પું. 195)

→આ કિસ્સામાં, સૂર્ય ક્ષિતિજથી નીચે હોય ત્યારે આકૃતિમાં દર્શાવ્યા અનુસાર સૂર્ય માંથી નીકળતા કિરણો, પૃથ્વીના વાતાવરણમાં સતત વક્રીભવન પામતા પામતા (વાતાવરણીય વક્રીભવન) આકૃતિ માં દર્શાવેલ અવલોકનકારના સ્થાને પહોંચે છે.

→ હવે, અવલોકનકાર પાસે આ કિરણના વક્રમાર્ગને દોરેલો સ્પર્શક ક્ષિતિજની ઉપરથી પસાર થાય છે.

પ્રશ્ન 24.પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન કોને કહે છે ? તે કયા પરિબળો પર આધાર રાખે છે ?

ઉત્તર:

 સૂક્ષ્મ કણો અને અણુઓ/ પરમાણુ વડે બધી જ દિશામાં થતા પ્રકાશન વિખેરણ/ વિચલનની ઘટનાને પ્રકાશ નું પ્રકીર્ણન કહે છે.

 → પ્રકીર્ણન પામતા પ્રકાશનો જથ્થો એ પ્રકાશની આવૃત્તિ (રંગ) પર અને પ્રકીર્ણન ઉપજાવતા કણોના પરિમાણો પર આધાર રાખે છે.

(1) અત્યંત બારીક કણો તેમનું પરિમાણ ખૂબ નાનું હોવાને લીધે મુખ્યત્વે નાની તરંગલંબાઈવાળા જેમ કે, વાદળી રંગના પ્રકાશનું  પ્રકીર્ણન કરે છે.

( 2 ) જો પ્રકીર્ણન કરતા કણોનું કદ ખૂબ મોટું હોય, તો પ્રકીર્ણન પામતો પ્રકાશ  શ્વેત (સફેદ) દેખાય છે, કારણ કે દ્રશ્ય વિસ્તારની બધી જ તરંગલંબાઈઓનું પ્રકીર્ણન થાય છે.

પ્રશ્ન 25. ટીંડલ અસર સમજાવો.

ઉત્તર :

પૃથ્વીનું વાતાવરણ સૂક્ષ્મ કણોનું વિષમાંગ મિશ્રણ છે. જેમાં ધુમાડાના કણો, પાણીના સૂક્ષ્મ બુંદો, ધૂળના નિલંબિત કણો અને હવાના અણુઓનો સમાવેશ થાય છે.

 જ્યારે કોઈ પ્રકાશનું કિરણપુંજ  કલિલ કણોને અથડાય છે. ત્યારે તે કિરણપુંજનો માર્ગ  અનિયમિત પરાવર્તનના કારણે દ્રશ્યમાન બને છે.

કલિલકણો દ્વારા પ્રકાશના  પ્રકીર્ણનની ઘટનાથી ટીંડલ અસર ઉદ્ભવે છે.

 અહીં, આ કણો દ્વારા બધી જ દિશાઓમાં થતા પ્રકાશના વિખેરણ બાદ પ્રકાશમાં જુદાં જુદાં કિરણ આપણા સુધી પહોંચે છે.

ટીંડલ અસરના ઉદાહરણ :

(1) જ્યારે સૂર્યપ્રકાશનું અત્યંત પાતળું કિરણપુંજ નાના છિદ્ર મારફતે (ધુમાડા યુક્ત) ઓરડામાં પ્રવેશે છે, ત્યારે આ અસરને લીધે કિરણપુંજનો ફેલાયેલો માર્ગ દ્રશ્યમાન બને છે.

( 2 ) સૂર્યપ્રકાશ ગાઢ જંગલમાં તેના ઉપરના બાહ્ય આવરણમાંથી  પ્રવેશે છે, ત્યારે ભેજમાંના અથવા ઝાકળના સૂક્ષ્મ જળબુંદો વડે થતા પ્રકાશના પ્રકીર્ણનને લીધે પણ ટીંડલ અસર જોવા મળે છે.

(3) કેટલીક વખત મોટરસાઇકલમાં એન્જિન તેલના દહનને લીધે ઉદભવતા  ધુમાડા નો રંગ ભૂરા રંગનો દેખાય છે, જે ટીંડલ અસરને આભારી છે.

પ્રશ્ન 26. સૂર્યોદય અને સૂર્યાસ્ત સમયે સૂર્ય રાતા (લાલ) રંગનો શાથી દેખાય છે?

ઉત્તર :

→સૂર્યોદય વખતે ક્ષિતિજ પાસે રહેલા સુર્યમાંથી આવતા શ્વેત પ્રકાશને અવલોકનકાર સુધી પહોંચતા પહેલા પૃથ્વીના ઘટ્ટ વાતાવરણમાં વધારે પ્રમાણમાં અંતર કાપવું પડે છે.

→ આ દરમિયાન વાદળી (ભૂરા) રંગના પ્રકાશનું અને નાની તરંગ – લંબાઈ વાળા પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન વધુ થતા, અવલોકનકાર પાસે રાતા રંગને અનુરૂપ પ્રકાશ પહોંચે છે અને સૂર્ય લાલાશ પડતો દેખાય છે.

→આ જ પ્રમાણેની પરિસ્થિતિ સૂર્યાસ્ત વખતની હોય છે.

સ્વાધ્યાયના પ્રશ્નો

પ્રશ્ન 8.માનવની સામાન્ય આંખ 25 cm થી નજીક રાખેલી વસ્તુઓને સ્પષ્ટ કેમ જોઈ શકતી નથી?

ઉત્તર :

નજીકની વસ્તુને જોવા સિલિયરી સ્નાયુઓને યોગ્ય પ્રમાણમાં સંકોચાવું પડે છે.

પરિણામે આંખનો લેન્સ મધ્યમાંથી જાડો થાય છે અને તેથી તેની કેન્દ્રલંબાઈ ઘટે છે.

પરંતુ સિલિયરી સ્નાયુ અમુક હદથી વધારે સંકોચાય શકતા નથી. તેથી 25 cm અંતરથી નજીકની વસ્તુઓ સ્પષ્ટ જોઈ શકાતી નથી.

બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, સામાન્ય આંખ 25 cm થી નજીકની વસ્તુને સ્પષ્ટ જોઈ શકતી નથી, કારણ કે તેની બધી જ સમાવેશ ક્ષમતા પહેલેથી જ ખર્ચાઈ ગયેલી હોય છે.

પ્રશ્ન 9. જ્યારે આપણે આંખથી કોઈ વસ્તુનું અંતર વધારીએ છીએ ત્યારે આંખમાં પ્રતિબિંબ-અંતરમાં શું ફરક પડે છે?

ઉત્તર : 

સામાન્ય આંખ માટે, પ્રતિબિંબ-અંતર (v) આંખની અંદર નિશ્ચિત હોય છે

 = આંખના લેન્સ(નેત્રમણિ)થી નેત્રપટલનું અંતર

= 2.3 cm

જ્યારે આપણે આંખથી વસ્તુ-અંતર (u) વધારીએ છીએ, ત્યારે આંખની સમાવેશ ક્ષમતાને કારણે આંખોના લેન્સની કેન્દ્રલંબાઈ એટલા  પ્રમાણમાં બદલાય છે, કે જેથી,

પ્રતિબિંબ-અંતર (v), સૂત્ર,1/f=1/v-1/u અનુસાર અચળ રહે.

પ્રશ્ન 13. કોઈ અંતરિક્ષયાત્રીને આકાશ ભૂરાના બદલે કાળું કેમ દેખાય છે ?

ઉત્તર : 

અવકાશમાં વાતાવરણ ન હોવાથી સૂર્યપ્રકાશનું પ્રકીર્ણન થઈ શકતું નથી. 

બાહ્ય અવકાશમાંથી અંતરીક્ષયાત્રીની આંખમાં આવતા શ્વેત પ્રકાશના વાદળી રંગના  પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન ન થતું હોવાથી, અંતરિક્ષ યાત્રીઓને આકાશ ભૂરાના બદલે કાળા રંગનું દેખાય છે.

પ્રશ્ન: લઘુદષ્ટિની ખામી અને  ગુરુદ્રષ્ટિની ખામી . તફાવત:

 

ઉત્તર:લધુષ્ટિની ખામી:

1. આંખના લેન્સ જરૂરિયાત પ્રમાણે પાતળો થતો નથી, પરંતુ જાડો  રહે છે.

 

2. દૂરની  વસ્તુ પરથી આવતા પ્રકાશનાં કિરણો નેત્રપટલની આગળ  કેન્દ્રિત થાય છે. આથી દૂરની વસ્તુઓ સ્પષ્ટ જોઈ શકાતી નથી.

 

3. નજીકની વસ્તુ પરથી આવતા પ્રકાશના કિરણો નેત્રપટલ પર કેન્દ્રિત  થાય છે. આથી નજીકની વસ્તુઓ સ્પષ્ટ જોઈ શકાય છે.

 

4. યોગ્ય કેન્દ્રલંબાઈવાળા અંતર્ગોળ લેન્સના ચશ્માં વાપરીને આ ખામી દૂર કરી શકાય છે.

 

ગુરુદ્રષ્ટિ ખામી:

1. આંખનો લેન્સ જરૂરિયાત પ્રમાણે જાડો થતો નથી, પરંતુ પાતળો જ રહે છે.

 

2. નજીકની વસ્તુ પરથી આવતા પ્રકાશના કિરણો નેત્રપટલની પાછળ કેન્દ્રિત થાય છે. આથી નજીકની વસ્તુ સ્પષ્ટ જોઈ શકાતી નથી.

 

3. દૂરની  વસ્તુ પરથી આવતા પ્રકાશના કિરણો નેત્રપટલ પર કેન્દ્રિત થાય છે, આથી દૂરની વસ્તુઓ સ્પષ્ટ જોઈ શકાય છે.

 

4. યોગ્ય કેન્દ્રલંબાઈવાળા બહિર્ગોળ લેન્સ ચશ્મા વાપરીને આ ખામી દૂર કરી શકાય છે.

 વૈજ્ઞાનિક કારણ આપો :

વરસાદ પડ્યા પછી જ આકાશમાં મેઘધનુષ્ય દેખાય છે. 

ઉત્તર : 

 

ચોમાસાની ઋતુમાં આકાશમાં ઘણા બધા વાદળાં માં  નાના નાના પાણીના બુંદો રહેલા હોય છે.

     જ્યારે સૂર્યનું કિરણ આ નાના પાણીના બુંદો  પર આપાત થાય છે ત્યારે પ્રથમ વક્રીભવન અને વિભાજન ત્યારબાદ આંતરિક પરાવર્તન અને અંતે બુંદમાંથી બહાર નીકળતા પ્રકાશનું વક્રીભવન થાય છે.

આના કારણે આકાશમાં સાત રંગોનો પટ્ટો જોવા મળે છે, જેને મેઘધનુષ્ય કહે છે.

બીજી ઋતુઓમાં આકાશમાં વાદળ હોતાં નથી. તેથી આકાશમાં કોઈ નાના પાણીનાં બુંદો હોતા નથી. આથી બીજી ઋતુઓમાં આકાશમાં મેઘધનુષ્ય રચાતું નથી. તેથી જોઈ શકાતું નથી.

પ્રશ્ન 1. વિદ્યુતભારની ટૂંકમાં માહિતી આપો.              

ઉત્તર : વિદ્યુતભાર એ દ્રવ્યમાનની  માફક દ્રવ્યનો મૂળભૂત અને અંતર્ગત ગુણધર્મ છે.

→વિધુતભાર બે પ્રકારના હોય છે : (1) ધન વિદ્યુતભાર અને (2) ઋણ વિધુતભાર.

→રેશમી  કપડા સાથે કાચનો સળિયો ઘસવાથી કાચનો સળિયો ધન વિદ્યુતભારિત થાય છે અને ઊનના કપડા સાથે પ્લાસ્ટિકનો સળિયો ઘસવાથી પ્લાસ્ટિકનો સળિયો ઋણ વિદ્યુતભારિત થાય છે.

→ વિદ્યુતભારનો SI એકમ કુલંબ છે. તેને C વડે દર્શાવાય છે.

→એક ઇલેક્ટ્રોન 1.6 x10- 19 જેટલો ઋણ વિદ્યુતભાર ધરાવે છે. અને એક પ્રોટોન તેટલો જ ધન વિદ્યુતભાર ધરાવે છે.

પ્રશ્ન  2. મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન એટલે શું ? તેના સંદર્ભમાં સુવાહક અને અવાહક પદાર્થો સમજાવો.

ઉત્તર : 

→ધાતુના બંધારણ વખતે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન તેના પિતૃપરમાણુમાંથી મુક્ત થાય છે અને ધાતુમાં અસ્તવ્યસ્ત ગતિ કરે છે. આવા ઇલેક્ટ્રોનને  “મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન’ કહે છે. 

→વિદ્યુત પ્રવાહના વહન માટે મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન જવાબદાર છે. જે પદાર્થોમાં ખૂબ મોટી સંખ્યામાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન હોય તે પદાર્થ વિદ્યુતપ્રવાહનું વહન ખુબ સરળતાથી કરે છે. તેમને  સુવાહક પદાર્થો કહે છે. દા. ત., તાંબુ, અને ઍલ્યુમિનિયમ જેવી ધાતુ સુવાહક કહેવાય છે.

→ જે પદાર્થોમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન ગેરહાજર હોય તે વિદ્યુતપ્રવાહનુ વહન કરી શકતા નથી. તેમને અવાહક પદાર્થો કહે છે.

દા. ત., રબર, લાકડું, પ્લાસ્ટિક અને ચામડુ અવાહક કહેવાય છે.

 

પ્રશ્ન 3. વિધુતપરિપથ એટલે શું?

ઉત્તર : વિદ્યુતપરિપથ એટલે વિદ્યુતપ્રવાહનો સતત અને બંધ (પૂર્ણ) માર્ગ. 

પ્રશ્ન 4. વિદ્યુતપ્રવાહ વ્યાખ્યાયિત કરો. ઈલેક્ટ્રૉનના પ્રવાહ અને રૈવાજિક વિદ્યુત પ્રવાહ વચ્ચેનો ભેદ સમજાવો.

ઉત્તર : વાહકના કોઈ પણ આડછેદમાંથી એકમ સમયમાં પસાર થતા વિદ્યુતભારના ચોખ્ખા જથ્થાને વિદ્યુતપ્રવાહ કહે છે.

           → જૂના જમાનામાં જ્યારે ઇલેક્ટ્રોનની શોધ થઈ નહોતી ત્યારે વિદ્યુતપ્રવાહ ધન વિદ્યુતભારના  વહનને કારણે સર્જાય છે તેમ માનવામાં આવતું હતું.

→ઇલેક્ટ્રોનની શોધ થયા પછી ખબર પડી કે વિદ્યુતપ્રવાહના  નિર્માણ માટે ઇલેક્ટ્રોનની ગતિ જવાબદાર છે. તેને ઇલેક્ટ્રોનનો  પ્રવાહ કહે છે.

→જૂની માન્યતા પ્રમાણે વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા ધન વિદ્યુતભારના વહનની દિશામાં લેવામાં આવતી હતી, જેને રૈવાજિક વિદ્યુતપ્રવાહ કહે છે.

પ્રશ્ન 5. વિદ્યુતપ્રવાહનું સૂત્ર લખી, તેનો એકમ વ્યાખ્યાયિત કરો.

ઉત્તર : ¯વાહકના કોઈ પણ આડછેદમાંથી t સમયમાં પસાર થતો વિધુતભારનો જથ્થો Q હોય, તો તે વાહકમાંથી પસાર થતો વિદ્યુતપ્રવાહ,I=Q/t

→વિદ્યુતભારનો SI એકમ કુલંબ (C) અને સમયનો SI એકમ સેકન્ડ (s) છે.

→ વિદ્યુતપ્રવાહનો SI એકમ ઍમ્પીયર (A) છે. ફ્રેન્ચ વૈજ્ઞાનિક એન્દ્રે  મેરી -ઍમ્પીયર ના નામ પરથી આ એકમ રાખવામાં આવ્યો છે.

ઍમ્પીયર (A)ની વ્યાખ્યા : જો વાહકના કોઈ આડછેદમાંથી 1 સેકન્ડમાં 1 કુલંબ વિદ્યુતભારનો  જથ્થો પસાર થતો હોય, તો તે વાહકમાંથી 1 એમ્પિયર (A) વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થાય છે તેમ કહેવાય.

પ્રશ્ન 6. વિદ્યુતપ્રવાહના નાના એકમો જણાવો.

ઉત્તર : વિદ્યુતપ્રવાહના નાના એકમો મિલિઍમ્પિયર (mA) અને માઇક્રોમૅમ્પિયર ( μA) છે.

પ્રશ્ન 7.વિદ્યુતપ્રવાહનું માપન કરતાં સાધનનું નામ શું છે ?

ઉત્તર : વાહકમાંથી વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહનું માપન કરતું સાધન એમિટર છે.

પ્રશ્ન 8. વિધુતપ્રવાહના  એકમને વ્યાખ્યાયિત કરો.

ઉત્તર :વિદ્યુતપ્રવાહનો SI એકમ ઍમ્પીયર (A) છે. 

જો વાહકના  કોઈ આડછેદમાંથી 1 સેકન્ડમાં 1 કુલંબ વિદ્યુતભારનો જથ્થો પસાર થતો હોય, તો તે વાહકમાંથી 1 એમ્પિયર (A) વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થાય છે તેમ કહેવાય.

પ્રશ્ન 9.વિદ્યુતસ્થિતિમાન પર નોંધ લખો.

ઉત્તર : 

વિદ્યુતસ્થિતિમાનની વ્યાખ્યા : અનંત અંતરથી એકમ ધન વિદ્યુતભારને વિદ્યુતક્ષેત્રના કોઈ બિંદુ સુધી લાવવા માટે વિદ્યુતક્ષેત્રના સ્થિત વિદ્યુત બળ વિરુદ્ધ કરવા પડતા કાર્યને તે બિંદુ આગળનું વિદ્યુતસ્થિતિમાન કહે છે.

આમ, વિદ્યુતસ્થિતિમાન (V) =કરેલું કાર્ય (W)/વિધૂતભાર (Q)

→કાર્યનો SI એકમ જૂલ (J) અને વિદ્યુતભારનો SI એકમ કુલંબ (C) હોવાથી વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો SI એકમ જુલ/કુલંબ (J/C) છે, જેને વોલ્ટ (V) કહે છે.

1V=1J/1C

પ્રશ્ન 10. વાહકના બે છેડા વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત જાળવી રાખવામાં મદદ કરતા ઉપકરણોનું નામ આપો.

ઉત્તર : વિદ્યુતકોષ અથવા બેટરી વાહકના  બે છેડા વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત જાળવી રાખવામાં મદદ કરે છે.

પ્રશ્ન  11. બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત 1v છે, તેનો અર્થ શું થાય?

ઉત્તર :  વિદ્યુતપ્રવાહધારિત વાહકમાં જો એક કુલંબ વિદ્યુતભારને એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી લઈ જવા માટે કરવું પડતું કાર્ય 1 જૂલ હોય, તો તે બે બિંદુઓ વચ્ચે વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત 1 વોલ્ટ (V) કહેવાય.

1 V = 1J/1C= 1 JC-1

પ્રશ્ન 12. 6 Vની બેટરી તેમાંથી પસાર થતા દરેક 1 કુલંબ વિધુતભારને કેટલી ઊર્જા આપે છે?

 ઉકેલ : અહીં દરેક 1 કુલંબનો અર્થ પ્રત્યેક 1 C વિદ્યુતભાર તેથી Q = 1C, વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત V = 6 V, ઊર્જા = કાર્ય W = ?

હવે, W = VQ

          = 6 V X 1C

          = 6J

આમ, દરેક 1 C વિદ્યુતભાર પર થતું કાર્ય 6 J છે અર્થાત્ બૅટરી તેમાંથી પસાર થતાં દરેક 1C વિદ્યુતભારને બેટરી, 6 J ઊર્જા આપશે.

 

પ્રશ્ન 13. ઓહમનો  નિયમ ચકાસવો.

પદ્ધતિ :

• 0.5 m લંબાઈનો નિક્રોમનો  તાર XY, એક એમિટર, એક વોલ્ટમીટર અને 1.5 V ના ચાર વિદ્યુતકોષોને જોડો.

• સૌપ્રથમ પરીપથમાં  માત્ર એક જ કોષ ઉદગમ તરીકે જોડો. પરીપથમાં  નિક્રોમના તાર XY ના બે છેડા વચ્ચેના વિદ્યુતસ્થિતિમાનના તફાવત માટે વોલ્ટમીટરનું અવલોકન V કોઠામાં નોંધો.
• હવે બે કોષોને પરિપથમાં જોડી વિદ્યુતપ્રવાહ માટે એમિટરનું અને વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત માટે વોલ્ટમીટરનું અવલોકન પહેલાંની જેમ જ નોંધો.

• ત્રણ વિદ્યુતકોષો અને ચાર વિદ્યુતકોષોને વારાફરતી જોડી, ઉપરના પદોનું અલગથી પુનરાવર્તન કરો.

→V અને I ની પ્રત્યેક જોડ માટે V અને I  નો ગુણોત્તર ગણો.

→વૉલ્ટેજ (V) અને પ્રવાહ (I) નો આલેખ દોરી આલેખનો આકાર નોંધો.

અવલોકન :

V વધારતાં I રેખીય રીતે વધે છે અર્થાત્ I  ∞V.  V/I ગુણોત્તર લગભગ સમાન (15 V/A) મળે છે.

V→I આલેખ સુરેખ છે અને ઉદગમબિંદુ Oમાંથી પસાર થાય છે.

નિર્ણય :વાહકમાંથી વહેતો  વિદ્યુતપ્રવાહ તેના બે છેડા વચ્ચેના વિદ્યુતસ્થિતિમાન તફાવતના સમપ્રમાણમાં હોય છે (I ∞V) અને આપેલ કિસ્સામાં V/I ગુણોત્તર અચળ રહે છે.

 

પ્રશ્ન 14. નીચેના વિધાનને ટૂંકમાં સમજાવો :

‘વિદ્યુત અવરોધકતા એ દ્રવ્યનો લાક્ષણિક ગુણધર્મ છે.’

ઉત્તર :

• જ્યાં p (રહો) સમપ્રમાણતા અચળાંક છે અને તેને વાહક ના દ્રવ્યની વિદ્યુતઅવરોધકતા કહે છે.
• અવરોધકતાનો SI એકમ Ωm છે. તે દ્રવ્યનો લાક્ષણિક ગુણધર્મ છે.
• ધાતુ અને મિશ્રધાતુઓની અવરોધકતાનો ગાળો 10-8 Ωmથી 10-6Ω m જેટલો છે. 
• તેમની અવરોધકતા ખૂબ ઓછી છે. તે વિદ્યુતના સારા વાહકો છે.
• વિદ્યુતના સારા વાહકોની અવરોધકતા ખૂબ ઓછી અને મંદ વાહકોની અવરોધકતા ખૂબ ઊંચી હોય છે.
• રબર અને કાચ જેવા અવાહકોની અવરોધકતા ખૂબ ઊંચી આશરે10 12Ωmથી 10 17Ω m ના ક્રમની હોય છે.
• દ્રવ્યનો અવરોધ અને અવરોધકતા બંને તાપમાન સાથે બદલાય છે.
• મિશ્રધાતુ ઊંચા તાપમાને ત્વરિત ઓક્સોડાઈઝ (દહન) થતી નથી.
• આ કારણથી તેનો ઉપયોગ વિદ્યુતનું ઉષ્મામાં રૂપાંતર કરતાં સાધનો જેવા કે ઇસ્ત્રી, હીટર, ટોસ્ટર વગેરેમાં થાય છે.
• વિદ્યુત બલ્બના ફિલામેન્ટ માટે એકમાત્ર ટંગસ્ટનનો ઉપયોગ થાય છે

જ્યારે તાંબા અને એલ્યુમિનિયમનો ઉપયોગ વિદ્યુતપ્રવાહનું વહન કરતા તારો ની બનાવટમાં થાય છે

પ્રશ્ન 15. દ્રવ્યની અવરોધકતા કયા કયા પરિબળો પર આધાર રાખે છે તે જણાવો.

ઉત્તર : દ્રવ્યની અવરોધકતા નીચેના પરિબળો પર આધાર રાખે છે.

(1) દ્રવ્ય ના પ્રકાર  (2) દ્રવ્યના તાપમાન , અમુક અંશે તેના પર લાગતા દબાણ.

• તાપમાનમાં વધારો કરવાથી  ધાતુ પદાર્થોની અવરોધકતા વધે છે, અર્ધવાહકની અવરોધકતા ઘટે છે.
• તાપમાનના વધારા સાથે મિશ્ર ધાતુની અવરોધકતા શુદ્ધ ધાતુની સરખામણીમાં ખૂબ ધીમે ધીમે વધે છે.
• આથી કહી શકાય છે, કે મિશ્રધાતુ ઓની અવરોધકતા શુદ્ધ ધાતુની અવરોધકતા કરતા 100 ગણી હોવાથી, તે તાપમાનથી લગભગ સ્વતંત્ર છે.
• અવાહકમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની ગેરહાજરી હોવાથી તેની અવરોધતા  ખૂબ ઊંચી છે અને તેનું તાપમાન ખૂબ વધારતા અવરોધકતા અલ્પ પ્રમાણમાં ઘટે છે.

પ્રશ્ન 16. વાહકનો અવરોધ કઈ બાબતો પર આધાર રાખે છે ?

ઉત્તર :વાહકનો અવરોધ નીચે ની બાબતો (પરિબળો) પર આધાર રાખે છે

(1) વાહકની લંબાઈ , (2) વાહકના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ , (3) વાહકના દ્રવ્યની જાત , (4) વાહકનું તાપમાન.

પ્રશ્ન 17.એક જ દ્રવ્યમાંથી બનેલો એક જાડા અને એક પાતળા  તારને વારાફરતી સમાન વિદ્યુત પ્રાપ્તિસ્થાન (વિધુતકોષ કે બેટરી) સાથે જોડતાં કયા  તારમાં વિદ્યુતપ્રવાહ વધુ સરળતાથી વધશે ? શા માટે? .

 ઉત્તર : સમાન દ્રવ્યના અને સમાન લંબાઈના જાડા અને પાતળા તારને સમાન વિધુત પ્રાપ્તિસ્થાન સાથે વારાફરતી જોડતા જાડા તારમાં વિધુતપ્રવાહ પાતળા તારની સરખામણીમાં સરળતાથી વહે છે.

→ કારણ કે, તારનો અવરોઘ તેની જાડાઈ(આડછેદના ક્ષેત્રફળ)ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. જાડા તારના આડછેદનુ ક્ષેત્રફળ વધુ હોવાથી તેનો અવરોધ પાતળા તાર કરતા ઓછો હશે. તેથી જાડા તારમાંથી વધુ પ્રવાહ વહી શકે.

પ્રશ્ન 18. ધારો કે, કોઈ વિદ્યુત ઘટકના બે છેડા વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત ઘટાડીને અગાઉના મૂલ્યનો અડધો કરતાં તેનો અવરોધ તેનો તે જ રહે છે, તો વિધુત ઘટકમાંથી વહેતા વિધુત પ્રવાહ માં શો ફેરફાર થશે ?

ઉત્તર : ઓહમના નિયમ મુજબ, I=V/R

પરંતુ, અહીં R અચળ હોવાથી I ∞V

તેથી વાહકના બે છેડા વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત ઘટાડીને અગાઉના મૂલ્યનો અડધો કરતાં વાહકમાંથી વહેતી વિદ્યુતપ્રવાહ

પહેલાં કરતાં અડધા  મૂલ્યનો બનશે.

પ્રશ્ન 19. શા માટે ટોસ્ટર તથા વિધુત ઈસ્ત્રીની કોઈલ શુદ્ધ ધાતુની ન બનાવતા મિશ્રધાતુની બનાવવામાં આવે છે ?

ઉત્તર : તાપન સાધનો જેવા કે, ટોસ્ટર તથા વિદ્યુત ઇસ્ત્રીનીબ કોઈલ શુદ્ધ ધાતુને બદલે મિશ્રધાતુની  બનાવવાના કારણો નીચે મુજબ છે :

 ( 1 ) મિશ્રધાતુની દા. ત., નિક્રોમની  અવરોધકતા તેની ઘટક શુદ્ધ ધાતુ કરતા ઘણી વધારે છે.

( 2 ) મિશ્રધાતુ ઊંચા તાપમાને હોય ત્યારે ત્વરિત ઓક્સોડાઈઝ (દહન) પામતી નથી.

(3) મિશ્રધાતુનું ગલનબિંદુ ખૂબ ઊંચું હોય છે.

પ્રશ્ન 20. કોષ્ટક 12.2 (પા.પુ.207)  માં આપેલી માહિતીનો ઉપયોગ કરી નીચેના પ્રશ્નોના ઉત્તર આપો 

(a )લોખંડ (Fe) તથા પારો (Hg)માંથી કયું વધારે સારું વાહક છે?’

(b) કયું દ્રવ્ય શ્રેષ્ઠ વાહક છે ?

ઉત્તર:

(a) લોખંડની વિદ્યુત અવરોધકતા 10.0 x 10-8Ω m છે, જ્યારે પારાની અવરોધકતા 94.0 X 10-8Ω m છે.

આમ, લોખંડની વિદ્યુત અવરોધકતા પારા કરતાં ઓછી હોવાથી લોખંડ (Fe) એ પારા (Hg) કરતા વધારે સારું વાહક છે.

(b) ચાંદીની વિદ્યુત અવરોધકતા સૌથી ઓછી 1.60 x 10-8Ω m છે. તેથી ચાંદી વિદ્યુતની સૌથી શ્રેષ્ઠ વાહક છે.

પ્રશ્ન 21.અવરોધોનુ શ્રેણી-જોડાણ સમજાવી, તેના સમતુલ્ય અવરોધનું સૂત્ર મેળવો.

ઉત્તર 

→આકૃતિ માં દર્શાવ્યા મુજબ  ત્રણ અવરોધકો કે જેમના અવરોધો 

R1,R2 અને R3 છે, તેમને A અને B બિંદુઓ વચ્ચે શ્રેણીમાં જોડ્યા છે. ત્રણેય અવરોધોમાંથી I જેટલો સમાન વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે, પરંતુ લાગુ પડેલ વોલ્ટેજ Y અવરોધના બે છેડા વચ્ચે તેમના આનુષાંગિક અવરોધોના પ્રમાણમાં વેચાઈ જાય છે.

→ અવરોધોR1,R2  અને R3 ના બે છેડા વચ્ચેના વિદ્યુતસ્થિતિમાનના તફાવતો અનુકમે V1, V2, અને V3હોય, તો

V=V1+ V2 + V3            .. (1)

→હવે, ત્રણ અવરોધો R1, R2, અને R3 ને બદલે એક જ અવરોધ Rs, પરિપથમાં જોડવામાં આવે અને તેમાંથી પણ પહેલાં જેટલો જ વિદ્યુતપ્રવાહ l

વહેતો  હોય, તો Rs ને આ શ્રેણી -જોડાણનો  સમતુલ્ય અવરોધ કહે છે.

ઓહમનો નિયમ લાગુ પાડતાં, V = IR_s. … ..(2). 

 

→સમીકરણો (1) અને (2) પરથી,

Ir_s,=V1 +V2 + V3

→ હવે દરેક અવરોધ માટે સ્વતંત્ર રીતે ઓહમનો નિયમ લાગુ પાડતા,

V1=IR1

V2=IR2

V3=lR3

IR_s=IR1+IR2+IR3

RS=R1 +R2+ R3.  ………………12.11

→આમ, શ્રેણી-જોડાણનો સમતુલ્ય અવરોધ R_s શ્રેણીમાં જોડેલ અવરોધોના સરવાળા જેટલો હોય છે. તેથી સમતુલ્ય અવરોધ R_s મોટામાં મોટા અવરોધ કરતાં પણ મોટો હોય છે.

પ્રશ્ન 22. અવરોધોના  શ્રેણી-જોડાણની લાક્ષણિકતા જણાવો.

ઉત્તર : અવરોધોના  શ્રેણી-જોડાણની લાક્ષણિકતા નીચે મુજબ છે :

(1) દરેક અવરોધમાંથી વહેતો વિદ્યુતપ્રવાહ સમાન હોય છે અને તે પરિપથમાં વહેતા કુલ પ્રવાહ જેટલો હોય છે.

 

(2) જોડાણના બે છેડાઓ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત (વૉલ્ટેજ) દરેક અવરોધના બે છેડા વચ્ચેના વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવતના સરવાળા જેટલો હોય છે.

 

 (3) શ્રેણી-જોડાણના સમતુલ્ય અવરોધનું મૂલ્ય, શ્રેણીમાં જોડેલા અવરોધોના મૂલ્યોના સરવાળા જેટલું હોય છે. તેથી સમતુલ્ય અવરોધ, શ્રેણી-જોડાણના મોટામાં મોટા અવરોધ કરતાં પણ મોટો હોય છે.

 

(4) દરેક અવરોધના  બે છેડા વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત આનુષાંગિક અવરોધના સમપ્રમાણમાં હોય છે.

 

પ્રશ્ન 23.અવરોધોનુ સમાંતર જોડાણ સમજાવી, તેના સમતુલ્ય અવરોધનું સૂત્ર તારવો.

ઉત્તર :બે કે તેથી વધારે અવરોધોના એક ત૨ફના છેડાઓ એક  સામાન્ય બિંદુ સાથે અને બીજી તરફના છેડાઓ બીજા સામાન્ય બિંદુ  સાથે જોડેલા હોય, તો અવરોધો ના આવા જોડાણને સમાંતર જોડાણ કહે છે. 

• સમાંતર જોડાણમાં વિદ્યુતપ્રવાહને  વહેવા માટે એક કરતાં વધુ માર્ગો ઉપલબ્ધ હોય છે.
• દરેક અવરોધના બે છેડા વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત સમાન હોય છે.
• તે સામાન્ય બિંદુઓ  વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત જેટલો હોય છે.
• આકૃતિ માં દર્શાવ્યા મુજબ ત્રણ અવરોધો R1, R2, અને R3 ને A અને B બિંદુઓ વચ્ચે સમાંતરમાં જોડયા છે.
• અહીં, આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ વિદ્યુતપ્રવાહ I, A બિંદુ આગળ ત્રણ અવરોધોમાં વહેંચાઈ જાય છે. આ પ્રવાહોનાં મૂલ્યો આનુષાંગિક અવરોધોના મૂલ્યો પર આધારિત હોય છે.

→R1,R2 અને R3અવરોધમાંથી વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહો અનુક્રમે  I1,I 2 અને I3 હોય, તો I = I1 + I2 + I3…….(1)

→અવરોધોનો સમાંતર જોડાણમાં દરેક અવરોધના બે છેડા વચ્ચેનો  વિધુતસ્પિતિમાનનો તફાવત બેટરીના વોલ્ટેજ V જેટલો હોય છે.

ઑહમના નિયમ  મુજબ,

I1=v/R1,I2=v/R2,.અને   I3=v/R3

I=V/R1+V/R2+V/R3………………..(2)

 

→ હવે, ત્રણ અવરોધો R1 , R2, અને R3, ના બદલે A અને B બિંદુઓ  વચ્ચે એક જ અવરોધ R_p, જોડતા  પરિપથમાં વહેતો વિદ્યુતપ્રવાહ પહેલા જેટલો જ અર્થાત્  I જ રહેતો હોય, તો R_p,ને પરિપથનો (સમાંતર જોડાણ) સમતુલ્ય અવરોધ કહે છે.

I=V/R_{p………..(3)}

હવે, સમીકરણ (2) વાપરતાં,

 

V/R_p=V/R1+V/R2+V/R3

1/R_p=1/R1+1/R2+1/R3

→ આમ, અવરોધોના સમાંતર જોડાણના સમતુલ્ય અવરોધના વ્યસ્તનું મૂલ્ય, સમાંતર જોડેલા અવરોધોના વ્યસ્તના સરવાળા જેટલું હોય છે.

R_p નું મૂલ્ય સમાંતર જોડેલા નાનામાં નાના અવરોધ  કરતાં પણ નાનું હોય છે.

પ્રશ્ન 24. અવરોધોના સમાંતર જોડાણની લાક્ષણિકતા જણાવો.

ઉત્તર :અવરોધોના સમાંતર જોડાણની લાક્ષણિકતા નીચે મુજબ છે :

(1) સમાંતર જોડેલા દરેક અવરોધના બે છેડા વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત સમાન હોય છે .

તે સંયોજનને લાગુ પાડેલ વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત જેટલો હોય છે.

( 2 ) પરિપથમાં વહેતો વિદ્યુતપ્રવાહ એ સમાંતર જોડેલા દરેક અવરોધમાંથી વહેતા આનુષાંગિક વિદ્યુતપ્રવાહના  સરવાળા જેટલો હોય છે.

(3) સમાંતર જોડાણ જે-તે અવરોધ માંથી વહેતો વિદ્યુતપ્રવાહ આનુષાંગિક અવરોધના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.

પ્રશ્ન 25. અવરોધોના  શ્રેણી-જોડાણના ફાયદા અને ગેરફાયદા જણાવો.

ઉત્તર : અવરોધોના  શ્રેણી-જોડાણના ફાયદા નીચે મુજબ છે .

(1) અવરોધોને શ્રેણીમાં જોડવાથી પરિપથનો કુલ અવરોધ  વધારી શકાય છે. 

આથી પરિપથમાં વહેતો  કુલ પ્રવાહ ઘટાડી શકાય છે. આમ, પરિપથમાં વહેતા વિદ્યુતપ્રવાહને  નિયંત્રિત કરવા માટે અવરોધોનુ શ્રેણી-જોડાણ ઉપયોગી છે.

( 2 ) ઘરવપરાશના વિદ્યુત જોડાણમાં AC મેઇન્સ અને વિદ્યુત ઉપકરણ સાથે ફ્યુઝ  શ્રેણીમાં જોડવામાં આવે છે.

તેથી જે કોઈ પણ ઉપકરણમાં શોર્ટ-સર્કિટ થાય, તો ફયુઝ તાર પીગળી જાય છે અને પ્રવાહ બંધ થઈ જાય છે પરિણામે વિધુત ઉપકરણોને  નુકસાન થતું અટકાવી શકાય છે.

અવરોધોના શ્રેણી-જોડાણના ગેરફાયદા નીચે મુજબ છે :

 

(1) જો વિદ્યુત ઉપકરણોને શ્રેણીમાં જોડવામાં આવે. તો લાગુ પડેલ વૉલ્ટેજ દરેક ઉપકરણ વચ્ચે વહેંચાઈ જાય છે.

    દા. ત., 240 V જેટલું સમાન વૉલ્ટેજ રેટિંગ ધરાવતા ત્રણ સમાન બલ્બને 240 V સાથે શ્રેણીમાં જોડતા, દરેક બલ્બને 80 V જ મળે છે. આથી ત્રણેય બલ્બ ઝાંખા પ્રકાશિત થાય છે.

(2) શ્રેણીમાં જોડેલા ઉપકરણોમાંથી કોઈ એક ઉપકરણ બગડી જાય અથવા પરિપથમાં ભંગાણ પડે, તો પરિપથમાં પ્રવાહ વહેતો  નથી.

આથી બાકીનાં ઉપકરણો પણ કામ કરતા બંધ થઈ જાય છે. દા. ત.. શ્રેણીમાં જોડેલા ત્રણ બલ્બ માંથી એક બલ્બ ઉડી જાય, તો બાકીના બે બલ્બ પણ પ્રકાશિત થતા નથી.

પ્રશ્ન 26. અવરોધોના સમાંતર જોડાણના ફાયદા અને ગેરફાયદા જણાવો.

ઉત્તર : અવરોધોના સમાંતર જોડાણના ફાયદા નીચે પ્રમાણે છે :

( 1 ) સમાંતર જોડેલા ત્રણ બલ્બમાંથી કોઈ એક બલ્બ ઊડી જાય તોપણ બાકીના બે બલ્બમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ વહેવાનું ચાલુ રહે છે અને તેઓ પ્રકાશિત થાય છે.

(2)  સમાંતર જોડાણમાં સમતુલ્ય અવરોધનુ  મૂલ્ય ,સમાંતરમાં જોડેલ કોઈ પણ અવરોધના મૂલ્ય કરતા ઓછું હોય છે. તેથી અવરોધોને સમાંતરમાં જોડવાથી વધુ પ્રવાહ મેળવી શકાય છે.

અવરોધના સમાંતર જોડાણના ગેરફાયદા નીચે પ્રમાણે છે :

(1) સમાંતર જોડાણમાં સમતુલ્ય અવરોધ જોડાણના નાનામાં નાના અવરોધ કરતા પણ નાનો હોવાથી કુલ પ્રવાહ વધી જાય છે. પરિણામે પ્રવાહ નિયંત્રિત કરી શકાતો નથી.

(2) જુદા જુદા વોલ્ટેજ રેટિંગવાળા બલ્બને આપેલ વોલ્ટેજ ઉદગમ સાથે સમાંતર માં જોડતાં દરેક બલ્બ પૂર્ણ ક્ષમતાથી પ્રકાશિત થતો નથી.

 

પ્રશ્ન 27. ઘરવપરાશના વિદ્યુત ઉપકરણોને પરિપથમાં શ્રેણીમાં શા માટે જોડવામાં આવતા નથી ? અથવા

ઘરવપરાશના વિધુતજોડાણોમાં શ્રેણી-જોડાણના ગેરફાયદા‌ જણાવો.

ઉત્તર : 

(1) શ્રેણી-જોડાણમાં દરેક ઉપકરણમાંથી વહેતો વિદ્યુત પ્રવાહ સમાન હોય છે. તેથી વિદ્યુત બલ્બ અને વિદ્યુત હીટરને શ્રેણીમાં જોડવા અવ્યવહારુ છે.

 (2) શ્રેણી-જોડાણમાં કોઈ એક ઉપકરણમાં ભંગાણ પડે તો પરિપથ ખુલ્લો થઈ જાય છે અને બાકીના બધા ઉપકરણો પણ બંધ થઈ જાય છે.

(3) શ્રેણી-જોડાણમાં માત્ર એક જ કળ (સ્વિચ) હોવાથી દરેક ઉપકરણને સ્વતંત્ર રીતે ચાલુ કે બંધ ન કરી શકાય.

(4) શ્રેણી-જોડાણમાં દરેક વિદ્યુત ઉપકરણને સમાન વોલ્ટેજ (220v) મળતો નથી, કારણ કે ઉદગમના વૉલ્ટેજ દરેક ઉપકરણ વચ્ચે વહેંચાયેલા હોય છે. પરિણામે દરેકને ઓછા વોલ્ટેજ મળતા  હોવાથી તે યોગ્ય રીતે કાર્યશીલ રહેતાં નથી.

પ્રશ્ન 28. વિદ્યુત સાધનોની બેટરી સાથે શ્રેણીમાં જોડવાની બદલે સમાંતરમાં જોડવાથી કયા ફાયદા થાય છે ?

ઉત્તર 

(1) જ્યારે દરેક વિદ્યુત સાધનનો અવરોધ જુદો હોય અને તેને કાર્યરત થવા પ્રવાહ પણ જુદો હોય, તો તેમને સમાંતર જોડવાથી પરિપથનો  કુલ અવરોધ ઘટે છે.

 તેથી બેટરીમાંથી વહેતો વિદ્યુતપ્રવાહ ઊંચો હોય છે. આમ, દરેક વિદ્યુત સાધનને જરૂરીવિદ્યુતપ્રવાહ મળી રહે છે. શ્રેણી-જોડાણમાં આવું શક્ય નથી.

(2) સમાંતર  પરિપથમાં દરેક વિદ્યુત સાધનના બે છેડા વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત સમાન  હોવાથી બધાં જ વિદ્યુત સાધનો યોગ્ય રીતે કાર્ય કરે છે.

જ્યારે શ્રેણી પરિપથમાં દરેક વિદ્યુત સાધનને સમાન વોલ્ટેજ (બેટરી જેટલો વોલ્ટેજ) મળતો નથી.

 (3) સમાંતર  પરિપથમાં કોઈ ખામીને કારણે કોઈ એક વિદ્યુત સાધનો કાર્ય કરતો બંધ થઈ જાય, તો બીજા વિદ્યુત સાધનોને કોઈ અસર થતી નથી. તે કોઈ મુશ્કેલી વગર કાર્ય કરે છે.

શ્રેણી સંયોજનપરિપથમાં કોઈ એક વિદ્યુત સાધનો કાર્ય કરવાનું બંધ કરી દે, તો સમગ્ર પરિપથ ખુલ્લો થઈ જવાના કારણે બાકીના બધા જ વિદ્યુત સાધનો પણ કાર્યશીલ રહેતા નથી.

(4) સમાંતર  પરિપથમાં દરેક વિદ્યુત સાધનને પોતાની સ્વતંત્ર  સ્વિચ હોવાથી બીજા વિદ્યુત સાધનને અસર કર્યા સિવાય તે જ વિદ્યુત સાધનને ચાલુ-બંધ કરી શકાય છે.

       પરંતુ, શ્રેણી સંયોજન / પરિપથમાં સમગ્ર પરિપથમાં એક જ કળ હોવાથી દરેક વિદ્યુત સાધનને  સ્વતંત્ર રીતે ચાલુ-બંધ કરી શકાતા નથી.

પ્રશ્ન 29. વિદ્યુત-ઊર્જાની સમજૂતી આપી તેનું સૂત્ર મેળવો.

જૂલનો તાપીય નિયમ મેળવો. 

•  એક ધાતુનો તાર  વિદ્યુતપ્રવાહને  અવરોધે છે. તેથી તેમાંથી સતત પ્રવાહ વહેવડાવવા માટે પ્રાપ્તિ સ્થાન દ્વારા સતત કાર્ય થવું જોઈએ.
• એક અવરોધ (વાહક) R માંથી વહેતો વિદ્યુતપ્રવાહ I ધ્યાનમાં લો. Rના બે છેડા વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત V છે. 
• ધારો કે, t સમયગાળા દરમિયાન અવરોધ (વાહક)માંથી પસાર થતો વિદ્યુતભાર Q છે.
• →V વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત વડે Q વિદ્યુતભારને ગતિ કરાવવા પ્રાપ્તિસ્થાન દ્વારા થતું કાર્ય VQ છે.

      તેથી t સમયગાળા દરમિયાન પ્રાપ્તિસ્થાન પરિપથને VQ જેટલી ઊર્જા પૂરી પાડે છે.

આમ, પ્રાપ્તિસ્થાન દ્વારા ખર્ચાતી ઊર્જા અથવા થતું કાર્ય,

W = VQ

= V (It) (:: I = Q/t)

= (IR) (It) (. ઓહમના નિયમ પરથી, V = IR)

:: W = I² Rt                   

આ વિદ્યુત-ઊર્જા અવરોધમાં ઉષ્મા સ્વરૂપે વ્યય પામે છે. આમ, I જેટલા સ્થાયી પ્રવાહને કારણે t સમયગાળામાં ઉત્પન્ન થતી ઉષ્મા ઊર્જા  H હોય, તો

 H=I²  Rt  આને જૂલ નો તાપીય નિયમ કહે છે.

→વિદ્યુત-ઊર્જા અને ઉષ્મા-ઊર્જાનો SI એકમ જૂલ (J) છે. તેના બીજા એકમો વોટ-સેકન્ડ (ws) અને કિલોવોટ-કલાક (kWh) છે.

પ્રશ્ન 30. જુલનો તાપીય નિયમ લખી સમજાવો.

ઉત્તર: વાહક તારમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થાય ત્યારે તેમાં ઉદ્દભવતી ઉષ્મા…….

 (1) આપેલ અવરોધ અને આપેલ સમયગાળા માટે વિદ્યુત પ્રવાહના  વર્ગના સમપ્રમાણમાં હોય છે.

(2) આપેલ પ્રવાહ અને આપેલ સમયગાળા માટે અવરોધના સમપ્રમાણમાં  હોયછે.

(3) આપેલ અવરોધ અને આપેલ પ્રવાહ માટે સમયગાળાના  સમપ્રમાણમાં હોય છે.

અર્થાત્ H = I²Rt

આ ગાણિતિક સમીકરણને જુલનો તાપીય નિયમ કહે છે. 

આ નિયમ પરથી સ્પષ્ટ છે કે ઉત્પન્ન થતી ઉષ્મા-ઊર્જા (1) વિદ્યુતપ્રવાહ (I)   (2) વાહકના અવરોધ (R) અને (3) જે સમયગાળા દરમિયાન વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર થયો હોય તે સમયગાળા પર આધાર રાખે છે.

પ્રશ્ન 31.શા માટે વિધુત હીટરનું દોરડું (Cord] ચળકતું નથી, જ્યારે તેનો તાપીય ઘટક ચળકે છે ?

ઉત્તર :  વિદ્યુત હીટરનો તાપીય ઘટક ખૂબ ઊંચા અવરોધ વાળી મિશ્રધાતુ (નિક્રોમ )નો બનેલો હોય છે, જ્યારે તેનો જોડાણ તાર ખૂબ નીચા અવરોધવાળી ધાતુ(તાંબુ)નો બનેલો હોય છે.

→ આમ, ખૂબ ઊંચા અવરોધવાળા તાપીય ઘટક(જે નિક્રોમમાંથી બનેલી હોય છે)માંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થતાં તેમાં (H = I²Rt મુજબ) ખૂબ વધુ ઉષ્મા ઉત્પન્ન થાય છે. પરિણામે તે ખૂબ ગરમ થવાથી ચળકે છે.

 →જ્યારે વિદ્યુત હીટરના ખૂબ નીચા અવરોધવાળા જોડાણ તારમાંથી વિધુતપ્રવાહ પસાર થતાં તેમાં ખૂબ ઓછી ઉષ્મા ઉત્પન્ન થાય છે. પરિણામે તે ગરમ થતો નથી તેથી ચળકતો  નથી.

પ્રશ્ન 32. રોજબરોજના જીવનમાં વિદ્યુતપ્રવાહની તાપીય અસરના ઉપયોગ જણાવો.

ઉત્તર : વિદ્યુતપ્રવાહની તાપીય અસરના ઉપયોગો નીચે મુજબ છે:

(1) વિદ્યુત તાપીય ઉપકરણો જેવા કે, વિદ્યુત ઇસ્ત્રી, વિધુત ટોસ્ટર, વિદ્યુત હીટર વગેરેની કાર્યપદ્ધતિમાં.

(2) વિદ્યુત બલ્બના ફિલામેન્ટને ગરમ કરી પ્રકાશ મેળવવા માટે.

(3) વિદ્યુત ફ્યુઝમાં કે જેના વડે ઘરના વિદ્યુતજોડાણો અને વિદ્યુત ઉપકરણોને રક્ષણ મળે છે.

62. 33. વિધુત ફ્યુઝ  પર ટૂંક નોંધ લખો.

      અથવા

 વિધુત ફયુઝ એટલે શું ? તેની બનાવટ, કાર્યો અને ઉપયોગ સમજાવો.

 ઉત્તર :  ફયુઝ  તાર એ ખૂબ ઓછા અવરોધવાળો અને યોગ્ય નીચું ગલનબિંદુ ધરાવતો તાર છે.

તે વધુ પડતા ભારે પ્રવાહથી રક્ષણ આપે છે.

→ફ્યુઝને  લાઇવ વાયર સાથે વિદ્યુત ઉપકરણો અને મુખ્ય વૉલ્ટેજ પ્રાપ્તિસ્થાન (મેઇન સપ્લાય) વચ્ચે શ્રેણીમાં જોડવામાં આવે છે.

→ ફ્યુઝ એ સુરક્ષાનું સાધન છે, જે અનાવશ્યક ઊંચા પ્રવાહીથી  ઉપકરણો અને પરિપથને બચાવે છે.

→ તેમાં યોગ્ય ગલનબિંદુવાળી ધાતુ કે મિશ્રધાતુ જેવી કે એલ્યુમિનિયમ, તાંબુ, લોખંડ, સીસું વગેરેના તારનો ટુકડો હોય છે.

→જો ચોક્કસ મૂલ્યના  પ્રવાહ કરતા મોટો પ્રવાહ પરિપથમાં વહે તો, ફ્યુઝ તારનું તાપમાન વધે છે અને તે પીગળી જઈ પરિપથ ખુલ્લો  કરે છે. પરિણામે પરિપથમાં વિદ્યુતપ્રવાહ વહેવાનો બંધ થઈ જાય છે અને વિદ્યુત ઉપકરણોને કોઈ નુકસાન થતું નથી.

→ફ્યુઝનો  તાર ધાતુના છેડાવાળા પોર્સેલિન અથવા તેના જેવા અવાહક  પદાર્થના કાર્ટીજમાં રાખવામાં આવે છે.

→ઘરવપરાશમાં વપરાતા ફ્યુઝ 1 A, 2 A, B, 5 A, 10 A વગેરે જેવો માનાંક (રેટિંગ) ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 34. વિદ્યુત પાવર એટલે શું? તેનું સૂત્ર મેળવો. વિદ્યુતપાવરનો  એકમ જણાવો.

ઉત્તર :  પાવર એટલે કાર્ય કરવાનો સમયદર.

→ જ્યારે કાર્ય થાય છે ત્યારે તેટલા જ મૂલ્યની વિદ્યુત-ઊર્જા વપરાય છે. તેથી,

    “જે દરે વિદ્યુત-ઊર્જા વપરાય (ખર્ચાય) તેને વિદ્યુતપાવર કહે છે.”

→જો t સમયમાં W જેટલી વિધુત-ઊર્જા વિદ્યુત પરિપથમાં ખર્ચાતી હોય, તો વિદ્યુત પાવર

P=W/t.    

→પરંતુ  પ્રવાહ પ્રાપ્તિસ્થાનમાંથી t સમયમાં ખર્ચાતી વિદ્યુત-ઊર્જા

    W = VQ

      I=Q/t

પરંતુ, I = Q/t

       P=VI.   

→ ઓહમના નિયમ મુજબ, V = IR

.’. P = IR X I

P=I²R.       

 

→ ફરીથી ઓહમના  નિયમ મુજબ, I=V/R

       P=V²/R²×R

       P=V²/R.  ………..(12.20)

→ પાવરનો SI એકમ વોટ (W) છે. આથી 

વોટ = વોલ્ટ X એમ્પિયર

.. 1W=1 VX1A

“જો વિધુત ઉપકરણ વડે 1s માં 1J વિદ્યુત-ઊર્જા વપરાય, તો વિધુત ઉપકરણ  વડે વપરાટી વિધુત પાવર 1 w છે તેમ કહેવાય.”

પ્રશ્ન 35. વિદ્યુત-ઉર્જા એટલે શું? તેનો વ્યાપારિક (વ્યવહારિક) એકમ શું છે? તેની વ્યાખ્યા આપો.

 ઉત્તર :

“વિદ્યુત-ઊર્જા એટલે વિદ્યુત પરિપથ માં t સમયમાં ખર્ચાતી કુલ ઊર્જા.”

→ ખર્ચાતી કુલ ઊર્જા માત્ર ઉપકરણના પાવર પર જ આધાર રાખતી નથી, પરંતુ જે સમયગાળા દરમિયાન પાવર લાગુ પાડવામાં આવે છે, તે સમયગાળા પર પણ આધાર રાખે છે.

→જો t સેકન્ડ દરમિયાન પાવર P (વોટ) લાગુ પાડવામાં આવે, તો થતું કાર્ય કે ખર્ચાતી વિદ્યુત-ઉર્જા, 

‘W (જૂલ) = P (વોટ) X સમય t સેકન્ડ

→પરંતુ વોટ (W) એ બહુ નાનો એકમ છે. તેથી વ્યવહારમાં  મોટો એકમ ‘કિલોવોટ’ વપરાય છે, જે 1000 w બરાબર છે.

→ વિદ્યુત-ઉર્જા એ પાવર અને સમયના ગુણાકાર જેટલી હોવાથી, તેનો એકમ વોટ-કલાક (Wh) પણ છે.

      “1 W પાવર 1 h સુધી વપરાય, તો વપરાતી વિદ્યુત-ઊર્જા 1 Wh કહેવાય.”

→ વિદ્યુત ઊર્જાનો વ્યાપારિક (વ્યવહારિક) એકમ કિલોવોટ-કલાક (kWh) છે, તેને ‘યુનિટ’ પણ કહે છે.

1 kWh = 1 kW X1 h

            = 1000 W X 3600 s

            = 3.6 X 10⁶ Ws

           = 3.6 x 10⁶ J

પ્રશ્ન 36. વિદ્યુતપ્રવાહ દ્વારા અપાતી ઊર્જાનો દર શેના વડે નક્કી થાય છે?

ઉત્તર :  વિદ્યુતપ્રવાહ દ્વારા લોડ/ઉપકરણને અપાતી વિદ્યુત-ઊર્જાનો દર પ્રાપ્તિસ્થાનનો વિદ્યુતપાવર નક્કી કરે છે.

સ્વાધ્યાય ના પ્રશ્નો 

 

પ્રશ્ન 5.પરિપથમાં કોઈ બે બિંદુઓ વચ્ચે વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત માપવા માટે વોલ્ટમીટર કેવી રીતે જોડશો?

ઉત્તર : પરિપથમાં કોઈ પણ બે બિંદુઓ વચ્ચે વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત માપવા માટે વોલ્ટમીટર તે બે બિંદુઓ સાથે સમાંતર જોડવા પડે.

 

પ્રશ્ન 18. નીચેનાની સમજૂતી આપો :

(a)વિદ્યુત બલ્બના ફિલામેન્ટ બનાવવા માટે લગભગ એક માત્ર ટંગસ્ટનનો જ ઉપયોગ કેમ થાય છે?

Ans: (a ) કારણ કે, ટંગસ્ટનનું ગલનબિંદુ ખૂબ જ ઊંચું હોવાથી તે ખૂબ ઊંચા તાપમાને પણ પીગળ્યાં સિવાય ઉદ્ભવતી ઉષ્મા જાળવી શકે છે. 

તેથી તે ખૂબ ગરમ થઈ પીગળ્યાં વિના પ્રકાશનું ઉત્સર્જન કરે છે

વધુ માં ટંગસ્ટનનું લચીલાપણું અને ઊંચા તાપમાને બાષ્પીકરણનો નીચો દર પણ મહત્વનો અને ઉપયોગી છે. તેથી બલ્બના ફિલામેન્ટ બનાવવા માટે ટંગસ્ટનનો ઉપયોગ થાય છે.

(b) વિદ્યુત તાપીય ઉપકરણો જેવાં કે, બ્રેડ ટોસ્ટર, ઇલેક્ટ્રીક ઈસ્ત્રીના  વાહકો શુદ્ધ ધાતુના સ્થાને (બદલે) મિશ્રધાતુના કેમ બનાવવામાં આવે છે?

Ans: (b) તાપન સાધનો જેવા કે, ટોસ્ટર તથા વિદ્યુત ઇસ્ત્રીની કોઈલ શુદ્ધ ધાતુને બદલે મિશ્રધાતુના બનાવવાના કારણો નીચે મુજબ છે :

( 1 ) મિશ્રધાતુની દા. ત., નિક્રોમની  અવરોધકતા તેની ઘટક શુદ્ધ ધાતુ કરતા ઘણી વધારે છે.

( 2 ) મિશ્રધાતુ ઊંચા તાપમાને હોય ત્યારે ત્વરિત ઓક્સોડાઈઝ (દહન) પામતી નથી.

(3) મિશ્રધાતુનું ગલનબિંદુ ખૂબ ઊંચું હોય છે.

(c) ઘરવપરાશના પરિપથોમાં શ્રેણી-જોડાણોનો ઉપયોગ કેમ કરવામાં આવતો નથી?

Ans ( c): 

( 1)  શ્રેણી-જોડાણમાં દરેક ઉપકરણમાંથી વહેતો વિદ્યુત પ્રવાહ સમાન હોય છે. 

તેથી વિદ્યુત બલ્બ અને વિદ્યુત હીટરને શ્રેણીમાં જોડવા અવ્યવહારુ છે.

કારણ કે બંને સારી રીતે કામ કરે એટલા માટે તેમને તદ્દન જુદાં જુદાં મૂલ્યના વિદ્યુતપ્રવાહો જરૂરી છે.

(2) શ્રેણી-જોડાણમાં કોઈ એક ઉપકરણમાં ભંગાણ પડે (બંધ થઈ જાય), તો પરિપથ ખુલ્લો થઈ જાય છે અને બાકીના બધા ઉપકરણો પણ બંધ થઈ જાય છે.

(3) શ્રેણી-જોડાણમાં માત્ર એક જ કળ (સ્વિચ) હોવાથી દરેક ઉપકરણને સ્વતંત્ર રીતે ચાલુ કે બંધ ન કરી શકાય.

(4) શ્રેણી-જોડાણમાં દરેક વિદ્યુત ઉપકરણને સમાન વોલ્ટેજ (220v) મળતો નથી.

કારણ કે ઉદગમના વૉલ્ટેજ દરેક ઉપકરણ વચ્ચે વહેંચાયેલા હોય છે. પરિણામે દરેકને ઓછા વોલ્ટેજ મળતા  હોવાથી તે યોગ્ય રીતે કાર્યશીલ રહેતાં નથી.

(d) કોઈ તારનો અવરોઘ તેના આડછેદના ક્ષેત્રફળ સાથે કેવી રીતે બદલાય છે?

• તારનો અવરોઘ તેના આડછેદના ક્ષેત્રફળના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
• આમ જો તાર જાડો  તો તેનો અવરોધ ઓછો  હશે અને જો તાર પાતળો હોય તો તેનો અવરોધ વધુ હશે.
•  જો કિસ્સામાં દ્રવ્યની જાત અને તાર ની લંબાઈ સમાન હોય તો.

 

(e) વિદ્યુત પ્રવાહના વહન (એકથી બીજા સ્થાને લઈ જવા, trans mission) માટે મોટા ભાગે તાંબા અને એલ્યુમિનિયમના તારનો ઉપયોગ કેમ કરવામાં આવે છે?

ઉત્તર :

Ans: (e ) કારણ કે, તાંબા અને એલ્યુમિનિયમની અવરોધકતા ખૂબ ઓછી હોવાથી

 તેમાં ઉષ્મારૂપે ઊર્જાનો ઓછો વ્યય થાય છે. (તેથી જ તેઓ વિદ્યુતના સારા વાહકો છે.) .

→ચાંદી કે બીજી ધાતુની સરખામણીમાં તાંબુ અને એલ્યુમિનિયમ સહેલાઈથી અને સસ્તામાં ઉપલબ્ધ છે.

→તે તન્ય ધાતુ હોવાથી તેમાંથી સરળતાથી તાર બનાવી શકાય છે.

→તેથી વિદ્યુતવહન માટે તાંબા કે એલ્યુમિનિયમના તાર વપરાય છે.

 

 આપણા  દૈનિક જીવનમાં ધાતુઓ અને અધાતુઓના કેટલાક ઉપયોગો વિશે વિચારો.

તત્ત્વોને ધાતુઓ  અથવા અધાતુઓમાં વર્ગીકૃત કરતી વખતે આપણે  ગુણધર્મો નો વિચાર કરવો પડે.

 આ ગુણધર્મ આ તત્વોની ઉપયોગીતા સાથે કેવી રીતે સંકળાયેલ છે ? ચાલો, આપણે આમાંના કેટલાક ગુણધર્મોને વિગતવાર જોઈએ.

ભૌતિક ગુણધર્મો (Physical Properties)

ધાતુઓ (Metals):

• ધાતુઓ  તેમની શુદ્ધ અવસ્થામાં ચળકાટવાળી સપાટી ધરાવે છે. આ ગુણધર્મને ધાત્વીય ચમક  કહે છે.
•  સામાન્ય રીતે ધાતુ સખત હોય છે. દરેક ધાતુની સખતાઈ અલગ–અલગ હોય છે.
•  કેટલીક ધાતુઓને ટીપીને  પાતળા પતરા બનાવી શકાય છે.આ ગુણધર્મ ને ટીપાઉપણું  કહે છે. 
• ધાતુઓની પાતળા તારમાં ફેરવાઈ જવાની ક્ષમતાને તણાવપણુ  કહે છે. સોનું સૌથી વધુ તનનીય ધાતુ છે.

એક ગ્રામ સોનામાંથી 2 km લંબાઈનો  તાર બનાવી શકાય છે.

તે તેમના ટિપાઉપણા અને તણાવપણાના કારણે થાય છે, જેથી ધાતુઓને આપણી જરૂરરિયાત પ્રમાણે જુદા-જુદા આકાર આપી શકાય છે. 

• ધાતુ ઉષ્માના  સારા વાહકો છે અને ઊંચા ગલનબિંદુ ધરાવે છે. 

સિલ્વર અને કોપર ઉષ્માના  ઉત્તમ વાહકો છે. સીસું અને પારો સરખામણીમાં ઉષ્માના  મંદ વાહક છે.

• જયારે ધાતુઓને સખત સપાટી પર અફાળવવામાં આવે ત્યારે  ધાતુઓ સખત સપાટી પર અફાળવાથી ધ્વનિ ઉત્પન્ન કરે છે તેમને રણકાર યુક્ત  કહે છે. 

અધાતુઓ (Non-metals):

ધાતુઓની તુલનામાં અધાતુઓ ઘણી ઓછી છે. કાર્બન, સલ્ફર, આયોડિન, ઑક્સિજન, હાઇડ્રોજન વગેરે અધાતુના કેટલાક ઉદાહરણો છે. 

અધાતુઓ ઘન અથવા વાયુઓ છે, સિવાય કે બ્રોમિન જે પ્રવાહી છે.

(i) પારા (મરક્યુરી) સિવાયની તમામ ધાતુઓ ઓરડાના તાપમાને ઘન સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. 

પરંતુ, ગેલિયમ અને સીઝિયમ ઘણાં નીચા ગલનબિંદુ ધરાવે છે. આ બે ધાતુખોને  હથેળી પર રાખતા તે પીગળી જશે.

(i) આયોડિન અધાતુ છે, પરંતુ તે ચમકદાર છે.

(ii) કાર્બન અધાતુ છે જે વિવિધ સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. દરેક સ્વરૂપને અપરરૂપ (Allotrope) કહે છે.

કાર્બનનું અ૫૨રૂપ હીરો સૌથી સખત કુદરતી પદાર્થ તરીકે જાણીતો  છે અને તે ખૂબ જ ઊંચું ગલનબિંદુ તેમજ ઉત્કલનબિંદુ ધરાવે છે. કાર્બનનું અન્ય અપરરૂપ ગ્રેફાઈટ વિઘુતની સુવાહક છે.

(iv) આલ્કલી ધાતુઓ  (લિથિયમ, સોડિયમ, પોટેશિયમ) એટલી બધી નરમ હોય છે કે તેને છરી વડે પણ કાપી શકાય છે. તે ઓછી ઘનતા અને નીચા ગલનબિંદુ ધરાવે છે.

તત્ત્વોને તેના રાસાયણિક ગુણધર્મો ના આધારે ધાતુઓ અને અધાતુઓમાં વધુ ચોક્કસપણે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે.

મોટા ભાગની અધાતુઓ પાણીમાં ઓગળે ત્યારે એસિડિક ઓક્સાઇડ ઉત્પન્ન કરે છે.જ્યારે બીજી તરફ મોટા ભાગની ધાતુ બેઝિક ઑક્સાઇડ આપે છે.

 

ધાતુના રાસાયણિક ગુણધર્મો:

લગભગ તમામ ધાતુઓ ઑક્સિજન સાથે સંયોજાઈને ધાતુ ઓક્સાઈડ બનાવે છે.

ધાતુ→ ઑક્સિજન→ ધાતુ ઓક્સાઈડ

ઉદાહ૨ણ તરીકે, જ્યારે  કોપરને હવામાં ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે તે ઑક્સિજન સાથે  સંયોજાઈને કાળા રંગ નો કોપર(II) ઓકસાઇડ બનાવે છે.

2Cu + O2 →2CuO

(કોપર)           (કોપર (II) ઓક્સાઈડ)

તેવી જ રીતે એલ્યુમિનિયમ એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ બનાવે છે.

4AI + 3o2→ 2Al2o3

(એલ્યુમિનિયમ)    (એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઈડ)

એવા ધાતુ ઓક્સાઇડ જે એસિડ અને બેઇઝ એમ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્ષાર અને પાણી બનાવે છે, તે ઊભયગુણી ઓક્સાઇડ તરીકે ઓળખાય છે. 

એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ નીચે પ્રમાણે એસિડ અને બેઇઝ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે :

Al2o3+6HCI→ 2AICI3+ 3H2o

Al2O3 + 2NaOH →2Na AIO2+ H2o

 (સોડિયમ એલ્યુમિનેટ)

મોટા ભાગના ધાતુ ઑક્સાઇડ પાણીમાં  અદ્રાવ્ય હોય છે, પરંતુ આમાંના કેટલાક પાણીમાં દ્રાવ્ય થઈ આલ્કલી બનાવે છે. 

સોડિયમ ઓક્સાઇડ અને પોટેશિયમ ઓક્સાઇડ પાણીમાં દ્રાવ્ય થઈ  નીચે મુજબ આલ્કલી ઉત્પન્ન કરે છે :

Na2O(s) + H2O(l) →2NaOH(aq)

K2o (s) + H2O(I) →2KOH(aq). 

પોટૅશિયમ અને સોડિયમ જેવી ધાતુઓ એટલી તીવ્ર પ્રક્રિયા કરે છે કે જો તેને ખુલ્લામાં (હવામાં)  રાખવામાં આવે તો તે આગ પકડી લે છે. તેથી તેમને સુરક્ષિત રાખવા અને આકસ્મિક આગ રોકવા માટે કેરોસીનમાં ડુબાડી ને રાખવામાં આવે છે. 

સામાન્ય તાપમાને, ધાતુઓ જેવી કે મેગ્નેશીયમ,ઍલ્યુમિનિયમ, ઝિંક, સીસું વગેરેની સપાટીઓ ઓક્સાઈડ ના પાતળા સ્તરે વડે ઢંકાઈ જાય છે.

રક્ષણાત્મક ઓકસાઇડનું  સ્તર ધાતુનું વધુ ઓક્સિડેશન થતું  અટકાવે છે.

લોખંડ ને  ગરમ કરતાં તે  સળગતુ નથી પરંતુ લોખંડના ભૂકાને બર્નરની  જ્યોતમાં નાખતા તે તીવ્રતાથી સળગે છે.

કૉપર સળગતું નથી, પરંતુ ગરમ ધાતુ પર કાળા રંગનું કોપર(II) ઓકસાઇડનું સ્તર લાગી જાય છે. 

ચાંદી અને સોનુ ઊંચા તાપમાને પણ ઑક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી.

ધાતુના નમુનાઓ પૈકી સોડિયમ સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાત્મક છે, મેગ્નેશિયમની પ્રક્રિયા ઓછી તીવ્ર છે જે દર્શાવે છે કે તે સોડિયમ કરતા ઓછી પ્રતિક્રિયાત્મકતા છે. 

પરંતુ ઑક્સિજન સાથેની દહન-પ્રક્રિયા આપણને  ઝિંક, લોખંડ, કોપર અથવા સીસાની પ્રતિક્રિયાત્મકતા નક્કી કરવા માટે મદદરૂપ થતી નથી. 

ધાતુઓ  પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરે ત્યારે શું થાય છે ?

ધાતુઓ  પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરે છે અને ધાતુ ઓક્સાઈડ વાયુ ઉત્પન્ન કરે  છે. 

ધાતુ ઓક્સાઈડ  જે પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય છે, તે તેમાં ઓગળીને ધાતુ હાઇડ્રોકસાઇડ  બનાવે છે. પરંતુ તમામ ધાતુઓ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરતી નથી.

ધાતુ +પાણી →ધાતુ ઓક્સાઈડ+ હાઈડ્રોજન 

ધાતુ ઓક્સાઈડ+ પાણી→ ધાતુ હાઇડ્રોકસાઇડ

પોટેશિયમ અને સોડિયમ જેવી ધાતુઓ ઠંડા પાણી સાથે ઉગ્ર પ્રક્રિયા કરે છે. 

સોડિયમ અને પોટેશિયમના કિસ્સામાં, પ્રક્રિયા એટલી હદે તીવ્ર અને ઉષ્માક્ષેપક  હોય છે. કે ઉત્પન્ન થતો હાઈડ્રોજન  તરત જ આગ પકડે છે.

2K(s) + 2H2O(I) → 2KOH(aq) + H2(g) + ઉષ્મા ઉર્જા

2Na(s) + 2H2O(I) → 2NaOH(aq) + H2(g) + ઉષ્મા ઉર્જા

કેલ્શિયમ ની  પાણી સાથેની પ્રક્રિયા ઓછી તીવ્ર હોય છે, ઉત્પન્ન  થતી ઉષ્મા હાઇડ્રોજન માટે આગ પકડવા માટે પૂરતી હોતી નથી.

Ca(s)+ 2H2O(1) →Ca(OH)(aq) +H2(g)

કેલ્શિયમ સપાટી પર તરી આવે છે કારણ કે ઉત્પન્ન થતાં  હાઇડ્રોજન વાયુના પરપોટા ધાતુની સપાટી પર ચીપકે છે.

 મેગ્નેશિયમ ધાતુ ઠંડા પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરતી નથી. તે ગરમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને મેગ્નેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અને હાઈડ્રોજન  વાયુ બનાવે છે.

તેની સપાટી પર હાઇડ્રોજન વાયુના પરપોટા ચીપકવાથી તે પણ તરવાનું શરૂ કરે છે.

ઍલ્યુમિનિયમ, લોખંડ અને ઝિંક જેવી ધાતુઓ  ઠંડુ કે ગરમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરી નથી, પરંતુ તેઓ વરાળ સાથે પ્રક્રિયા કરી ધાતુ  ઓક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન બનાવે છે.

2Al(s) + 3H2O(g) → Al2o3(s) + 3H)(g)

3Fe(s) + 4H2O(g) → Fe3o4(s) + 4H2(g)

સીસું, કૉપર, ચાંદી અને સોના જેવી ધાતુઓ પાણી સાથે સહેજ પણ પ્રક્રિયા કરતી નથી.

ધાતુઓ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરે ત્યારે શું થાય છે ?

ધાતુઓ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્ષાર અને હાઇડ્રોજન વાયુ આપે છે.

ધાતુ + મંદ એસિડ → ક્ષાર + હાઇડ્રોજન

જ્યારે ધાતુની નાઇટ્રિક  એસિડ સાથે પ્રક્રિયા થાય ત્યારે હાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન થતો જ નથી,

કારણ કે HN3 પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે. તે H2નું ઓકિસડેશન કરે છે અને પોતે   કોઈ પણ નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડમા રિડકશન પામે છે (N2o NO, NO2). 

પરંતુ મેગ્નેશિયમ (Mg) અને મેંગેનીઝ (Mn) ખૂબ જ મંદ HNO3 સાથે પ્રક્રિયા કરી H2 વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે. 

મે ગનેશિયમના  કિસ્સામાં પરપોટા ઉત્પન્ન થવાનો દર સૌથી વધુ હતો. આ કિસ્સામાં પ્રક્રિયા પણ સૌથી વધુ ઉષ્માક્ષેપક હતી. 

પ્રતિક્રિયાત્મકતા Mg > Al > Zn > Fe ક્રમમાં  ઘટે છે. કો૫૨ના કિસ્સામાં પરપોટા જોવા મળતા નથી અને તાપમાનમાં  પણ કોઈ ફેરફાર થતો નથી તે દર્શાવે છે કે, કૉપર મંદ HCI સાથે પ્રક્રિયા કરતી નથી.

ધાતુઓ અન્ય ધાતુના ક્ષારના દ્રાવણ સાથે કેવી રીતે પ્રક્રિયા કરે છે?

સક્રિય ધાતુ તેનાથી ઓછી સક્રિય ધાતુને તેમના  સંયોજનોના દ્રાવણ અથવા પીગાળેલ સ્વરૂપમાંથી વિસ્થાપિત કરી શકે છે. 

પરંતુ તમામ ધાતુઓ પ્રક્રિયકો સાથે પ્રક્રિયા કરતી નથી.

તેથી આપણે એકત્ર કરેલા તમામ ધાતુના નમૂનાઓને તેમની પ્રતિક્રિયાત્મકતા ઊતરતા ક્રમમાં મૂકી શકતા નથી. 

જો ધાતુ  A ધાતુ Bને તેના દ્રાવણમાંથી વિસ્થાપિત કરે તો તે B કરતાં વધુ પ્રતિક્રિયાત્મક છે.

ધાતુ A + B ના ક્ષારનું દ્રાવણ → Aના ક્ષારનું દ્રાવણ + ધાતુ B

 

ધાતુઓ અને અધાતુઓ કેવી રીતે પ્રક્રિયા કરે છે ?

 ઉમદા વાયુ (noble gases) કે જે સંપૂર્ણ ભરાયેલી  બાહ્યતમ કક્ષા ધરાવે છે તે ખૂબ જ અલ્પ પ્રમાણમાં રાસાયણિક ક્રિયાશીલતા દર્શાવે છે 

તેથી, આપણે તત્વોની પ્રતિક્રિયાત્મકતાના સંપૂર્ણ ભરાયેલ સંયોજકતા કક્ષા પ્રાપ્ત કરવાની વૃત્તિ તરીકે  સમજી શકીએ.

સોડિયમ પરમાણુની બાહ્યતમ કક્ષામાં એક  ઇલેકટ્રોન છે. જો તે તેની M કક્ષામાંથી ઈલેક્ટ્રૉન ગુમાવે તો હવે L કક્ષા સ્થાયી અષ્ટક રચના ધરાવે છે. 

આ પરમાણુના કેન્દ્ર પાસે હજી પણ 11 પ્રોટોન છે, પરંતુ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા 10 થઈ જશે.

 તેથી ત્યાં અસરકારક ધનભાર થશે જે આપણને સોડિયમ ધનાયન Na+ આપે છે.

જ્યારે બીજી  ત૨ફ ક્લોરિનની બાહ્યતમ કક્ષામાં સાત ઈલેક્ટ્રોન છે અને તેને તેનું અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે વધુ એક ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર છે. 

જો સોડિયમ અને ક્લોરિન પ્રક્રિયા કરે ત્યારે સોડિયમ દ્વારા ગુમાવાતો ઈલેક્ટ્રૉન ક્લોરિન દ્વારા મેળવી લેવાય છે

ઈલેકટ્રોન મળ્યા બાદ ક્લોરિન પરમાણુ એકમ ઋણ ભાર પ્રાપ્ત કરે છે.

કારણ કે તેના કેન્દ્રમાં 17 પ્રોટોન હોય છે અને તેના K, L અને M કક્ષાઓમાં 18 ઈલેક્ટ્રૉન હોય છે.

તે આપણને ક્લોરિન એનાયન CI- આપે છે. તેથી આ બંને તત્ત્વો તેમની વચ્ચે નીચે પ્રમાણે નો આપ-લે નો સંબંધ ધરાવે છે :

સોડિયમ અને ક્લોરાઇડ આયનો  વિરુદ્ધ ભારવાળા હોવાથી એકબીજાને આકર્ષે છે અને સ્થિર વિધુત આકર્ષણ બળથી જકડાઈને સોડિયમ ક્લોરાઇડ (NaCI) સ્વરૂપે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. 

અત્રે તે નોંધવા યોગ્ય છે કે સોડિયમ ક્લોરાઇડ અણુ સ્વરૂપે નહિ પરંતુ વિરુદ્ધ ભારવાળા આયનોના સમુચ્ચય સ્વરૂપે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

આયનીય સંયોજનો ના ગુણધર્મો :

(i) ભૌતિક સ્વભાવ :

ધન અને ઋણ આયનો વચ્ચે પ્રબળ આકર્ષણ બળ હોવાના કારણે આયનીય સંયોજનો ઘન અને થોડાં સખત હોય છે.

આ સંયોજનો સામાન્ય રીતે બરડ  હોય છે અને દબાણ આપતાં તૂટીને ટુકડા થઈ જાય છે.

(ii) ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ : આયનીય સંયોજન ઊંચા ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ ધરાવે  છે. 

પ્રબળ આંતર આયનીય આકર્ષણને તોડવા માટે નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં ઉર્જાની જરૂર પડે છે તેના કારણથી આમ બને છે.

(ii) દ્રવ્યતા: વિદ્યુતસંયોજક સંયોજનો સામાન્ય રીતે પાણીમાં દ્રાવ્ય તેમજ કેરોસીન, પેટ્રોલ વગેરે જેવા દ્રાવણમાં અદ્રાવ્ય હોય છે.

(iv) વિદ્યુતનું વહન : દ્રાવણમાંથી થતું વિદ્યુતનું વહન વીજભારિત કણોની ગતિશીલતાના કારણે  થાય છે. 

પાણીમાં બનાવેલું આયનીય સંયોજનનું દ્રાવણ આયનો ધરાવે છે કે જે દ્રાવણમાંથી વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર કરતા વિરુદ્ધ વિદ્યુતધ્રુવ તરફ સ્થળાંતર પામે છે.

ધન અવસ્થામાં આયનીય સંયોજનો વિદ્યુતનું વહન કરતા નથી કારણ કે, ઘનમાં  તેમના બંધારણ દૃઢ હોવાથી આયનોનું સ્થળાંતર શક્ય બનતું નથી.

પરંતુ આયનીય સંયોજન પીગળેલી અવસ્થામાં વિદ્યુતનું વહન  કરે છે.

ઉષ્માના કારણે વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતાં આયનો વચ્ચે સ્થિરવિધુતીય આકર્ષણ બળો નિર્બળ બનતા પીગળેલી અવસ્થામાં આવું શક્ય બને છે.

આમ, આયનો આસાનીથી સ્થળાંતર કરી શકે છે અને વિદ્યુતનું વહન કરે છે.

ધાતુઓની પ્રાપ્તિ :

પૃથ્વીનું  ભૂપૃષ્ઠ (પોપડો) ધાતુઓનો  મોટો સ્ત્રોત છે.

દરિયાનું પાણી પણ સોડિયમ ક્લોરાઈડ, મેગ્નેશિયમ ક્લોરાઇડ વગેરે જેવા દ્રવ્ય ક્ષારો  ધરાવે છે.

જે તત્વો કે સંયોજનો પૃથ્વીના ભૂપૃષ્ઠમાંથી કુદરતી રીતે મળે છે તેને ખનીજ કહે છે.

કેટલીક જગ્યાએ ખનીજો કોઈ ચોક્કસ ધાતુનું ઘણું ઉચું ટકાવારી પ્રમાણ ધરાવે છે અને તેમાંથી ધાતુ નું નિષ્કર્ષણ લાભદાયી હોઈ શકે છે.

(તેમાંથી ધાતુ લાભદાયી રીતે નિષ્કર્ષિત કરી શકાય છે.) આવી ખનીજોને કાચીધાતુ (ores) કહે છે.

ધાતુઓનું નિષ્કર્ષણ‌:

• કેટલીક ધાતુઓ પૃથ્વીના ભૂપૃષ્ઠમાંથી મુક્ત અવસ્થામાં મળે છે. કેટલીક તેમના સંયોજનો ના રૂપમાં મળે છે.
• સક્રિયતા શ્રેણીમાં તળિયે  સંયોજનો ના રૂપમાં મળે છે. સક્રિયતા શ્રેણીમાં તળિયે રહેલી ધાતુઓ સૌથી ઓછી સક્રિય છે.
• તે ઘણી વાર મુક્ત અવસ્થામાં મળે છે. ઉદાહરણ તરીકે સોનું, ચાંદી, પ્લેટિનમ અને કોપર મુક્ત અવસ્થામાં મળે છે. 
• કોપર અને સિલ્વર તેમની સલ્ફાઇડ અથવા ઓક્સાઈડ અયસ્ક (કાચી ધાતુ )સ્વરૂપે સંયોજિત અવસ્થામાં પણ મળે છે. 
• સક્રિયતા શ્રેણીમાં ટોચ પર રહેલી ધાતુઓ  (K, Na, Ca, Mg અને AI) એટલી હદે સક્રિય છે કે તે ક્યારેય  કુદરતમાં મુક્ત તત્ત્વો રૂપે મળતી નથી. 
• સક્રિયતા  શ્રેણીની મધ્યમાં રહેલી ધાતુ (Zn, Fe, Pb વગેરે ) મધ્યમ સક્રિય છે. તે પૃથ્વીના ભૂપૃષ્ઠમાં ઓક્સાઈડ, સલ્ફાઇડ અથવા કાર્બોનેટ સ્વરૂપે મળે છે. 

ઑક્સિજન ખૂબ જ સક્રિય તત્ત્વ છે અને પૃથ્વી પર વિપુલ પ્રમાણમાં મળે છે. આમ, સક્રિયતાના આધારે આપણે ધાતુઓને નીચે દર્શાવેલ ત્રણ પ્રકારમાં વર્ગીકૃત  કરી શકીએ

(i) નીચી સક્રિયતા ધરાવતી ધાતુ (ii) મધ્યમ સક્રિયતા ધરાવતી ધાતુઓ (iii) ઊંચી સક્રિયતા ધરાવતી ધાતુ.

દરેક પ્રકારમાં રહેલી ધાતુઓ મેળવવા  માટે અલગ-અલગ તકનિકીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. 

અયસ્કો ની સમૃદ્ધિ (ધનિકતા) 

પૃથ્વીમાંથી ખોદીને બહાર કાઢેલ અયસ્કો સામાન્ય રીતે મોટા પ્રમાણમાં અશુદ્ધિઓ  માટી,રેતી વગેરેથી દૂષિત હોય છે જેને ગેંગ કહે છે. 

ધાતુના નિષ્કર્ષણ પૂર્વે તેમાંથી અશુદ્ધિ ઓ દૂર કરવી જરૂરી છે.

અયસ્ક  ગેંગને દૂર કરવા માટે વપરાતી પદ્ધતિનોનો આધાર ગેંગ  અને અયસ્ક ભૌતિક અથવા રાસાયણિક ગુણધર્મો વચ્ચે રહેલા  તફાવત ૫૨ રહેલો છે.

તે માટે અલગ-અલગ અલગીક૨ણ તકનીકો અપનાવવામાં આવે છે.

સક્રિયતા શ્રેણીમાં નીચે રહેલી ધાતુઓનું નિષ્કર્ષણ:

સક્રિયતા શ્રેણીમાં નીચે રહેલી ધાતુઓ ખૂબ જ નિષ્ક્રિય હોય છે.આ ધાતુઓના ઓક્સાઇડને માત્ર  ગરમ કરીને તેનું રિડકશન થઈ શકે છે. 

ઉદાહરણ તરીકે સિન્નાબાર (HgS) જે મરક્યુરિની કાચી ધાતુ  છે. જ્યારે તેને હવામાં ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે તે મરક્યુરિક ઑક્સાઈડ (HgO)માં  ફેરવાય છે. ત્યાર બાદ મરક્યુરિક ઑક્સાઇડ વધુ ગરમ કરતા તેનું મરક્યુરિમા રિડકશન થાય છે.

                           ઉષ્મા

2Hgs(s) + 3o2(g) →2HgO(s) + 2sO(g)

 

              ઉષ્મા

2Hgo(s) →2Hg(I) + o2(g)

 

તેવી જ રીતે કોપ૨ જે કુદરતમાં Cu2S સ્વરૂપે તેના અયસ્ક તરીકે મળે છે તેને હવામાં ગરમ  કરવાથી કૉપર મેળવી શકાય છે.

 

        

                       ઉષ્મા                       

2Cu2s + 3o2(g) → 2Cu2o(s) + 2so2(g)

                     ઉષ્મા

2Cu2 O+ Cu2S →   6Cu(s) + So2(g)

સક્રિયતા શ્રેણીની મધ્યમાં રહેલી ધાતુઓનું નિષ્કર્ષણ:

સક્રિયતા શ્રેણીની મધ્યમાં રહેલ ધાતુ જેવી કે લોખંડ, ઝીંક, સીસું, કોપર વગેરે મધ્યમ પ્રતિક્રિયાત્મક હોય  છે.

 તે સામાન્ય રીતે કુદરતમાં સલ્ફાઇડ અથવા કાર્બોનેટ રૂપે મળે છે. ધાતુને તેના સલ્ફાઇડ અથવા કાર્બોનેટમાંથી મેળવવા કરતાં તેના ઑક્સાઈડમાંથી મેળવવી  વધુ સરળ હોય છે.

તેથી રીડકશન કરતા પહેલા ધાતુ  સલ્ફાઇડ અને કાર્બોનેટને ધાતુ ઓક્સાઇડમાં ફેરવવા ખૂબ જરૂરી છે. 

સલ્ફાઇડ કાચી ધાતુને  વધુ પ્રમાણમાં હવાની હાજરીમાં સખત ગરમ કરતાં તે ઑક્સાઇડમાં ફેરવાય છે. આ પદ્ધતિને ભુંજન (roasting) કહે છે.

કાર્બોનેટ કાચી ધાતુને  મર્યાદિત પ્રમાણમાં હવાની હાજરીમાં સખત ગરમ કરતાં તે ઑક્સાઇડમાં ફેરવાય છે. આ પદ્ધતિને કેલ્શિનેશન  કહે છે. 

ઝિંક અયસ્કના અને કેલ્શિનેશન દરમિયાન થતી રસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે પ્રમાણે દર્શાવી શકાય.

 

                                     ઉષ્મા

ભુંજન: 2ZnS(s) + 3o2 (g) → 2Zno(s) + 2so2(g)

                               ઉષ્મા 

કેલ્શિનેશન : ZnCo3(s) → Znos(s) + CO2 (g)

ત્યાર બાદ ધાતુ ઓકસાઇડનું યોગ્ય રિડક્શનકર્તા જેવા કે કાર્બન વડે અનુરૂપ ધાતુમાં  રિડક્શન કરવામાં આવે છે.

ઉદાહરણ તરીકે, ઝિંક ઓક્સાઈડને કાર્બન સાથે ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે તે ધાત્વિય ઝિંક માં  રિડકશન પામે છે.

Zno (s) +c (s) →  Zn(s) +CO( g)

 

કાર્બન(કોક)નો ઉપયોગ કરી ધાતુ ઓક્સાઈડ નું  ધાતુમા રિડકશન કરવા સિવાય કેટલીક વખત વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ  પણ ઉપયોગમાં લેવાય છે.

 

 ખૂબ જ સક્રિય ધાતુઓ જેવી કે સોડિયમ, કૅલ્શિયમ, એલ્યુમિનયમ વગેરે રીડકાશન કર્તા તરીકે વપરાય છે.

કારણ કે તે નીચી સક્રિયતા  ધરાવતી ધાતુઓને તેમનાં સંયોજનોમાંથી વિસ્થાપિત કરી શકે છે. 

ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે મેંગેનીઝ ડાયોક્સાઈડ ને એલ્યુમિનિ૫મના ભૂકા સાથે ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે નીચે પ્રમાણની પ્રક્રિયા થાય છે.

3MnO2(s) + 4AI(s) →3Mn(I) + 2Alo3(s) + ઉષ્મા

શું તમે એવા પદાર્થોની ઓળખ કરી શકો કે જે ઓક્સિડેશન અથવા રિડકશન પામે છે? આ વિસ્થાપન પ્રક્રિયા ખૂબ વધુ ઉષ્માક્ષેપક હોય છે. 

ઉત્પન્ન થતી ઉષ્મા નું પ્રમાણ એટલી હદે વધુ હોય છે કે ઉત્પન્ન થતી ધાતુ પીગળેલી અવસ્થામાં મળે છે. 

વાસ્તવમાં આર્યન ઓક્સાઈડ (Fe2o3)ની એલ્યુમિનિયમ સાથેની પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ રેલવેના પાટા અથવા તિરાડ પડેલા મશીનના ભગો જોડવામાં થાય છે. આ પ્રક્રિયા થર્મિટ પ્રક્રિયા (‘Thermit Reaction) તરીકે ઓળખાય છે.

Fe2o3(s) + 2Al(s)  →2Fe(l) + Al2o3(s) + ઉષ્મા

સક્રિયતા શ્રેણીમાં ટોચ પર રહેલ ધાતુઓનું નિષ્કર્ષણ:

સક્રિયતા શ્રેણીમાં ટોચ પર રહેલ ધાતુઓ ખૂબ જ સક્રિય હોય છે. જે તેમના સંયોજનોને અને કાર્બન સાથે ગરમ કરવાથી તેને મેળવી શકાતી નથી. 

ઉદા.તરીકે, કાર્બન વડે સોડિયમ, મેગ્નેશિયમ, કેલ્શિષમ, એલ્યુમિનિયમ વગેરેના ઓક્સાઈડનું તેમની અનુરૂપ ધાતુઓમાં રિડકશન કરી શકાતું નથી.

આમ થવાનું કારણ એ છે કે ધાતુઓનું ઓકિસજન  પ્રત્યેનું આકર્ષણ કાર્બન કરતાં વધુ હોય છે, આ ધાતુ વિધુતવિભાજનનીય રિડકશન  દ્વારા મેળવાય છે.

ઉદાહરણ તરીકે સોડિયમ, મેગ્નેશિયમ અને કેલ્શિયમને તેમના પિગાળેલા કલોરાઈડના વિધુત વિભાજન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. 

ધાતુઓ કેથોડ (ઋણ વીજભારિત વિધુત ધ્રુવ) પર જમાં થાય છે, જ્યારે ક્લોરિન એનોડ (ધન વીજભારિત વિધુત ધ્રુવ) પ૨ જમા થાય છે. પ્રક્રિયા આ પ્રમાણે છે :

કેથોડ પ૨ : Na+ + e–  →Na

એનોડ પર : 2 Cl– → CI2 +2e–

તેવી જ રીતે એલ્યુમિનિયમને ઍલ્યુમિનિયમ ઑક્સાઇડના વિદ્યુતવિભાજનીય રિડકશન દ્વારા  મેળવવામાં આવે છે.

ધાતુઓનું શુદ્ધિકરણ  :

ઉપર વર્ણવેલ વિવિધ રિડકશન જેવી પ્રક્રિયાઓ  દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ધાતુઓ સંપૂર્ણપણે શુદ્ધ હોતી નથી. તેઓ અશુદ્ધિ ધરાવે છે કે જેને શુદ્ધ ધાતુ મેળવવા માટે દૂર કરવી જરૂરી છે. અશુદ્ધ ધાતુઓના શુદ્ધિકરણ માટે સૌથી વ્યાપક પ્રમાણમાં વપરાતી પદ્ધતિ વિદ્યુત- વિભાજનીય  શુદ્ધીકરણ છે.

વિધુતવિભાજનીય  શુદ્ધીકરણ 

અનેક ધાતુઓ જેવી  કે કોપર, ઝીંક, ટીન, નિકલ, ચાંદી, સોનુ વગેરે વિધુતવિભાજનીય રીતે મેળવાય છે. 

આ પ્રક્રમમાં અશુદ્ધ ધાતુનો એનોડ અને શુદ્ધ ધાતુની પાતળી પટ્ટીનો કેથોડ બનાવવામાં આવે છે. ધાતુ ક્ષારના દ્રાવણનો વિધુતવિભાજ્ય  તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. 

વિદ્યુતવિભાજયમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરતા, ઍનોડમાંથી  શુદ્ધ ધાતુ વિદ્યુતવિભાજ્યમાં ઓગળે છે. 

વિદ્યુતવિભાજ્યમાંથી સમતુલ્ય  પ્રમાણમાં શુદ્ધ ધાતુ કૅથોડ પર જમા થાય છે. દ્રાવ્ય  અશુદ્ધિઓ દ્રાવણ માં જાય છે,જ્યારે અદ્રાવ્ય અશુદ્ધિઓ એનોડ ના તળિયે નિક્ષેપિત (જમા) થાય છે,તેને એનોડ પંક કહેવાય છે.

ક્ષારણ (Corrosion):

ચાંદીની વસ્તુઓ ને હવામાં ખુલ્લી રાખતાં થોડા સમય બાદ તે કાળી પડી જાય છે.

આમ થવાનું કારણ એ છે કે, તે હવામાંના સલ્ફર સાથે પ્રક્રિયા કરી સિલ્વર સલ્ફાઇડનું સ્તર બનાવે છે.

કૉપર હવામાંના ભેજયુક્ત કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે અને ધીરે-ધીરે તેનો ચમકદાર કથ્થાઈ રંગ ગુમાવીને લીલું સ્તર પ્રાપ્ત કરે છે.

આ લીલો પદાર્થ કોપર  કાર્બોનેટ છે.

લોખંડને  ભેજવાળી હવામાં લાંબો સમય ખુલ્લું રાખતા તેની પર કથ્થાઈ પદાર્થનો થર જામે છે, તેને કાટ (rust) કહે છે.

ક્ષારણનો  અટકાવ :

રંગ કરીને, તેલ લગાવીને, ગ્રીઝ લગાવીને, ગેલ્વેનાઈઝિંગ કરીને, ક્રોમ પ્લેટિંગ કરીને, એનોડીકરણ દ્વારા અથવા મિશ્રધાતુ બનાવીને લોખંડનું  ક્ષારણ અટકાવી શકાય છે.

સ્ટીલ અને લોખંડને કાટ સામે રક્ષણ આપવા માટે તેમની  પર ઝિકનું પાતળું સ્તર લગાવવાની પદ્વતિ ગેલ્વેનાઇઝેશન છે. 

જો ઝિંકનું  સ્તર તુટી જાય તોપણ ગેલ્વેનાઇઝડ વસ્તુનુ કાટ સામે રક્ષણ થાય છે. 

મિશ્રધાતુ બનાવવી (Alloying) એ ધાતુના ગુણધર્મોમાં સુધારા કરવા માટેની વધુ સારી પદ્ધતિ છે.

આ પદ્ધતિથી આપણે ઇચ્છિત ગુણધર્મો મેળવી શકીએ છીએ. ઉદાહરણ તરીકે, લોખંડ વ્યાપક પ્રમાણમાં ઉપયોગમાં લેવાતી ધાતુ છે, પરંતુ તે ક્યારેય શુદ્ધ અવસ્થામાં વપરાતી નથી.

આમ થવાનું  કારણ એ છે કે શુદ્ધ લોખંડ ખુબ જ નરમ હોય છે અને ગરમ હોય ત્યારે સહેલાઈથી ખેચી શકાય તેવું હોય છે. 

પરંતુ જો તેને કાર્બનના  થોડા પ્રમાણ (આશરે 0.05 %) સાથે મિશ્ર કરવામાં આવે  તો તે સખત અને મજબૂત બને છે. 

જ્યારે લોખંડને નિકલ અને ક્રોમિયમ સાથે મિશ્ર કરવામાં આવે  ત્યારે આપણે સ્ટેનલેસ સ્ટીલ મેળવી શકીએ છીએ કે જે સખત હોય છે અને તેને કાટ લાગતો નથી.

આમ, લોખંડને બીજા કેટલાક પદાર્થો સાથે મિશ્ર કરવામાં આવે તો, તેના ગુણધર્મો બદલાય છે.

વાસ્તવમાં કોઈ પણ ધાતુને જો બીજા કોઈ પદાર્થ સાથે મિશ્ર કરવામાં આવે તો તેના ગુણધર્મો  બદલી શકાય છે. ઉમેરવામાં આવતો પદાર્થ ધાતુ અથવા અધાતુ હોઈ શકે છે.

મિશ્રધાતુ (Alloy) એ બે કે તેથી વધુ ધાતુ અથવા ધાતુ અને અધાતુનું  સમાંગ મિશ્રણ છે.

સૌપ્રથમ પ્રાથમિક ધાતુને પીગાળી ત્યાર બાદ નિશ્ચિત પ્રમાણમાં અન્ય તત્ત્વો તેમાં ઓગાળને તૈયાર કરવામાં આવે છે. ત્યાર બાદ તેને ઓરડાના તાપમાને ઠંડી પાડવામાં આવે છે.

જો ધાતુઓ પૈકીની એક મરક્યુરી હોય તો તે મિશ્ર ધાતુ ને સંરસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. 

મિશ્રધાતુની વિદ્યુતવાહકતા અને ગલનબિંદુ શુદ્ધ ધાતુઓ કરતાં ઓછા હોય છે. 

ઉદાહરણ તરીકે પિત્તળ, કોપર અને ઝિંકની મિશ્રધાતુ (Cu અને Zn) અને બ્રોન્ઝ ,કોપર અને ટીનની મિશ્ર ધાતુ 

(Cu અને Sn) વિધુતના સારા વાહકો નથી જ્યારે કૉપર વિધુત પરિપથ બનાવવા વપરાય છે.

સોલ્ડર (Solder) સીસું અને ટીનની મિશ્રધાતુ (Pb અને Sn) છે, જે નીચું ગલનબિંદુ ધરાવે છે અને  વિધુતીય તારનું એકબીજા સાથે વેલ્ડિંગ (રેણ) કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

સ્વાધ્યાય:

 

5.તમને એક હથોડી, બેટરી, ગોળો, તાર અને સ્વિચ આપેલ છે.

(a) તમે તેનો ધાતુઓ  અને અધાતુ વચ્ચે ભેદ પારખવા કેવી રીતે ઉપયોગ કરી શકશો?

(b) ધાતુઓ અને અધાતુના વચ્ચેની આ પરખ કસોટીની ઉપયોગિતાનું મૂલ્યાંકન કરો.

ઉત્તર:

(a) હથોડી વડે ધાતુને ટીપીને પતરા બનાવી શકાય છે,એટલે કે ટીપાઉ પણાનો ગુણ ધરાવે છે.

જ્યારે અધાતું ને  ટીપીને પતરા બનાવી શકાતા નથી. 

બેટરી,ગોળો, તાર અને સ્વિચ ને  પરિપથમાં જોડીને ધાતુમાંથી વિધુત પ્રવાહ પસાર કરતા ઘાતુમાંથી વિધુતનું વહન  થાય છે.

એટલે કે ધાતુ વિધુતના  વાહક છે. જ્યારે અધાતુમાંથી વિદ્યુતનું વહન થતું નથી, જે દર્શાવે છે કે અધાતુ વિદ્યુતનુ અવાહક છે.

(b) પહેલા પ્રયોગથી નક્કી થાય છે કે, ધાતુમાં ટિપાઉપણા અને તણાવપણાનો ગુણ જોવા મળે છે, જ્યારે અધાતુમાં આ ગુણ જોવા મળતો નથી. 

બીજા પ્રયોગથી નક્કી થાય છે કે ધાતુ વિધુતના વાહક હોય છે, જ્યારે અધાતુ વિદ્યુત અવાહક હોય છે.

6. ઉભયગુણી   ઑક્સાઈડ એટલે શું? ઉંભયગુણી ઓક્સાઈડનાં બે ઉદાહરણ આપો.

ઉત્તર : 

ધાતુના જે ઓકસાઈડ એસિડ અને બેઇઝ એમ બંને  સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્ષાર અને પાણી આપે છે.તેવા  ઓક્સાઇડને ઉભયગુણી ઓક્સાઈડ કહે છે.

 

ઉદાહરણ : એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ (AI2o3)

ઝિંક ઓક્સાઈડ (Zno)

7. એવી બે ધાતુઓ  જે મંદ એસિડમાંથી હાઇડ્રોજનનું વિસ્થાપન કરશે અને બે ધાતુઓ કે જે આમ ન કરી શકતી હોય તેમનાં નામ આપો.

ઉત્તર : 

(1)  ઝિંક  અને (2) એલ્યુમિનિયમ એ મંદ એસિડ માંથી હાઇડ્રોજન વાયુ નું વિસ્થાપન કરે છે :

(1) કોપર અને (2) પારો (મરક્યુરી) એ મંદ એસિડ માંથી હાઇડ્રોજન વાયુનું વિસ્થાપન કરી શકતી નથી.

8.ધાતુ  M ના વિધુતવિભાજનીય  શુદ્ધિકરણમાં ઍનોડ , કેથોડ અને વિધુતવિભાજ્ય તરીકે તમે શું લેશો?

ઉત્તર : 

વિધુતવિભાજનીય  શુદ્ધીકરણમાં અશુંદ્ધ ધાતુ(M)ના સળિયાને એનોડ તરીકે અને શુદ્ધ ધાતુ(M)ની પાતળી પ્લેટ ને કેથોડ  તરીકે લેશું.વિધુતવિભાજ્ય દ્રાવણ તરીકે ધાતુક્ષારનું દ્રાવણ લેવામાં આવે છે.

 

9. પ્રત્યુષે સ્પેચ્યુંલા (ચમચી) પર સલ્ફર પાઉડર લીધો અને તેને ગરમ કર્યો. નીચેની આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે તેમણે તેની ઉપર કસનળી ઊંધી રાખી ને ઉત્પન્ન થતો વાયુ એકત્ર કર્યો.

(a) વાયુ ની અસર

(i) શુષ્ક લિટમસ પેપર પર શી થશે?

(ii) ભેજયુક્ત લિટમસ પેપર પર શી થશે?

(b) પ્રક્રિયા માટે સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ લખો.

ઉત્તર : 

સલ્ફર  પાઉડરને ગરમ કરતાં સલ્ફર ડાયોક્સાઈડ મળે છે, જે  એસિડિક પ્રકૃતિ ધરાવતો હોવાથી તેનું જલીય દ્રાવણ સલ્ફ્યુરસ એસિડ (H2So3) બનાવે છે.

‍(a) વાયુ ની અસર :

(i ) શુષ્ક લિટમસ પેપર પર કોઈ અસર થશે નહિ,

(ii) ભેજયુક્ત ભૂરા લિટમસ પેપર લાલ બનાવે છે.

(b) ઉપરની પ્રવૃત્તિ માટે સમતોલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે પ્રમાણે મળે:

S(s) +O2(g)→ SO2(g)

So2(g)+H2o(1)→H2so3(aq)

                        સલ્ફ્યુરિક એસિડ

10.લોખંડનું ક્ષારણ અટકાવવાના બે ઉપાય જણાવો.

ઉત્તર : રંગ કરીને, તેલ લગાવીને, ગ્રીઝ લગાવીને, ગેલ્વેનાઈઝિંગ  કરીને, , ઍનોડીકરણ દ્વારા અથવા મિશ્રધાતુઓ બનાવીને લોખંડનું ક્ષારણ અટકાવી શકાય છે.

દા. ત., સ્ટીલ અને લોખંડને કાટ સામે રક્ષણ આપવા માટે  તેમની પર ઝિંકનું પાતળું સ્તર લગાવવાની પદ્ધતિ ગૅલ્વેનાઇઝેશન છે

જો ઝિંકના સ્તર તૂટી જાય તો પણ ગેલ્વેનાઈઝ વસ્તુનું કાટ સામે રક્ષણ થાય છે.

11 .જયારે અધાતુઓ ઓકિસજન સાથે સંયોજાય ત્યારે બનતા ઓક્સાઇડના પ્રકાર કયા છે ?

ઉત્તર : 

અધાતુઓ ઓક્સિજન સાથે સંયોજાઈને એસિડિક ઓક્સાઈડ બનાવે છે.

દા. ત.,  So2, So3, CO2, વગેરે.

12. કારણ આપો :

(a)પ્લેટિનમ, સોનુ અને ચાંદી આભૂષણો બનાવવા વપરાય છે.

( a) પ્લેટિનમ, સોનુ અને ચાંદી આભુષણો બનાવવા વપરાય છે, કારણ કે આ ધાતુઓ ધાત્વિક ચળકાટ ધરાવે છે.

તે તણાવપણા અને ટિપાઉપણાનો ગુણધર્મ ધરાવે છે. 

પરિણામે આભુષણોને યોગ્ય આકાર, ઘાટ આપી શકાય છે. તદઉપરાંત  તે પાણી કે હવા સાથે કોઈ પણ રાસાયણિક પ્રક્રિયા કરતી નથી.  

આ બધા ગુણધર્મોને લીધે પ્લેટિનમ, સોનુ અને ચાંદીનો ઉપયોગ આભૂષણો બનાવવા માટે થાય છે.

(b) સોડિયમ, પોટેશિયમ અને લિથિયમ નો તેલમાં સંગ્રહ કરવામાં આવે છે.

(b) સોડિયમ, પોટેશિયમ અને લિથિયમ જેવી ધાતુઓ, અતિ સક્રિય હોવાથી તે હવા કે હવાના  ભેજ સાથે પ્રક્રિયા કરી હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે.

 હાઇડ્રોજન વાયુ દહનશીલ હોવાથી તરત જ આગ લાગે છે. આવી દુર્ઘટના નિવારવા માટે તેમને તેલમાં સંગ્રહ  કરવામાં આવે છે.

(c) ઍલ્યુમિનિયમ ખૂબ જ પ્રતિક્રિયાત્મક ધાતુ છે, તેમ છતાં રસોઈના વાસણ બનાવવા માટે વપરાય છે.

(c) એલ્યુંમિનિયમ ખુબ જ  પ્રતિક્રિયાત્મક ધાતુ હોવાથી તે હવામાંના ઓકિસજન સાથે પ્રક્રિયા કરી એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઈડ નું પાતળું, નિષ્ક્રિય અને  સ્થાયી પડ બનાવે છે;

જે એલ્યુમિનિયમ પર  ૨ક્ષણાત્મક પડ તરીકે બાઝે છે. આમ, એલ્યુમિનિયમનું  ગલનબિંદુ ઊંચું હોવાથી તથા તે ઉષ્મા નું સારુ વાહક હોવાથી તેમાંથી રસોઈના વાસણો બનાવી શકાય  છે. 

તદઉપરાંત અન્ય ધાતુઓની સરખામણીમાં  તેનું ઉત્પાદક-મૂલ્ય પણ ઓછું હોવાથી મોટા ભાગે  રસોઈના વાસણો એલ્યુમિનિયમમાંથી બનાવવામાં આવે છે.

(d) કાર્બોનેટ અને સલ્ફાઇડ અયસ્ક સામાન્ય રીતે નિષ્કર્ષણ દરમિયાન ઑક્સાઇડ માં ફેરવાય છે.

ઉત્તર :

(d) ધાતુના નિષ્કર્ષણ દરમિયાન કાર્બોનેટ કે સલ્ફાઇડ યુક્ત  અયસ્કોને ઑક્સાઇડ માં ફેરવવા આવશ્યક છે.

કારણ કે ઓક્સાઈડમાંથી ધાતુનું ,રિડક્શન, કાર્બોનેટ કે સલ્ફાઇડ ની તુલનામાં સરળતાથી થાય છે.

13.

તમે ચોક્કસપણે નિસ્તેજ (ઝાંખા) તાંબાનાં વાસણો લીંબુ અથવા આમલીના રસ વડે શુદ્ધ થતાં જોયો છે. સમજાવો કે શા માટે આવ ખાટા પદાર્થો વાસણો શુદ્ધ કરવા માટે અસરકારક છે?

ઉત્તર:

નિસ્તેજ (ઝાંખા) તાંબાના વાસણો ઉપર  ક્ષારણને કારણે કોપર કાર્બોનેટનું લીલું સ્તર લાગે છે. તેને લીધે વાસણો  ઝાંખા પડે છે.

આથી લીંબુ કે આમલીના રસમાં રહેલ એસિડની મદદથી વાસણને સાફ કરતાં ઝાંખા પડેલ વાસણની ચમક પાછી આવે છે.

14.રાસાયણિક ગુણધર્મોના આધારે ધાતુઓ અને અધાતુઓ વચ્ચે ભેદ પારખો.

ઉત્તર :

ધાતુઓ:

1. તે વિદ્યુત ધનમય તત્ત્વ છે.
2. તેના ઑક્સાઇડના જલીય દ્રાવણ બેઝિક હોય છે.
3. તે મંદ એસિડ સાથે હાઇડ્રોજન વાયુ આપે છે.
4. તેના પરમાણુની બાહ્યતમ કક્ષામાં એક, બે કે ત્રણ ઇલેક્ટ્રોનની હોય છે.

અધાતુઓ .

1, તે વિદ્યુત ત્રણમય તત્વ છે.

2. તેના ઑક્સાઇડના  જલિય દ્રાવણ એસિડિક હોય છે.
3. તે મંદ એસિડ સાથે હાઇડ્રોજન વાયુ આપતા નથી.
4. તેના પરમાણુ ની બાહ્યતમ કક્ષામાં ત્રણથી વધારે ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.

15.એક વ્યક્તિ ઘરે ઘરે સુવર્ણકાર તરીકે જઈને ઊભો રહે છે. તે જૂના અને નિસ્તેજ (ઝાંખા) સોનાના ઘરેણાં ની ચમક પાછી લાવી  આપવાનું વચન આપે છે. એક બિનસાવધ ગૃહિણી તેને સોનાની બંગડીઓનો સેટ આપે છે, જેને તેણે એક ખાસ દ્રાવણમાં ડુબાડ્યો. બંગડીઓ જેવી જ ચમકવા લાગે, પરંતુ તેના વજનમાં ભારે ઘટાડો થયો. ગૃહિણી ઉદાસ થઈ ગઈ. પરંતુ નિરર્થક દલીલ પછી વ્યક્તિ ઉતાવળે ફેરો કરી જતો રહ્યો. શું તમે ગુપ્તચર તરીકે વર્તી તેણે ઉપયોગમાં લીધેલા દ્રાવણનો પ્રકાર શોધી શકશો ?

ઉત્તર : 

એ વ્યક્તિ એક્વા રિજિયા દ્રાવણનો ઉપયોગ કરી રહ્યો હતો, જે સાંદ્ર હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ અને સાંદ્ર નાઇટ્રીક એસિડનું કદ  3: 1 પ્રમાણ છે. જેમાં સોનુ ઓગળે છે.

16. કારણ આપો કે કોપર ગરમ પાણીની ટાંકી બનાવવા માટે વપરાય છે, પરંતુ સ્ટીલ (આયર્ન મિશ્રધાતુ) વપરાતું નથી.

ઉત્તર : 

કોપર (તાંબુ) ઠંડી કે ગરમ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી. તદ્ઉપરાંત તે પાણીની બાષ્પ સાથે પણ પ્રક્રિયા કરતું નથી. 

આથી તાંબુ ગરમ પાણીની ટાંકી બનાવવા માટે વપરાય છે.

પરંતુ સ્ટીલ કે જે આયર્નની  મિશ્રધાતુ છે.

તે પાણીની બાષ્પ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે. આથી સ્ટીલમાં રહેલ આયર્નનું ધીમે ધીમે ક્ષયન થાય છે. આથી સ્ટીલ ગરમ પાણીની ટાંકી બનાવવા માટે વપરાતું નથી.

Intex:

પ્રશ્ન:  એવી ધાતુ નું ઉદાહરણ આપો કે જે –

(1) ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહી છે.

(2) છરી વડે આસાનીથી કાપી શકાય છે.

(3) ઉષ્માની ઉત્તમ વાહક છે.

(4) ઉષ્માની મંદ વાહક છે.

ઉત્તર : ( 1 ) મરક્યુરી (પારો) (2) સોડિયમ, પોટેશિયમ (3) સિલ્વર અને કોપર ( 4 ) લેડ અને મરક્યુરી.

પ્રશ્ન . ટિપાઉપણું અને તણાવપણું નો અર્થ સમજાવો.

ઉત્તર : 

ટિપાઉપણું : ધાતુને ટીપીને તેનાં પાતળા પતરાં બનાવવાની ક્રિયાને ટિપાઉપણું કહે છે.

તણાવપણું (Ductility) : ધાતુઓની પાતળા તારમાં ફેરવાઈ જવાની ક્ષમતાને તણાવ પણું કહે છે.

પ્રશ્ન: શા માટે સોડિયમને કેરોસીનમાં રાખવામાં આવે છે ?

ઉત્તર : 

સોડિયમ એ અતિ સક્રિય ધાતુ છે. ઓરડાના તાપમાને તે હવામાંના ઑક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.

આ પ્રક્રિયા વધુ ઉષ્માક્ષેપક છે. આથી સોડિયમ ધાતુ હવામાં સળગી ઉઠે છે. 

આમ, સોડિયમની ઑક્સિજન સાથે થતી પ્રક્રિયા અટકાવવા માટે તેને કેરોસીનમાં રાખવામાં આવે છે, કારણ કે સોડિયમ કેરોસીન સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી.

પ્રશ્ન: નીચેના પ્રક્રિયા માટે સમીકરણ લખો :

(1) વરાળ સાથે લોખંડ

(2) પાણી સાથે કેલ્શિયમ અને પોટેશિયમ

ઉત્તર :

(1) વરાળ સાથે લોખંડ :

4H2o(g)+3Fe(s)

( 2) પાણી સાથે કેલ્શિયમ અને પોટેશિયમ :

Ca(s)+2H2o(l)→Ca(oH) 2(aq)+H2(g)

2k(s)+2H2O(l)→2KoH(aq)+H2(g)+ ઉષ્મીય  ઉર્જા

પ્રશ્ન . સક્રિય ધાતુમાં મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ ઉમેરવામાં આવે ત્યારે કયો વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે ? લોખંડની મંદ H2So4 સાથેની પ્રક્રિયાનું રાસાયણિક સમીકરણ લખો.

 

ઉત્તર : 

સક્રિય ધાતુ જ્યારે મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે ત્યારે હાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે.

 સક્રિય ધાતુ એસિડમાંથી હાઇડ્રોજન વાયુનું વિસ્થાપન કરે છે અને હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત થાય છે.

Fe(s) + H2SO4(aq)  →FeSO4(aq) + H2(g)

                (મંદ)

પ્રશ્ન: .જ્યારે આયર્ન (II) સલ્ફેટ ના  દ્રાવણમાં ઝીંક ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે તમે શું અવલોકન કરો છો ? અહી થતી રાસાયણિક પ્રક્રિયા લખો.

ઉત્તર : 

ઝિંક (Zn) એ આયર્ન (Fe) કરતાં વધુ સક્રિય છે. આથી તેને  આયર્ન (ii) સલ્ફેટ માં ઉમેરતા તે આયર્ન ધાતુનું વિસ્થાપન કરે છે. 

પરિણામે દ્રાવણનો રંગ ઝાંખો પડે છે. જ્યારે ઝિંક સલ્ફેટ  બનવાથી દ્રાવણનો લીલો રંગ રંગવિહીન બને છે અને ભૂખરા-કાળા  રંગની આયર્ન ધાતુ જમા થાય છે.

Zn(s) + FeSO4(aq) → ZnSO4(aq) + Fe(s)

પ્રશ્ન : મંદ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરી તેમાંથી હાઇડ્રોજનનું  વિસ્થાપન કરી શકે અને ના કરી શકે તેવી બે-બે ધાતુનાં નામ જણાવો.

ઉત્તર :

(1 ) ઝિંક (Zn) અને (2) ઍલ્યુમિનિયમ (AI) એ મંદ  એસિડમાંથી હાઇડ્રોજન વાયુનું વિસ્થાપન કરે છે :

(1) કોપર (Cu) અને (2) પારો (મરક્યુરી – Hg) એ મંદ  એસિડમાંથી હાઇડ્રોજન વાયુનું વિસ્થાપન કરી શકતી નથી.

 

પ્રશ્ન . આયનીય સંયોજનો શા માટે ઊંચાં ગલનબિંદુ ધરાવે છે?

ઉત્તર : 

આયનીય સંયોજનમાં આયનો વચ્ચે પ્રબળ આંતર આયનીય આકર્ષણ બળ હોય છે. 

તેને તોડવા માટે ખૂબ જ વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે. આથી આયનીય સંયોજનો  ઊંચા ગલનબિંદુ ધરાવે છે.

પ્રશ્ન :. નીચેના પદોને  વ્યાખ્યાયિત કરો :

(1) ખનીજ (2) કાચી ધાતુ (અયસ્ક) (3) ગેંગ

ઉત્તર : 

(1) ખનીજ : જે તત્વો  કે સંયોજનો પૃથ્વીના પોપડામાંથી કુદરતી રીતે મળે છે, તેને ખનિજ કહે છે.

(2) કાચી ધાતુ : જે ખનિજમાં સારા પ્રમાણમાં નિશ્ચિત ધાતુ હોય અને તે ધાતુનું સરળતાથી નિષ્કર્ષણ કરી શકાતું હોય, તેવી ખનિજને  કાચી ધાતુ (અયસ્ક – Ore) કહે છે.

(3) ગેંગ : પૃથ્વીના પોપડામાંથી મળતી કાચી ધાતુમાં તત્વ એકલું હોતું નથી, પરંતુ તેમાં વધુ માત્રામાં માટી, રેતી તથા અનિચ્છનીય પદાર્થો પણ અશુદ્ધિ સ્વરૂપે હોય છે. આવી અશુદ્ધિને  ગેંગ કહે કહે છે.

પ્રશ્ન :. કુદરતમાં  મુક્ત અવસ્થામાં મળતી બે ધાતુઓના  નામ આપો.

ઉત્તર : 

સોનુ અને પ્લેટિનમ એમ બે ધાતુ કુદરતમાં મુક્ત અવસ્થામાં મળે છે.

પ્રશ્ન : ધાતુને તેના ઓક્સાઇડમાંથી મેળવવા માટે કંઈ  રાસાયણિક પ્રક્રિયા વપરાય છે ?

ઉત્તર :

( 1 ) નીચી સક્રિયતા ધરાવતી ધાતુના ઓક્સાઇડને ગરમ કરતા તેમાંથી ધાતુ છૂટી પડે છે.

 દા.ત., 2Hgo(s)      2Hg(l) + O2(g)

(2) મધ્યમ સક્રિયતા ધરાવતી ધાતુના ઓકસાઇડનું કાર્બન વડે  રિડકશન કરતાં ધાતુ છૂટી પડે છે.

 દા.ત.,ZnO(s) + C(S)  →Zn(s) + Co(g)

( 3) ઊંચી સક્રિયતા ધરાવતી ધાતુના ઑક્સાઇડના પિગલિત દ્રાવણનું વિદ્યુતવિભાજનીય રિડકશન કરીને ધાતુ મેળવી શકાય છે.

દા. ત., Naclના પિગલિત દ્રાવણનું વિધુતવિભાજનીય રિડકશન કરતા કેથોડ વિદ્યુતધ્રુવ ઉપર સોડિયમ ધાતુ મળે છે.

પ્રશ્ન: કઈ ધાતુઓ  આસાનીથી કટાતી નથી ?

ઉત્તર :

જે ધાતુઓની સક્રિયતા ઓછી હોય તેવી ધાતુઓ આસાનીથી કટાતી નથી.

 આવી ધાતુઓ  સામાન્ય રીતે સક્રિયતા શ્રેણીમાં પ્રક્રિયા થતી નીચે આવેલી હોય છે. દા. ત., ચાંદી, સોનુ અને પ્લેટિનમ ધાતું.

પ્રશ્ન.  મિશ્ર ધાતુ એટલે શું ?

ઉત્તર : 

બે કે તેથી વધુ ધાતુઓ  અથવા ધાતુ અને અધાતુના સમાંગ મિશ્રણને મિશ્રધાતુ કહે છે.

 દા. ત., બ્રાસ (પિત્તળ), બ્રોન્ઝ મિશ્રધાતુમાં ફક્ત ધાતુઓ છે.

જ્યારે સ્ટેનલેસ સ્ટીલ મિશ્રધાતુમાં ધાતુ ઉપરાંત અધાતુ પણ હોય છે. સ્ટેનલેસ સ્ટીલમાં Fe+Ni+Cr+C હોય છે.

 

 

ખાસ વિનંતી: હવેથી તમે આ ચેપ્ટર ના વિડીયો જોવા માટે  સીધો જ વેબસાઇટનો ઉપયોગ કરી શકો છો.

વિડીયો સાઈટ ઉપર જ જોવા મળશે. www.1clickchangelife.com ઓપન કરો., અને તેમાં પાસવર્ડ માગે ત્યારે

પાસવર્ડ:jayho14 (every lesson’s password is jayho+lesson number

આપશો એટલે પાઠ ખુલી જશે. ક્યાં તમે આ ચેપ્ટર ને લગતા લાઇવ વિડિયો પણ જોઈ શકશો.

 

 ભૌતિક અથવા રાસાયણિક પ્રક્રિયા અને કુલ ઊર્જાનું સંરક્ષણ થાય છે. તો પછી આપણે કેમ ઊર્જાસંકટ વિશે આટલું બધું સાંભળતા ૨હીએ છીએ ?

 

 જો ઊર્જા ને  ના તો ઉત્પન્ન કરી તો ઉત્પન્ન  કરી શકાય, ના તો નષ્ટ કરી શકાય, તો આપણને  કોઈ ચિંતા હોવી જોઈએ નહિ !

આપણે ઊર્જાના સંસાધનોની ચિંતા કર્યા વિના અમર્યાદિત પ્રવૃત્તિઓ કરવા માટે સક્ષમ હોવા જોઈએ!

જો  આપણે યાદ કરીએ કે આપણે ઊર્જા વિશે આનાથી વધારે બીજું શું-શું શીખ્યાં છીએ તો આ કોયડાનો  ઉકેલ લાવી શકાય છે.

ઊર્જાનાં વિવિધ સ્વરૂપો છે અને ઊર્જાના એક સ્વરૂપને બીજા સ્વરૂપમાં પરિવર્તિત કરી શકાય છે. 

ઉદાહરણ તરીકે, જો આપણે કોઈ પ્લેટને કોઈ ઊંચાઈથી પડતી મૂકીએ તો  સ્થિતિ ઊર્જાનો અધિકતમ ભાગ જમીન સાથે અથડાતી વખતે ધ્વનિ ઉર્જામાં પરિવર્તિત  થઈ જાય છે. 

જો આપણે કોઈ મીણબત્તી સળગાવીએ છીએ તો પ્રક્રિયા વધારે ઉષ્માક્ષેપી બને છે  અને સળગવાથી મીણબતી ની રાસાયણિક ઊર્જા, ઉષ્મા ઉર્જા તથા પ્રકાશઊર્જામાં પરિવર્તિત થઈ જાય છે. મીણબતી ને સળગાવવાથી આ ઊર્જા સિવાય બીજી કઈ નીપજો  મળે છે ?

કોઈ પણ ભૌતિક  અથવા રાસાયણિક પ્રક્રિયા દરમિયાનું કુલ ઊર્જા અચળ હોય છે. પરંતુ જો આપણે સળગતી મીણબત્તી પર ફરીથી વિચાર કરીએ તો શું આપને પણ પ્રકારે પ્રક્રિયામાં ઉત્પન્ન થયેલ ઉષ્મા  અને પ્રકાશને બીજી નિપજો સાથે સાંકળીને મીણના રૂપમાં રાસાયણિક ઊર્જાને ફરીથી પ્રાપ્ત કરી શકીએ ?

ચાલો, આપણે એક બીજું ઉદાહરણ ધ્યાનમાં લઈએ 

 

ધારો કે આપણે 100 mL પાણી લઈએ છીએ જેનું તાપમાન  348 K (75 °C) છે અને તેને એક રૂમમાં કે જેનું તાપમાન 298 K (25 °C) છે તેમાં રાખી મૂકીએ. 

તો થોડા સમય પછી શું થશે ? શું એવો કોઈ રસ્તો છે કે જેનો દ્વારા પર્યાવરણમાં ગુમાવેલી બધી  ઊર્જાને એકત્ર કરીને ઠંડા થઈ ગયેલ પાણીને ફરીથી ગરમ કરી શકાય ?

 

આવા દરેક ઉદાહરણ વિશે વિચાર કરતાં આપણે જોઈ શકીએ કે ઉપયોગી સ્વરૂપમાંની ઊર્જા  આસપાસના વાતાવરણમાં પ્રમાણમાં ઓછી ઉપયોગી ઊર્જાના રૂપમાં વિખેરણ પામે છે. 

તેથી કાર્ય કરવા માટે જે કોઈ ઊર્જાના સ્ત્રોતનો આપણે ઉપયોગ કરીએ છીએ તે વપરાઈ જાય છે અને તેમાં તેનો પુનઃ ઉપયોગ કરી શકાતો નથી.

ઊર્જાના ઉત્તમ સ્ત્રોત 

ઊર્જાના ઉત્તમ સ્ત્રોત તરીકે કોને ગણવો જોઈએ ? આપણે આપણા રોજિંદા જીવનમાં કાર્ય કરવા  માટે આપણે વિવિધ સ્રોતમાંથી મળતી ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.

 ટ્રેનને ચલાવવા માટે આપણે  ડીઝલનો ઉપયોગ કરીએ છીએ. રસ્તા પરની સ્ટ્રીટલાઇટ પ્રકાશિત કરવા માટે વિધુતનો ઉપયોગ છીએ અથવા સાયકલ લઈને શાળાએ જવા માટે આપણે સ્નાયુઓમાં રહેલી સ્નાયુ ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.

શારીરિક કાર્યો કરવા માટે સ્નાયુઊર્જા, જુદાં-જુદાં ઉપકરણો ચલાવવા માટે વિદ્યુતઊર્જા, રસોઈ બનાવવા અથવા વાહનો ચલાવવા રાસાયણિક ઊર્જા આ દરેક ઊર્જા કોઈ ને કોઈ ઊર્જાસ્રોત માંથી   પ્રાપ્ત થાય છે. 

ઊર્જાના પરંપરાગત સ્રોત: 

અશ્મિભૂત બળતણ :

પ્રાચીન સમય માં ઉષ્મીય ઉર્જાનો  સામાન્ય સ્રોત લાકડુ હતો, કેટલીક મર્યાદિત પ્રવૃત્તિઓ માટે  પવન તથા વહેતા પાણીની ઊર્જાનો પણ ઉપયોગ કરવામાં આવતો હતો. 

ઉર્જાસ્ત્રોતના રૂપમાં કોલસાના  ઉપયોગે ઔદ્યોગિક ક્રાંતિને શક્ય બનાવી.

વધતા જતા ઉદ્યોગોના કારણે સમગ્ર વિશ્વમાં જીવનની ગુણવત્તામાં વૃદ્ધિ થઈ. તેના પરિણામે સમગ્ર વિશ્વમાં ઊર્જાની  માંગમાં પણ આશ્ચર્યજનક દરથી વૃદ્ધિ થઈ રહી છે. 

ઊર્જાની વધતી માંગની પૂર્તિ મોટે ભાગે અશ્મિભૂત બળતણ – કોલસા તથા પેટ્રોલિયમથી થઈ છે. માંગમાં થતી વૃદ્ધિ સાથે—સાથે આ ઉર્જાસ્ત્રોતનો  ઉપયોગ કરવા માટે ટેકનોલોજીમાં પણ વિકાસ કરવામાં આવ્યો. 

પરંતુ આ બળતણ કરોડો વર્ષો અગાઉ બનેલા છે અને હવે તેનો મર્યાદિત ભાગ જ બાકી રહ્યો છે.

અશ્મિભૂત બળતણ ઊર્જા પુનઃઅપ્રાપ્ય સ્ત્રોત છે, તેથી તેનું  સંરક્ષણ કરવું જરૂરી છે. 

જો આપણે આ ઊર્જાસ્રોતનો ઉપયોગ  હાલના ચિંતાજનક દરથી કરતા રહીશું તો ઓ ભંડાર ટુંક સમયમાં ખાલી થઇ જશે ! આવી પરિસ્થિતિને ટાળવા માટે  ઊર્જાના વૈકલ્પિક સ્ત્રોત ની શોધ કરવામાં આવી. 

પરંતુ આજે પણ આપણે આપણી ઊર્જાઓની મોટા ભાગની જરૂરિયાત  પૂર્ણ કરવા માટે અશ્મિભૂત બળતણ ઉપર વધારે માત્રામાં નિર્ભર છીએ.

અશ્મિભૂત બળતણના દહનના  ગેરફાયદા  

• અશ્મિભૂત બળતણ ને  સળગાવવા થી મુક્ત થતો કાર્બન, નાઈટ્રોજન તથા સલ્ફરના ઓક્સાઈડ ઍસિટિક ઓક્સાઈડ હોય છે. 
• જેના કારણે એસિડિક વર્ષા થાય છે જે આપણા પાણી તથા જમીન સંસાધનોને પ્રભાવિત કરે  છે. 

અશ્મિભૂત બળતણ  સળગાવવા ને કારણે ઉદભવતા પ્રદૂષણને જુદી જુદી પ્રવિધીઓ (Techniques) દ્વા૨ા બળતણના દહનની કાર્યક્ષમતા વધારીને તથા દહનને કારણે ઉદભવતા હાનિકારક ગેસ તથા  રાખને વિવિધ પ્રૌદ્યોગિકી (Technology) દ્વારા વાતાવરણમાં ભળતા ઓછા કરીને થોડા અંશે ઘટાડી શકાય છે. 

થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ :

• પાવર  સ્ટેશનમાં દરરોજ પાણીને ઉકાળીને બાષ્પ  બનાવવા માટે વિપુલ માત્રામાં અશ્મિભૂત બળતણનો ઉપયોગ  થાય છે. 
• આ બાષ્પ ટર્બાઇન ને ફેરવીને વિદ્યુત ઉત્પન્ન કરે છે.
• એક સરખા અંતર માટે કોલસા  તથા પેટ્રોલિયમના પરિવહનની તુલનામાં વિદ્યુતનું પરિવહન વધારે કાર્યક્ષમ હોય છે. 
• આથી, ઘણા  થર્મલ પાવર સ્ટેશન કોલસા તથા તેલક્ષેત્ર ની નજીક બનાવવામાં આવે છે.

આ પાવર સ્ટેશનોને થર્મલ  પાવર સ્ટેશન કહેવાનું કારણ એ છે કે, તેમાં બળતણના દહન દ્વારા ઉષ્માઉર્જા ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે, જેનું વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરણ થાય છે.

 

જળ વિદ્યુત પ્લાન્ટ (Hydro Power Plant)

• ઊર્જાનો બીજો એક પરંપરાગત સ્રોત વહેતા પાણીની ગતિઊર્જા અથવા કોઈ ઊંચાઈ પર રહેલા પાણીની સ્થિતિ ઉર્જા છે. 
• હાઇડ્રો પાવર પ્લાન્ટમાં નીચે પડતી પાણીની સ્થિતિઊર્જાનું વિદ્યુતઊર્જામાં રૂપાંતરણ કરવામાં આવે છે. 
• જેનો ઉપયોગ સ્થિતિ ઊર્જાના સ્રોત સ્વરૂપે કરી શકાય. તેવા જળ-પ્રપાતો (Water-falls)ની સંખ્યા બહુ ઓછી હોવાથી હાઇડ્રો પાવર પ્લાન્ટ ને  બંધો સાથે સાંકળવામાં આવ્યા છે
• છેલ્લી સદીમાં સમગ્ર વિશ્વમાં ઘણા બંધ બાંધવામાં આવ્યા છે.
• ભારતમાં આપણી ઊર્જાની માંગ નો ચોથો ભાગ હાઇડ્રો પાવર પ્લાન્ટ દ્વારા પૂરો પાડવામાં આવે છે.
• જળ વિદ્યુત ઉત્પન્ન કરવા માટે પાણીના પ્રવાહને રોકી મોટાં જળાશયોમાં પાણી એકત્રિત કરવા માટે નદી પર ઉચા બંધ બાંધવામાં આવે છે. 
• પાણીનું સ્તર ઊંચું આવે  છે અને આ પ્રક્રિયામાં વહેતા પાણીની ગતિઊર્જાનું સ્તિથીઉર્જામાં રૂપાંતરણ થાય છે. 
• બંધમાં ઊંચા લેવલ પર રહેલા પાણીને પાઈપો મારફતે બંધના તળિયે રાખેલા   ટર્બાઇન સુધી લઈ જવામાં આવે છે.

જળાશયોમાં દર વખતે  વરસાદને કારણે પાણી ફરી ભરાય છે (જળવિદ્યુત એ પુનઃપ્રાપ્ય સ્ત્રોત છે).

 

આમ, આપણે અશ્મિભૂત બળતણ કે  જે એક દિવસ નાશ પામવાનું છે તેની જેમ જળવિદ્યુત સ્ત્રોત નો  નાશ પામવા અંગેની ચિંતા કરવાની જરૂર નથી.

ગેરફાયદા

પરંતુ, મોટા બંધોના નિર્માણ સાથે ઘણી મુશ્કેલીઓ સંકળાયેલી  છે. બંધોનું કેટલાક ચોકકસ વિસ્તારમાં ખાસ કરીને ટેકરી વાળા વિસ્તારમાં જ  નિર્માણ કરી શકાય છે. 

બંધોના નિર્માણ ને કારણે ઘણીબધી ખેતીલાયક જમીન તથા માનવ વસવાટ ડુબવાને કારણે નષ્ટ પામે છે.  

બંધના પાણીમાં ડૂબવાને કારણે મોટા પ્રમાણમાં પર્યાવરણીય તંત્ર નાશ પામે છે. 

જે ઝાડ-પાન તથા વનસ્પતિ વગેરે પાણીમાં ડૂબી જાય છે તે અજા૨ક (anaerobic) પરિસ્થિતિઓમાં સડવા લાગે છે તથા વિઘટન પામી વિશાળ માત્રામાં મિથેન ગેસ ઉત્પન્ન કરે છે, જે એક ગ્રીનહાઉસ ગેસ છે. 

બંધોના નિર્માણને કારણે વિસ્થાપિત લોકોના સંતોષકારક પુનઃ વસવાટ તથા ક્ષતિપૂર્તિ સમસ્યાઓ પણ ઉદ્ભવે છે.

 ગંગા નદી પર ટિહરી બંધનું નિર્માણ તથા નર્મદા નદી પર સરદાર સરોવર બંધના નિર્માણની  પરિયોજનાઓનો વિરોધ આ જ પ્રકારની સમસ્યાઓને લીધે થયો હતો.

ઊર્જાના પરંપરાગત સ્ત્રોત નો ઉપયોગ કરવા માટે પ્રૌદ્યોગિકી (ટેક્નોલોજી)માં સુધારા:

જૈવભાર (Bio–mass)

• ભારતમાં પશુધનની વિશાળ સંખ્યા હોવાથી તે આપણને બળતણનો  સ્થાયી સ્ત્રોત પૂરો પાડે છે
• આ  બળતણ વનસ્પતિ અને પ્રાણીજ  ઉત્પાદન હોવાથી આ પ્રકારના બળતણ –સ્રોત જૈવભાર  (Bio–mass) તરીકે ઓળખાય છે.
• તેમ છતાં આ બળતણના દહનથી વધુ પ્રમાણમાં ઉષ્મા  ઉત્પન્ન થતી નથી અને જ્યારે તેઓનું દહન થાય ત્યારે ખૂબ મોટા પ્રમાણમાં ધુમાડો ઉદ્દભવે છે.
• તેથી  આ પ્રકારના બળતણની  કાર્યક્ષમતામાં ટેકનોલોજીકલ સુધારા જરૂરી છે.
• જ્યારે લાકડાને  ઓક્સિજનના મર્યાદિત પુરવઠામાં સળગાવવામાં આવે ત્યારે તેમાં રહેલ પાણી તથા બાષ્પશીલ પદાર્થ બહાર નીકળી જાય છે તથા અવશેષરૂપે ચારકોલ રહે છે. 
• ચારકોલ જ્યોત વગેરે સળગે છે, પ્રમાણમાં ધૂમ્રહીન છે અને તેની ઉષ્મા ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા પણ વધારે હોય છે. 

બાયોગેસ તેમજ બાયોગેસ પ્લાન્ટ: 

• ગાયનું છાણ, જુદા-જુદા પ્રકારની વનસ્પતિ-સામગ્રી જેમકે પાકોની કાપણી પછી વધેલા અવશેષ, શાકભાજીનો કચરો તથા સુએજ (ગટર પદાર્થો)ને ઓક્સિજન ગેરહાજરીમાં વિઘટિત કરતાં તે બાયોગેસ આપે છે. 
• તેમાં પ્રારંભિક સામગ્રી તરીકે ગાયનું છાણ હોવાથી તેને પ્રચલિત રીતે ‘ગોબરગેસ’ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. 
• આ પ્લાન્ટમાં ઘુમ્મટ (ડોમ) જેવું ઇંટોનું બનેલું માળખું હોય છે. ગાયના  છાણ અને પાણીનો રગડો મિશ્રણની ટાંકીમાં બનાવીને ત્યાંથી ડાઇજેસ્ટરમાં મોકલવામાં આવે છે. 
• ડાઇજેસ્ટર એ ઑક્સિજન વગરની સીલબંધ  ચેમ્બર છે. 
• સૂક્ષ્મ સજીવો કે જેમના અજારક શ્વસનમાં ઓક્સિજનની  જરૂર પડતી નથી.
• તેઓ ગાયના છાણ ના રગડામાં રહેલા જટિલ  સંયોજનોને નાના-નાના ભાગમાં વિઘટિત કરે છે અથવા તોડી નાંખે  છે. 
• આ વિઘટન પ્રક્રિયા સંપૂર્ણ થવામાં તથા મિથેન, કાર્બન ડાયોક્સાઈડ, હાઇડ્રોજન અને હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ જેવા વાયુઓ ઉત્પન્ન થવામાં  અમુક દિવસો લાગે છે. 
• બાયોગેસ ડાઈજસ્ટરની ઉપરના ભાગની ગેસની ટાંકીમાં  ભેગો કરાય છે. ત્યાંથી નળીઓ દ્વારા ઉપયોગ માટે લઈ જવામાં આવે છે.
• બાયોગેસ 75 % સુધી મિથેન ધરાવતો હોવાથી તે ઉત્તમ બળતણ છે. તે ખાસ ધુમાડારહિત સળગે છે.
•  લાકડા, ચારકોલ તથા કોલસાની દહનની જેમ રાખ જેવા કોઈ અવશેષો રહેતા  નથી. તેની તાપીય ક્ષમતા પણ વધારે છે. 
• બાયોગેસનો ઉપયોગ પ્રકાશના સ્ત્રોત  તરીકે પણ કરવામાં આવે છે. 
• વધેલા રગડાને સમય-સમય પર (Periodically) બહાર કાઢી તેને નાઇટ્રોજન તેમજ ફૉસ્ફરસયુકત ઉત્તમ ખાતર તરીકે ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે. 

આ રીતે મોટા પાયા પર જૈવિક કચરો તેમજ મળ  મૂત્રનો ઉપયોગ જૈવિક કચરા અને મળ-મૂત્રના  નિકાલનો સલામત અને સક્ષમ માર્ગ ઉપરાંત ઊર્જા  ખાતર આપે છે. 

પવનઊર્જા:

•  સૌર વિકિરણો  દ્વારા ભૂખંડ તથા જળાશયો અસમાન ૨ીતે ગરમ  થવાથી હવાની ગતિ ઉત્પન્ન થાય છે અને પરિણામે પવન ફુકાય છે.
• પવનમાં રહેલી ગતિઊર્જાનો ઉપયોગ કાર્ય કરવામાં કરી શકાય છે.
• ભૂતકાળમાં યાંત્રિક કાર્ય મેળવવા આ ઊર્જા  પવનચક્કી દ્વારા ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી હતી.
• દાખલા તરીકે, પાણી ખેંચવાના પંપમાં, પવનચક્કીની ચક્રિય ગતિ ની મદદથી કૂવામાંથી પાણીને બહાર ખેંચવામાં આવતું. 

હાલમાં,પવનઊર્જા વિદ્યુતઊર્જા ઉત્પન્ન કરવામાં પણ વપરાય છે. 

• પવનચક્કીની એ મોટા વિધુત પંખા જેવું બંધારણ ધરાવતી રચના છે કે જે જડિત  આધાર પર અમુક ઊંચાઈએ ગોઠવેલ હોય છે.
•  વિદ્યુત ઉત્પન્ન કરવા માટે પવનચક્કીની પરિભ્રમણ ગતિનો ઉપયોગ, વિદ્યુત  જનરેટર ટર્બાઇન ને ફેરવવા માટે કરાય છે. 
• કોઈ એક પવનચક્કીનું આઉટપુટ  ખુબ જ નાનું હોય છે તેથી તેનો વ્યાવસાયિક ધોરણે ઉપયોગ કરી શકાતો નથી.
• પરિણામે, મોટા વિસ્તારમાં ઘણી પવનચક્કીઓ સ્થાપિત કરવામાં  આવે છે, જેને પવન ઊર્જા ફાર્મ કહે છે.
• દરેક પવનચક્કીના ઊર્જાના આઉટપુટ ને એકબીજા  સાથે જોડી વ્યવસાયિક ધોરણે વિધુત મેળવવામાં આવે છે.
• પવન ઊર્જા   એ પર્યાવરણને અનુકૂળ અને પુન:પ્રાપ્ય અસ૨કા૨ક ઊર્જાસ્ત્રોત છે.
• વિદ્યુતઊર્જાના  ઉત્પાદન માટે તેમાં વારંવાર ખર્ચ કરવાની જરૂર પડતી નથી.

 

 

પવનઊર્જાનો  ઉપયોગ કરવાની મર્યાદાઓ  

• પહેલી મર્યાદાએ છે કે, પવન ઊર્જાનું ફાર્મ ફક્ત એવા વિસ્તારોમાં સ્થાપિત કરી શકાય છે જ્યાં વર્ષના મોટા ભાગના દિવસો દરમિયાન પવન ફૂંકાતો હોય.
• ટર્બાઇન ની  જરૂરી ગતિ ચાલુ રાખવા માટે પવનની ગતિ 15 km/h થી વધુ હોવી જોઈએ.
• તદુપરાંત ત્યાં કેટલીક ટેકારૂપ સગવડતાઓ (જેવી કે સંગ્રાહક  કોષ) હોવી જોઇએ કે જેથી જયારે પવન ન હોય તેવા સમય ગાળા દરમિયાન ઊર્જાની જરૂરિયાતની કાળજી રાખી શકાય. 
• પવનઊર્જાનું ફાર્મ સ્થાપવા માટે ખૂબ જ મોટો જમીનનો વિસ્તાર જરૂરી છે.
• 1MW ના જનરેટર માટે 2 હેકટર જમીન ધરાવતાં ફાર્મની જરૂર પડે છે.
•  ફાર્મ સ્થાપવા માટેનો પ્રારંભિક ખર્ચ ખૂબ જ ઊંચો હોય છે.

વળી ટાવર અને પાંખિયાઓ ખુલ્લામાં હોવાથી કુદરતી ફેરફારો જેવી કે વરસાદ, સૂર્યપ્રકાશ, તોફાન અને વાવાઝોડા દરમિયાન તેમની ખૂબ જ ઉચ્ચ કક્ષાની જાળવણી જરૂરી હોય છે.

વૈકલ્પિક અથવા બિનપરંપરાગત ઊર્જાના સ્ત્રોત:

જેમ આપણી ઊર્જાની જરૂરિયાત વધતી જાય છે તેમ આપણે વધુ ને વધુ ઊર્જાના સ્રોતની તરફ  નજર કરવી જરૂરી બનશે. 

આપણે એવી ટેકનોલોજીનો વિકાસ કરીએ કે જેમાં પ્રાપ્ય અથવા જાણીતા  ઊર્જાસ્રોતની ઊર્જાનો વધુ કાર્યક્ષમ રીતે ઉપયોગ કરી શકીએ તથા ઊર્જાના નવા સ્રોત પણ શોધીએ.

સૌરઊર્જા(Solar Energy)

• અબજ વર્ષોથી સૂર્ય હાલના દરે પ્રચંડ ઊર્જા ઉત્સર્જિત કરી રહ્યો છે અને હજુ 5 અબજ વર્ષો સુધી  આ જ દરે ઊર્જાનું ઉત્સર્જન કરતો રહેશે.
• આ સૌરઊર્જાનો માત્ર થોડો ભાગ જ પૃથ્વીના  વાતાવરણના બહારના સ્તર સુધી પહોંચે છે. 
• પૃથ્વીના વાતાવરણમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે લગભગ તેનો  અડધો ભાગ શોષણ પામે છે અને બાકી રહેલો ભાગ પૃથ્વીની સપાટી સુધી પહોંચે છે.
• સમાન પરિસ્થિતિઓમાં રહેલ સફેદ અથવા પરાવર્તક સપાટીની  સરખામણીએ કાળી સપાટી વધુ ઉષ્માનું શોષણ કરે છે. 
• આ ગુણધર્મનો ઉપયોગ સૌર કૂકર અને સોલાર  હીટરની કાર્યપદ્ધતિમાં થાય છે. 
• કેટલાંક સૌરકૂકરમાં સૂર્યના  કિરણોને કેન્દ્રિત કરવા અરીસાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે  છે, જેથી તે ઊંચું તાપમાન પ્રાપ્ત કરે છે. 
• સૌરકૂકરોમાં કાચની  તકતીનું ઢાકણ હોય છે.
• દિવસ દરમિયાન ચોક્કસ સમયે જ આ ઉપકરણો ઉપયોગી છે તે સરળતાથી જોઈ શકાય છે. 
• સૌરઊર્જા ના  ઉપયોગની આ મર્યાદા સૌરઊર્જાનું વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરણ કરતાં સોલાર સેલનો ઉપયોગ  કરી દૂર કરી શકાય છે. 
• એક વિશિષ્ટ સેલ તેને સૂર્યની સામે રાખવામાં આવે ત્યારે તેમાં  0.5 – 1 નો ક્રમનો વોલ્ટેજ ઉદ્ભવે છે અને આશરે 0.7 % જેટલો વિદ્યુતપાવર પેદા કરે છે.
• સોલાર સેલ પેનલ તરીકે ઓળખાતી ગોઠવણમાં ખૂબ જ મોટી સંખ્યામાં સોલાર સેલના સંયોજન  કરાય છે. 
• તે વ્યાવહારિક ઉપયોગ માટે પૂરતી વીજળી પૂરી પાડે છે.
• સોલાર સેલ સાથે સંકળાયેલ મુખ્ય ફાયદો એ છે કે, તેમાં કોઈ ગતિશીલ ભાગ હોતો નથી.
• જાળવણીની જરૂર ઓછી છે અને કોઈ પણ કેન્દ્રિત કરતી રચના વગર ઘણું સંતોષજનક કાર્ય કરે છે.
• અન્ય ફાયદો એ છે કે તેને અંતરિયાળ, દુર્ગમ અથવા ખૂબ જ ઓછા વસવાટવાળા વિસ્તારોમાં કે જ્યાં  પાવર-વિતરણ લાઇન ખર્ચાળ અને વ્યાપારી ધોરણે યોગ્ય ન હોય ત્યાં પ્રસ્થાપિત કરી શકાય છે.
• સોલર સેલ બનાવવા માટે ઉપયોગી એવું સિલિકોન કુદરતમાં વિપુલ માત્રામાં ઉપલબ્ધ છે.
• પરંતુ સોલર સેલ બનાવવા માટેનું વિશિષ્ટ શ્રેણીનું સિલિકોન સીમિત માત્રામાં છે.
• તેની બનાવટ માટેની સમગ્ર પ્રક્રિયા હજીય ખૂબ જ ખર્ચાળ છે. સોલાર પેનલ તૈયાર કરવા સેલના આંતરિક જોડાણમાં  ચાંદીનો ઉપયોગ થાય છે, જે તેની કિંમતમાં વધારો કરે છે.
• ઊંચી કિંમત અને ઓછી કાર્યક્ષમતા  હોવા છતાં ઘણાય વૈજ્ઞાનિક અને ટેકનોલોજીકલ પ્રયોજનોમાં તેનો ઉપયોગ થાય છે.
• કૃત્રિમ સેટેલાઇટ, માર્સ  ઓર્બિટરો જેવા અવકાશીય સાધનોમાં ઊર્જાના મુખ્ય સ્રોત તરીકે સોલાર  સેલનો ઉપયોગ થાય છે. 
• અંતરિયાળ વિસ્તારોમાં રેડિયો, વાયરલેસ ટ્રાન્સમિશન, T.V, રીલે સ્ટેશન માટે સોલાર સેલ પેનલનો ઉપયોગ થાય છે.
• ટ્રાફિક સિગ્નલ, કેલ્ક્યુલેટર અને ઘણા રમકડાંઓમાં સોલાર સેલનો ઉપયોગ થાય છે.
• વિશિષ્ટ રીતે ડિઝાઇન કરેલ ઢળતી છત પર સોલર સેલ પેનલોને લગાડવામાં આવે છે, જેથી તેની પર વધુ સૌરઊર્જા આપાત  થાય. 

જોકે સોલાર સેલની ઊંચી કિંમતને કારણે  તેનો ઘરેલુ વપરાશ હજુ સીમિત છે.

 

સમુદ્રમાંથી ઊર્જા :

ભરતી ઊર્જા (Tidal Energy)

• ભ્રમણ કરતી પૃથ્વી પર મુખ્યત્વે ચંદ્ર દ્વારા લાગતા ગુરુત્વાકર્ષણ બળને  કારણે સમુદ્રના જળસ્તરોમાં ઉતાર તથા ચઢાવ આવે છે.
• આ ધટનાને ભરતી અને ઓટ કહે છે. સમુદ્રની સપાટીનો તફાવત આપણને ભરતી ઊર્જા આપે છે. 
• સમુદ્ર તરફ  ખૂલતો સાંકડો ડેમ બાંધીને ભરતી ઊર્જાનું ઉપયોગી રૂપાંતરણ કરી શકાય છે.
• ડેમ જયાં ખૂલે છે. ત્યાં ટર્બાઇન ગોઠવીને ભરતી ઊર્જાનું વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરણ કરી શકાય છે.  

આ પ્રકારના ડેમ બનાવી શકાય તેવા સ્થળો  ખૂબ જ મર્યાદિત છે.

તરંગ ઊર્જા (Wave Energy)

• આ જ રીતે સમુદ્ર કિનારાની નજીક મોટા તરંગો સાથે સંકળાયેલ ગતિઊર્જા ને એ જ રીતે આંતરીને  વિદ્યુતનું ઉત્પાદન કરી શકાય છે. 
• સમુદ્રતટ પર એક તરફથી બીજી તરફ વહેતા ભારે પવનો વડે તરંગો રચાય છે. 
• તરંગો જ્યાં વધુ તીવ્ર હોય ત્યાં જ તરંગઊર્જાનો વ્યાવહારિક ઉપયોગ કરી શકાય  છે.
• તરંગ ઊર્જાને આંતરીને ટર્બાઇનનું ભ્રમણ કરાવી વિદ્યુતઉર્જાનું ઉત્પાદન કરી શકે તેવી  જુદી-જુદી સંરચના વિકસાવવામાં આવી છે.

સમુદ્ર તાપીય ઊર્જા (Ocean Thermal Energy)

• સમુદ્ર કે  મહાસાગરની સપાટીનું પાણી સૂર્ય દ્વારા ગરમ થાય છે અને તેની સરખામણીએ ઊંડાઈવાળા ભાગનું  પાણી ઠંડુ હોય છે. 
• તાપમાનના આ તફાવતનો ઉપયોગ, સમુદ્ર તાપીય ઊર્જાના રૂપાંતરણ પ્લાન્ટ ઊર્જા  મેળવવામાં થાય છે. 
• જો સપાટી પર રહેલ પાણી અને 2 km સુધીની ઊંડાઈએ  રહેલાં પાણીનાં તાપમાન વચ્ચેનો તફાવત  20 °C કે તેનાથી વધારે હોય તો આવા પ્લાન્ટ કાર્યાન્વિત કરી  શકાય છે.
• એમોનિયા જેવા બાષ્પસીલ (Volatile) પ્રવાહીને ઉકાળવા સપાટીના હુંફાળા પાણીનો  ઉપયોગ થાય છે.
• પ્રવાહીની  બાષ્પ વડે જનરેટર ટર્બાઇનને ચલાવી શકાય છે. સમુદ્રમાં ઊંડે રહેલા ઠંડા પાણીને  પંપ કરી પર લાવીને તેના દ્વારા બાષ્પનું ફરીથી પ્રવાહીમાં ઠારણ કરવામાં આવે છે.

સમુદ્રમાં મળતી આ ઉર્જા (ભરતી ઊર્જા, તરંગ ઊર્જા અને તાપિય ઊર્જા) ઘણી વધુ હોય છે. પરંતુ  ક્ષમતાપૂર્વક વ્યાપારી ઉપયોગ મુશ્કેલ છે.

ભૂતાપીય ઊર્જા (Geothermal energy)

• પૃથ્વી ના પોપડામાં ઊંડે ગરમ વિસ્તારોમાં  રચાતા પીગળેલા ખડકો ભૂસ્તરીય ફેરફારોને કારણે ઉપર તરફ ધકેલાઈ છે અને કેટલાક વિસ્તારોમાં  ઘેરાઈ જાય છે. આ વિસ્તારને “ગરમ વિસ્તારો”(hot spots) કહે છે. 
• જ્યાં  ભૂસ્તરીય જળ આવાં ગરમ બિંદુઓના સંપર્કમાં આવે છે ત્યારે વરાળ  બને છે. ઘણી આ વિસ્તારમાંથી ગરમ પાણી સપાટી પર કેટલાંક સ્થળે બહાર આવે છે.
• આવા સ્થળોને ગરમ પાણીના ઝરા (hot spring) કહે છે. ખડકોમાં આંતરાયેલી ઉષ્માને પાઈપ દ્વારા  ટર્બાઇન સુધી લાવવામાં આવે છે અને તે વિદ્યુતઊર્જા ઉત્પન્ન કરવામાં વપરાય છે. 
• આમા ઉત્પાદન ખર્ચ બહુ નથી, પણ વ્યાપારી ધોરણે યોગ્ય હોય તેવાં સ્થાનો બહુ ઓછાં હોય છે જ્યાં આવી ઊર્જા  વાપરી શકાય. 

ભૂસ્તરીય ઊર્જા પર આધારિત ઘણા પાવર-પ્લાન્ટ ન્યૂઝિલેન્ડ અને યુનાઈટેડ સ્ટેટ ઓફ અમેરિકામાં કાર્યાન્વિત છે.

ન્યુક્લિઅર ઊર્જા (Nuclear Energy)

• ન્યુક્લિઅર  વિખંડન તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયામાં ભારે  પરમાણુ (જેવા કે યુરેનિયમ, પ્લુટોનિયમ અથવા થોરિયમ)ના ન્યુક્લિયસ પર ઓછી ઊર્જા ધરાવતા  ન્યુટ્રોન નો મારો ચલાવવામાં આવે છે. 
• ત્યારે તે બે હલકા ન્યુક્લિયસમાં વિભાજીત થાય છે.જયારે આવું બને છે ત્યારે જો મૂળ ન્યુક્લિયસનું દળ બે નિપજ ન્યુક્લિયસના સ્વતંત્ર દળોના સરવાળા કરતાં થોડું વધુ   હોય, તો વિપુલ પ્રમાણમાં ઉર્જા મુક્ત થાય છે. 
• ઉદાહરણ તરીકે, યુરેનિયમના એક પરમાણુના વિખંડનથી  મળતી ઊર્જા કોલસા ના એક કાર્બન પરમાણુના દહનથી મળતી ઊર્જા કરતાં 10 મિલિયન ગણી હોય છે. 
• વિધુત પાવર ઉત્પાદન માટે ડિઝાઇન કરેલ ન્યૂક્લિયર રિએક્ટરમાં સ્વયં જળવાતી પ્રક્રિયાનુ એક આવું ન્યુક્લિયર બળતણ (fuel) છે.
• જે નિયંત્રિત દરે ઊર્જા મુક્ત કરે છે. મુક્ત થતી ઊર્જાનો ઉપયોગ  વરાળ પેદા કરવામાં અને પછી વિદ્યુત ઉત્પન્ન કરવામાં થાય છે.
• ન્યુક્લિયર પાવર જનરેટરનો સૌથી મોટો ખતરો એ છે કે, ઉપયોગ થયા બાદ વધેલા ન્યુક્લિયર ઈંધણ નો સંગ્રહ તથા નિકાલ કેવી રીતે કરવો. 
• કારણ કે વધેલા ઇંધણમાં રહેલ યુરેનિયમ હજુ  પણ હાનિકારક કણોમાં વિભંજન પામી વિકિરણોનું ઉત્સર્જન ચાલુ રાખે  છે.
• જો ન્યુક્લિયર ઈંધણ ના બાકી બચેલા ભાગનો યોગ્ય રીતે સંગ્રહ કે નિકાલ ન કરવામા આવે તો તેના લીધે પર્યાવરણ પ્રદુષિત થાય છે.
• આ ઉપરાંત ન્યૂક્લિયર વિકિરણોના અકસ્માત, આકસ્મિક સ્ખલન (લીકેજ)નો ખતરો પણ રહેલો છે. 
• ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ સ્થાપિત કરવાનો મોટો  ખર્ચ, વાતાવરણ પ્રદુષિત થવાનું મોટું જોખમ, યુરેનિયમની મર્યાદિત ઉપલબ્ધતાને લીધે ન્યુક્લિયર ઊર્જાનો  મોટા પાયા પરનો ઉપયોગ શક્ય બનતો નથી.

ન્યૂક્લિયર પાવર સ્ટેશનની રચના પૂર્વે ન્યૂક્લિયર  ઊર્જાનો ઉપયોગ પ્રથમ તો વિનાશ માટે કરવામાં આવ્યો હતો. ન્યુક્લિયર હથિયારમાં થતી શૃંખલા વિખંડન પ્રક્રિયા તથા નિયંત્રિત ન્યુક્લિયર રીએક્ટરોમાં થતી પ્રક્રિયામાં ભૌતિક વિજ્ઞાનના સમાન સિદ્ધાંત છે, પરંતુ બંને પ્રકારનાં સાધનોની રચના સંપૂર્ણપણે એકબીજાથી જુદી છે.

 

સ્વાધ્યાયના પ્રશ્નો

4.પ્રત્યક્ષ ઉર્જાસ્ત્રોતોના રૂપમાં અશ્મિભૂત બળતણ અને સૂર્યની સરખામણી કરો.

ઉત્તર :

અશ્મિભૂત બળતણ:

 

→તે પુનઃ અપ્રાપ્ય અને ખુટી જાય તેવો ઉર્જા સ્ત્રોત છે.

→તે પર્યાવરણમાં પ્રદૂષણ ફેલાવે છે.

 →અશ્મિભૂત બળતણ જમીનમાંથી મેળવવું પડે છે.

→ તે પરંપરાગત ઊર્જા સ્રોત છે.

 સૂર્ય:

→તે પુનઃપ્રાપ્ય અને અખૂટ ઊર્જા સ્રોત છે.

 →તે પ્રદૂષણ રહિત સ્રોત છે.

 →તે આપણા દેશના મોટાભાગના વિસ્તારોમાં દિવસના મોટા ભાગના સમય  દરમિયાન સરળતાથી પ્રાપ્ત છે.

→તે બિનપરંપરાગત ઉર્જા સ્ત્રોત છે.

 

5.ઉર્જાસ્ત્રોતના સ્વરૂપમાં જૈવભાર અને જળ વિધુતની સરખામણી કરો.

ઉત્તર :

જૈવભાર:

→તેના ઉપયોગથી પ્રદૂષણ થાય છે.

→તે ઓછો ખર્ચાળ છે.

 →તે લાકડુ, કૃષિ-કચરો, છાણાં વગેરે સ્વરૂપે પ્રાપ્ત થાય છે..

 →તેના ઉપયોગ દ્વારા બાયોગેસ ઉત્પન્ન કરી શકાય છે.

જળવિધુત:

 →તે પ્રદૂષણ મુક્ત ઊર્જા સ્ત્રોત છે.

 →બંધ બનાવવાના  સંદર્ભે તે ખર્ચાળ છે.

→પાણીની સ્થિતિ-શક્તિનું જળવિદ્યુતમાં રૂપાંતર થાય છે.

→તેના ઉપયોગથી કોઈ વાયુ ઉત્પન્ન થતો નથી.

6.નીચેના માંથી ઊર્જા  પ્રાપ્ત કરવામાં કઈ મર્યાદાઓ છે ?

(a) પવન (b) તરંગો (c) ભરતી

ઉત્તર :

ઉર્જા –સ્વરૂપ  →પ્રાપ્તિમાં મર્યાદાઓ

(a) પવન → ગતિ 15km / h થી વધુ હોવી જરૂરી, પવન ઊર્જા ફાર્મ સ્થાપવા પ્રારંભિક ખર્ચે ખૂબ ઉંચો, કુદરતી  પરિબળો સામે ટાવર અને પાંખિયાંનો નિભાવ ખર્ચ વધારે હોય છે.

(b) તરંગો → સમુદ્ર જે વિસ્તારોમાં ભારે પવન ફૂંકાતા હોય ત્યાં જ તીવ્ર તરંગોમાંથી ઊર્જા મેળવી શકાય.તે ખર્ચાળ છે અને તેનુ વ્યવસ્થાપન મુશ્કેલ છે.

(c ) ભરતી → ભરતી ઊર્જા મેળવવા બંધ બનાવી શકાય તેવા સ્થળ મર્યાદિત છે. વ્યાવસાયિક રીતે તેનો કાર્યક્ષમ ઉપયોગ કરવો મુશ્કેલ છે.

7.ઉર્જા સ્ત્રોતો નું નીચે પ્રમાણે વર્ગોમાં કયા આધાર પર વર્ગીકરણ કરશો?

(A)પુનઃપ્રાપ્ય અને પુનઃ અપ્રાપ્ય

(b)ખુટી જાય તેવા અને અખુટ

ઉત્તર:

(a) ખૂટી જાય તેવા ; અશ્મિ બળતણ, કોલસો તેમજ પેટ્રોલ ક્યારેક સમાપ્ત થઈ જશે.

(b) અખૂટ: પવન , ભરતી, સૌર ઉર્જા વગેરે પ્રાપ્ત  થતાં ઊર્જા સ્વરૂપો છે.

(c) પુન: પ્રાપ્ય : જૈવભાર, જો યોગ્ય વ્યવસ્થાપન કરવામાં આવે  તો ચોક્કસ દરે ઊર્જાનો નિશ્ચિત જથ્થો ઉપલબ્ધ થતો રહે.

(d) પુનઃ અપ્રાપ્ય : અશ્મી બળતણ, એક વખત ઉપયોગમાં લેતા વપરાય છે અને કાયમી સમાપ્ત થઈ જશે. નજીકના ભવિષ્યમાં પ્રાપ્ત થશે નહીં.

8.ઊર્જાના આદર્શ સ્ત્રોત માં કયા ગુણો હોય છે?

ઉત્તર :

નીચે ની લાક્ષણિકતાઓ  ધરાવતા સ્ત્રોત ને ઊર્જાનો ઉત્તમ સ્ત્રોત  કહે છે :

→ તે એકમ  કદ અથવા દ્રવ્યમાનદીઠ વધારે માત્રામાં કાર્ય કરે.

→તે સરળતાથી ઉપલબ્ધ હોય.

→તે સંગ્રહ  તથા પરિવહનમાં સરળ હોય.

→તે સસ્તી હોય,

9. સૌરકુકરના ઉપયોગથી કયા લાભ તથા હાનિ થાય છે? શું તેવા  પણ સ્થળો છે, જ્યાં સૌર કુકરની ઉંપધોગિતા મર્યાદિત હશે

ઉત્તર :

સૌર કૂકર ના ઉપયોગથી  લાભ:

→તેના ઉપયોગ થી કોઈ પ્રકારનું પ્રદૂષણ થતું નથી.

→તેમાં  નવીનીકરણીય અને અક્ષય ઊર્જા સ્રોતનો ઉપયોગ થાય છે.

→તેમાં રસોઈ બનાવતી વખતે ખોરાકનાં પોષણ મૂલ્ય જળવાઈ રહે છે, કારણ કે રસોઈ બનાવવાની ક્રિયા પ્રમાણમાં નીચા તાપમાને થાય છે.

હાનિ:

→તેનો ઉપયોગ રાત્રીના સમયે અને વાદળછાયા વાતાવરણ ના ગાળામાં કરી શકાતો નથી.

→તેમાં રસોઈ બનતાં વધારે  સમય લાગે છે.

→સૂર્યકિરણને પરાવર્તિત કરતા અરીસાનું સતત નિરીક્ષણ અને વારંવાર તેની દિશા બદલતા રહેવું પડે છે.

→તળવા માટે તેમજ રોટલી બનાવવા માટે તે ઉપયોગી નથી.

 જ્યાં સૂર્ય /પ્રકાશ સૌર-ઊર્જા પૂરતા પ્રમાણમાં હોય ત્યાં સૌરકૂકરની ઉપયોગિતા મર્યાદિત છે. વરસાદી અને વાદળ વાળા દિવસોમાં સૌરકૂકર કાર્ય કરતુ નથી. એવા સ્થળો આપણા દેશમાં ઉત્તર ભારતમાં હિમાલયના વિસ્તારો છે.

10. ઊર્જાની  વધતી જતી માંગની પર્યાવરણીય  અસર શું છે ?ઊર્જાનો વપરાશ ઓછો કરવા માટે તમે ક્યાં ઉપાયો સૂચવશો?

• ઊર્જાની  માંગ દિવસે ને દિવસે   વધતી જાય છે. કોઇ પણ ઊર્જા સ્ત્રોતનો  ઉપયોગ કે શોષણ પર્યાવરણ પર વધારે કે ઓછા પ્રમાણમાં હાનિકારક અસર કરે છે.
• ઉદાહરણ તરીકે, અશ્મિભૂત બળતણ વાયુ  પ્રદૂષણ કરે છે. તેના દ્વારા ગ્રીનહાઉસ અસર, એસિડ વર્ષા વગેરે અસરો સર્જાય છે. 
• પાણીની સ્થિતિ ઊર્જામાંથી વિદ્યુત-ઉત્પાદન માટે બંધ બનાવતા મોટા નિવસનતંત્રોનો નાશ થાય છે.

ઉર્જાનો વપરાશ ઓછો કરવા માટેના ઉપાયો :

(1) વ્યક્તિગત વાહનોનો  દૈનિક ઉદ્યોગ ઘટાડી શક્ય હોય ત્યાં સુધી જાહેર પરિવહન સેવાનો ઉપયોગ કરવો.

(2 ) પ્રદૂષણમુકત ઊર્જાસ્રોતનો ઉપયોગ વધારવો.

(3) પર્યાવરણ માટે ઓછા નુકસાનકારક બળતણ CNG, બાયોગેસ વગેરેનો ઉપયોગ કરવો.

(4) જ્યારે જરૂર ન હોય ત્યારે બલ્બ, પંખા અને અન્ય વીજ-ઉપકરણો નો પ્રવાહ / સ્વીચ બંધ રાખવામાં આવે.

(5) સૌરકૂકર, સોલર વોટર હીટરનો ઉપયોગ કરવામા આવે.

(6) ટ્રાફિક સિગ્નલ પાસે લાલ લાઇટ હોય ત્યારે વાહન બંધ રાખવું.

Intext પ્રશ્નો:

 ઊર્જાનો ઉત્તમ સ્ત્રોત કોને કહે છે ?

ઉત્તર :

→તે એકમ કદ અથવા દ્રવ્યમાન દીઠ વધારે માત્રામાં કાર્ય કરે.

→ તે સરળતાથી ઉપલબ્ધ હોય.

 →તે સંગ્રહ તથા પરિવહન માં સરળ હોય.

→તે સસ્તો હોય.

ઉત્તમ બળતણ કોને કહે છે ?

ઉત્તર : 

→ધુમાડો કે રાખ  ઉત્પન્ન કર્યા વગર સંપૂર્ણ દહન પામે.

→ઓછી માત્રામાં દહન દરમિયાન વધારે માત્રામાં ઉષ્મા ઉત્પન્ન કરે,

→સરળતાથી પ્રાપ્ત અને સસ્તું હોય,

 →તે પ્રદૂષણ ન કરતું હોય તેમજ કોઈ અવશેષ બાકી ન રાખે, તેને ઉત્તમ બળતણ કહે છે.

જો તમે તમારા ભોજનને ગરમ કરવા માટે કોઈ પણ ઊર્જા સ્રોતનો ઉપયોગ કરી શકો છો, તો તમે કોનો ઉપયોગ કરશો અને કેમ?

ઉત્તર : 

• જો ગામડામાં રહેતા હોઈએ, તો ભોજનને ગરમ કરવા માટે ગોબર ગેસનો ઉપયોગ કરીશું, કારણ કે તે સરળતાથી પ્રાપ્ત, સસ્તું  વધુ ઉષ્મા ક્ષમતા ધરાવતું બળતણ છે.
• જો શહેરમાં રહેતા હોઈએ, તો ભોજન ગરમ કરવા માટે LPG અથવા ઓવન કે માઇક્રોવેવનો ઉપયોગ કરીશું, કારણ કે LPG પ્રદૂષણ રહિત છે.
• ઓવન કે માઇક્રોવેવ વધારે પસંદગી પાત્ર છે, કારણ કે તેમાં  ભોજન ગરમ કરતી વખતે ખોરાકની પોષણક્ષમતા જળવાઈ રહે છે.

અશ્મિ બળતણ ના ગેરલાભ શું છે?

ઉત્તર:

ગેર લાભ:

(1) અસ્મિભૂત બળતણ બનતા કરોડો વર્ષો લાગે છે, હવે તેનો મર્યાદિત ભાગ જ બાકી રહ્યો છે.

(2) અશ્મિભૂત બળતણ પુનઃ અપ્રાપ્ય ઉર્જા સ્ત્રોત છે.

(3) કોલસા અને પેટ્રોલિયમના  દહનથી વાયુ-પ્રદુષણ થાય છે.

અશ્મીભૂત બળતણના દહનથી મુક્ત થતા કાર્બન, નાઈટ્રોજન તથા  સલ્ફર ઓક્સાઇડ એસિડિક હોય છે. આ એસીડીક ઓક્સાઈડ એસિડ વર્ષનું કારણ બને છે.

(4) અશ્મીભૂત બળતણના દહનથી સર્જાતા કાર્બન ડાયોક્સાઇડના  વધતાં જતાં પ્રમાણથી ગ્રીનહાઉસ અસર સર્જાય છે.

 શા માટે આપણે ઊર્જાના વૈકલ્પિક સ્ત્રોત નજર દોડાવીએ છીએ?ઉત્તર : 

• આપણે ઊર્જાના વૈકલ્પિક સ્ત્રોત તરફ નજર દોડાવી છીએ, કારણ કે ઉર્જાની વધતી જતી માંગ મુખ્યત્વે અશ્મીભૂત બળતણથી પૂરી કરવામા આવે છે. 
• આપણી તકનીકો મુખ્યત્વે કોલસા અને પેટ્રોલિયમ જેવા  બળતણના ઉપયોગ માટે વિકસાવેલ છે.પરંતુ અશ્મીભૂત બળતણ પૂનઃ અપ્રાપ્ય સ્ત્રોત છે. તેનો ભંડાર મર્યાદિત છે તેમજ તેના નિર્માણમાં લાખો  વર્ષનો સમય થાય છે. 
• અત્યારના ચિંતાજનક દરે જો તેનો ઉપયોગ  થતો રહેશે તો નજીકના ભવિષ્યમાં આ બળતણ સમાપ્ત થઈ જશે.આ પરિસ્થિતિ ટાળવા માટે આપણે વૈકલ્પિક સ્ત્રોત તરફ નજર દોડાવીએ છીએ.

 પવન અને પાણી-ઊર્જાના પરંપરાગત ઉપયોગને આપણી સગવડતા માટે કેવા ફેરફાર કરાયો છે?

ઉત્તર : 

• પવન-ઊર્જાના પરંપરાગત ઉપયોગને પવનચક્કી અને પવન-ઊર્જા ફાર્મ સ્થાપી વિદ્યુત-ઉત્પાદન માટે સુધારવામાં આવ્યા છે. 
• પાણી-ઊર્જાના પરંપરાગત ઉપયોગને બંધ બાંધી, તેમાંથી નીચે પડતાં  પાણીની સ્થિતિ-ઊર્જાનું વિદ્યુત-ઊર્જામાં રૂપાંતર કરવા સુધારવામાં આવ્યા છે.

 સૌરકૂકર માટે કયો અરીસો અંતર્ગોળ બહિર્ગોળ કે સમતલ  સૌથી વધારે યોગ્ય છે?

ઉત્તર :

સૌરકુકર  માટે અંતર્ગોળ (Corncave) અરીસો સૌથી વધારે  યોગ્ય છે, કારણ કે તે મોટા પ્રમાણ માં સૂર્ય કિરણોને સૌરકુકરમાં એકત્રિત કરે છે.

મહાસાગરમાંથી પ્રાપ્ત થતી ઊર્જાની કઈ મર્યાદાઓ  છે?

ઉત્તર : 

મહાસાગરમાંથી પ્રાપ્ત થતી ઊર્જાની મર્યાદાઓ;

(1) ભરતી ઊર્જા માટે બંધ બનાવી શકાય તેવા સ્થળો ખૂબ જ મર્યાદિત છે.

(2) સમુદ્રતટ. જ્યાં તીવ્ર પવનો  ફૂંકાતા હોય ત્યાં જ તરંગ ઊર્જા મેળવી શકાય છે.

(3) કાર્યક્ષમ વ્યાવસાયિક રીતે સમુદ્રતાપીય ઊર્જાનો  ઉપયોગ કે શોષણ મુશ્કેલ છે.

 ભૂતાપીય ઊર્જા એટલે શું?

ઉત્તર : 

ભૂમિમાં ગરમ  બિંદુઓના વિસ્તારમાં એકત્રિત બાષ્પ સ્વરૂપી  ઊર્જાને ભૂતાપીય ઊર્જા કહે છે.

ન્યુક્લિયર ઉર્જાના ફાયદા કયા છે?

ન્યુક્લિયર ઉર્જાના ફાયદા :

(1) અન્ય પરંપરાગત સ્ત્રોત ની  સાપેક્ષે ઘણી વધારે ન્યુક્લિયર ઊર્જા ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. 

ઉદા., યુરેનિયમના  એક પરમાણુના વિખંડન દરમિયાન મુક્ત થતી ઊર્જા કોલસામાં એક કાર્બન પરમાણુના  દહનથી મળતી ઊર્જા દ્વારા 10 મિલિયન ગણી વધુ હોય છે.

(2) જળ વિદ્યુત પ્લાન્ટ કે થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ દ્વારા ઊર્જા મેળવવા માટે જરૂરી જગ્યા કરતાં ન્યુક્લિયર ઉર્જા પ્રાપ્તિ માટે  ઓછી જગ્યા જોઈએ છે.

 શું કોઈ ઊર્જા  સ્ત્રોત પ્રદૂષણમુક્ત છે ? કેમ અથવા કેમ નહી?

ઉત્તર : 

સૂર્ય, પવન, ભૂતાપીય ઉર્જા સ્ત્રોત પ્રદૂષણમુક્ત ગણવામાં આવે છે, પરંતુ જ્યારે સ્રોતમાંથી ઊર્જા પ્રાપ્ત કરવા કે ઉપયોગ કરવામાં આવે ત્યારે તે માટેનાં ઉપકરણો ના ઉપયોગથી પર્યાવરણમા પ્રદૂષણ થાય છે. તેથી કોઈ પણ ઊર્જા સ્રોત સંપૂર્ણ રીતે પ્રદૂષણમુક્ત નથી.

રોકેટ માં બળતણ તરીકે હાઈડ્રોજનનો ઉપયોગ થાય  છે.શું તમે CNG ની સરખામણીમાં તેની વધારે સ્વચ્છ ઈંધણ કહેશો ? કેમ અથવા કેમ નહી?

 

ઉત્તર : 

 CNG ની સરખામણીમાં હાઇડ્રોજન વધારે સ્વચ્છ  ઈંધણ છે, 

કારણ કે ઓક્સિજનની હાજરીમાં હાઈડ્રોજનનું દહન થતાં પાણીની બાષ્પ (H2O(g)) ઉત્પન્ન થાય છે. જ્યારે CNG મિથેન ધરાવે છે. તેના દહનથી કાર્બન ડાયૉક્સાઈડ અને કાર્બન મોનોક્સાઈડ ઉત્પન્ન થાય છે.

એવા બે ઊજfસ્રોતનાં નામ લખો જેને તમે પુનઃપ્રાપ્ય માનો છો. તમારી પસંદગી માટે કારણ આપો.

ઉત્તર : 

( 1 ) જળ વિધુત, જળાશયમાં વરસાદને કારણે દર વખતે પાણી પુનઃ ભરાય છે.

( 2 ) પવન-ઊર્જા,સૌર-વિકિરણો દ્વારા ભૂખંડો તથા જળાશયો અસમાન  ગરમ થવાથી હવામાં ગતિ ઉત્પન્ન થાય છે અને પવન ફૂંકાય છે.

પ્રશ્ન 38. એવા બે ઉર્જાસ્રોતના નામ લખો. જેને તમે ખૂટી જાય તેવા ઊર્જાસ્રો માનો છો .તમારી પસંદગી માટે કારણ આપો.

ઉત્તર :

અશ્મિ બળતણ એટલે કે કોલસો અને પેટ્રોલિયમ ખુટી જાય તેવા ઊર્જા સ્ત્રોત છે , કારણ કે તેના દહન સાથે તે કાયમી નષ્ટ થાય છે.

આપણે જાણીએ છીએ કે જો કોઈ વસ્તુ ગતિશીલ છે  તો તે સજીવ છે. વનસ્પતિઓમાં આ રીતની કેટલીક ક્રિયાઓ વાસ્તવમાં વૃદ્ધિનું પરિણામ છે.એક બીજ અંકુરિત થાય છે અને વૃદ્ધિ કરે છે અને આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે, થોડા દિવસોમાં તે  માટીને બાજુમાં ધકેલી નાનો છોડ બહાર આવે છે, પરંતુ જો તેમની વૃદ્ધિ રોકાઈ જાય તો આ ક્રિયા થતી નથી.

મોટા ભાગનાં પ્રાણીઓમાં અને કેટલીક વનસ્પતિઓમાં કેટલુંક હલનચલન વૃદ્ધિની સાથે સંબંધિત હોતું નથી. એક દોડતી બિલાડી, હીંચકા પર હીંચતાં બાળકો, વાગોળતી ભેંસ–આ હલનચલનો  વૃદ્ધિનું કારણ નથી.

જોઈ  શકાય તેવી આ ક્રિયાઓને આપણે જીવનની સાથે કેમ જોડી છીએ ? તેનો એક સંભવિત જવાબ એ છે કે, આપણે ક્રિયાઓને સજીવના પર્યાવરણમાં આવતા પરિવર્તનના પ્રતિચાર રૂપે વિચારીએ છીએ.બિલાડી એટલા માટે દોડતી હશે કારણ કે તેણે એક ઉંદરને જોયો  છે. માત્ર આટલું નહીં પરંતુ આપણે સજીવોના હલનચલનને તેમના પર્યાવરણ માં થયેલા ફેરફારોનો લાભ ઉઠાવવાનો એક પ્રયાસ પણ ગણી શકીએ.

પ્રાણીઓ – ચેતાતંત્ર (Animals = Nervous System)

પ્રાણીઓમાં આ નિયંત્રણ અને સંકલન ચેતા અને સ્નાયુપેશી દ્વારા થાય છે.  આકસ્મિક પરિસ્થિતિમાં ગરમ પદાર્થને અડકવું આપણા માટે હાનિકારક હોઈ શકે છે. આપણે તે ઓળખવાની અને તેને અનુરૂપ ક્રિયા કરવાની જરૂરિયાત હોય છે.

 

શરીરમાં ઊર્મિવેગ નું વહન

• આપણા પર્યાવરણમાંથી બધી સૂચનાઓની  ઓળખ કેટલાક ચેતાકોષો ના વિશિષ્ટીકરણ પામેલા ટોચના તંતુઓ  દ્વારા થાય છે.
• તે ગ્રાહી એકમ, સામાન્ય રીતે આપણા  સંવેદાંગોમાં હોય છે, જેમકે – અંતઃ કર્ણ, નાક, જીભ વગેરે. સંવેદનાનાગ્રાહી સ્વાદ ઓળખ કરે છે જ્યારે ઘ્રાણગ્રાહી એકમ ગંધને લગતી સંવેદનાની ઓળખ કરે છે.
• શરીરમાં આ સૂચના એક ચેતાકોષના અગ્રભાગે આવેલા તંતુઓ  દ્વારા મેળવવામાં આવે છે,અને એક રાસાયણિક ક્રિયા દ્વારા વિદ્યુતઆવેગ ઉત્પન્ન કરે છે.
• આ આવેગ  શિખાતંતુથી ચેતાકોષ કાય સુધી જાય છે અને ચેતાક્ષ થઈને તેના અંતિમ છેડા સુધી પહોંચે છે.
• ચેતાક્ષ ના  છેડેથી વિદ્યુતવેગ કેટલાંક રસાયણોને મુક્ત  કરે છે. આ રસાયણ અવકાશીય સ્થાન કે ચેતોપાગમને  પસાર કરીને તેના પછીના ચેતાકોષના શિખાતંતુઓ માં વિદ્યુત આવેગના પ્રારંભ કરે છે.
• આ શરીરમાં ઊર્મિવેગના વહનની સામાન્ય પ્રણાલિ છે.આ રીતે એક  ચેતાપગમ અંતમાં એવા ઊર્મિવેગ ને ચેતાકોષોથી અન્ય કોષોમાં  જેવા કે સ્નાયુકોષો કે ગ્રંથિ સુધી લઈ જાય છે.

પરાવર્તી ક્રિયા માં શું થાય છે ?

પર્યાવરણ માં કોઈ ઘટનાની ક્રિયાના  ફળ સ્વરૂપે અચાનક થયેલી ક્રિયાની ચર્ચા કરીએ તો મોટે ભાગે પ્રતિચાર’ શબ્દનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.

આપણે કહીએ છીએ કે, ‘હું પ્રતિચાર સ્વરૂપે બસમાંથી કુદી ગયો.’ અથવા મેં પ્રતિચાર સ્વરૂપે (તરત જ) અગ્નિ જવાળામાંથી મારો હાથ પાછો ખેંચી લીધો અથવા ‘હું એટલો બધો ભૂખ્યો હતો કે પ્રતિચાર સ્વરૂપે મારા મોમાં પાણી આવવા લાગ્યું.

આનો અર્થ શું છે ? આ બધા ઉદાહરણ માં એક સામાન્ય વિચાર એ આવે છે કે જે કંઈક આપણે  કરી રહ્યા છીએ તેના વિશે વિચાર કરતાં નથી અથવા આપણી ક્રિયાઓના નિયંત્રણને અનુભવતા નથી. છતાં પણ આ એવી પરિસ્થિતિઓ છે જ્યાં આપણે આપણા પર્યાવરણમાં થનારાં પરિવર્તનોના પ્રત્યે પ્રતિચાર કરીએ છીએ.

આ વિષય પર ફરીથી વિચાર કરીએ, એક ઉદાહરણ લઈએ જ્વાળા ને અડકવાનું આપણા માટે અથવા કોઈ પણ પ્રાણી માટે એક અકસ્માત અને ભયજનક સ્થિતિ છે. આપણે તેના  પ્રત્યે કેવી રીતે ક્રિયા કરીએ છીએ ? એક સરળ રીત છે કે આપણે વિચાર કરીએ કે આપણને ઈજા પહોંચી શકે છે અને એટલા માટે આપણે આપણો હાથ હટાવી લઈએ છીએ ત્યારે એક જરૂરી  પ્રશ્ન ઉદભવે છે કે આ બધું વિચારવા માટે આપણને કેટલો સમય લાગે છે? જવાબ તેના પર આધારિત છે કે આપણે કેવી રીતે વિચારીએ છીએ ?

 

પરાવર્તી ક્રિયા: આ રીતે મગજના ઐચ્છિક કેન્દ્રની જાણ બહાર બાહ્ય ઉત્તેજના સામે દર્શાવાતાં અનૈચ્છિક અને ઝડપી પ્રતિચાર ને પરાવર્તી ક્રિયા કહે છે.

ઉદાહરણ:

•  અજાણતા તીક્ષ્ણ વસ્તુ ખૂંચતા હાથ ઝડપથી પાછો ખેંચવો.
• અજાણતા ગરમ વસ્તુને સ્પર્શ થતાં હાથ ઝડપથી દૂર લેવો.
• ઉધરસ, બગાસું કે છીંક ખાવી.
• આંખના પલકારા વગેરે.

જો  આમ હોય તો આશ્ચર્ય નથી કે આપણા શરીરમાં વિચારવા માટેનું અંગ ચેતાકોષો ની જટિલ જાળીરૂપ રચનાનું બનેલું છે.

જે ખોપરીમાં અગ્રભાગે આવેલી રચના છે અને શરીરના બધા ભાગોમાંથી સંકેતો  પ્રાપ્ત કરે છે તેમજ તેના પર ક્રિયા કરતાં પહેલાં વિચાર કરે છે.

નિઃસંદહ આ સંકેતો પ્રાપ્ત કરવા માટે ખોપરીમાંનું મગજ શરીરના વિવિધ ભાગોથી આવતી ચેતાઓ સાથે જોડાયેલું હોવું જોઈએ.

આ રીતે, જો મગજનો આ ભાગ સ્નાયુઓની ક્રિયા કરવાનો આદેશ આપે છે તો ચેતાઓ દ્વારા આ  સંકેતોને શરીરના વિવિધ ભાગો સુધી લઈ જવા જોઈએ.

આપણે કોઈ ગરમ વસ્તુને અડકીએ અને મગજને આ બધી ક્રિયાઓ કરવી પડે તો ઘણો સમય લાગે અને આપણે દાઝી જઈએ. 

 

પરાવર્તી કમાન:

•  ઉષ્માની સંવેદનાના વિષયમાં વિચારીએ તો જે ચેતા ઉષ્માની  અનુભૂતિ કરે છે તે સ્નાયુઓના હલનચલન કરાવે તેવી ચેતા સાથે સરળ રીતે જોડાયેલી હોવી જોઈએ જેથી સંવેદના ગ્રહણ અને તેના પ્રતિચારની ક્રિયા ઝડપથી થઇ  શકે. આવા જોડાણને પરાવર્તી કમાન કહે છે. 

 

•  આખા શરીરની ચેતાઓ મગજ તરફ જતી વખતે કરોડરજજુમાં મળે છે. આ કરોડરજ્જુમાં  પરાવર્તી કમાન રચાય છે. જોકે સંવેદના આગળ વધીને મગજ  સુધી પણ પહોંચે તો છે જ.
• મોટા ભાગનાં પ્રાણીઓમાં પરાવર્તી કમાન એટલા માટે વિકસિત હોય છે કારણ કે તેના મગજને  વિચારવાની ક્રિયા ખૂબ જ સતેજ હોતી નથી.
• વાસ્તવમાં, મોટા ભાગના પ્રાણીઓમાં વિચારવા માટે  જરૂરી જટિલ ચેતાકોષીય જાળ કાં તો અલ્પ વિકસિત હોય છે અથવા ગેરહાજર હોય છે.

આમ, આ સ્પષ્ટ છે કે વાસ્તવિક વિચારની ક્રિયા ગેરહાજરીમાં પરાવર્તી કમાન વિકાસ પામે છે જો  જટિલ ચેતાકોષીય જાળનું અસ્તિત્વ હોય, તે પણ પરાવર્તી કમાન તરીકે એક ખૂબ જ કાર્યક્ષમ પ્રણાલીના રૂપમાં કાર્ય કરે છે.

માનવ-મગજ (Human Brain)

મગજમાં આ મુજબના ત્રણ મુખ્ય ભાગો કે પ્રદેશો છે જેના નામ અગ્રમગજ, મધ્યમગજ અને પશ્ચમગજ છે.

• (૧) અગ્ર મગજ:  મગજનો મુખ્ય વિચારવાવાળો ભાગ અગ્ર મગજ છે. તેમાં વિવિધ ગ્રાહી એકમો સંવેદનાઓ  મેળવવા માટેના વિસ્તારો આવેલા હોય છે.  
• અગ્રમગજના અલગ-અલગ વિસ્તારો શ્રવણ, ઘ્રાણ, દૃષ્ટિ વગેરેના માટે વિશિષ્ટીકરણ પામેલ હોય છે.
•  તેમાં સહનિયમનનાં સ્વતંત્ર ક્ષેત્રે હોય છે જેમાં  સંવેદનાઓ નું અર્થઘટન અન્ય ગ્રાહી એકમથી પ્રાપ્ત સૂચનાઓ વડે તેમજ પહેલેથી જ મગજમાં એકત્રિત થયેલી માહિતી વડે કરવામાં આવે છે. 
• જોકે કેટલીક સંવેદનાઓ જોવા કે  સાંભળવાથી પણ વધારે જટિલ છે. જેમકે, આપણને  કેવી રીતે ખબર પડી કે આપણે યોગ્ય માત્રામાં ભોજન આરોગી ચૂક્યા છે ?
• આપણું પેટ પૂરું ભરેલું છે. આ જાણવા માટે એક ભૂખ સંબધિત  કેન્દ્ર છે. જે અંગ્રમગજમાં એક અલગ ભાગરૂપ છે.
• (૨) મધ્ય મગજ: તેમાં દ્રષ્ટિ અને શ્રવણ ની પરાવર્તી ક્રિયા ના કેન્દ્રો આવેલા છે.
• (૩) પશ્વ મગજ: સેતુ, લંબ મજજા અને અનુમસ્તિષ્ક  તેના ભાગ છે
•  અનૈચ્છિક ક્રિયાઓ મધ્યમગજ અને પશ્ચમગજ થી નિયંત્રિત હોય છે. આ બધી અનૈચ્છિક ક્રિયાઓ જેવી કે રુધિરનું દબાણ, લાળ રસનું ઝરવું અને ઉલટી થવી, પશ્ચ મગજમાં આવેલ લંબમજ્જા દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
• એક સીધી રેખામાં ચાલવું, સાઇકલ ચલાવવી, એક પેન્સિલ ઉપાડવી વગેરે જેવી કેટલીક ક્રિયાઓ વિચારી  શકાય.

આ પશ્વ મગજમાં આવેલ ભાગ અનુમસ્તિક દ્વારા જ સંભવ છે જે ઐચ્છિક ક્રિયાઓની ચોકસાઈ અને શરીરની સમસ્થિતિ અને સંતુલન માટે જવાબદાર છે.

 મગજ જેવું નાજુક અંગ જે વિવિધ ક્રિયાઓ માટે ખૂબ જ જરૂરી છે, તેનું સાવચેતીપૂર્વક રક્ષણ પણ થવું  જોઈએ.

તેના માટે શરીરનું આયોજન એ પ્રકારનું છે કે મગજ એ અસ્થિઓની બનેલી પેટીમાં આવેલું છે.

આ મસ્તક પેટીની અંદર પ્રવાહી યુક્ત ફુગ્ગા ની  અંદર મગજ હોય છે, જે આંચકા સામે રક્ષણ આપે છે.

જો તમે તમારો હાથ કમર ની મધ્યમાંથી નીચે લઈ જાઓ તો તમે એક સખત ઉપસેલી  રચનાઓનો અનુભવ કરો છે આને  કરોડસ્તંભ કે પૃષ્ઠવંશી કહે છે. જે કરોડરજ્જુનું રક્ષણ કરે છે.

ચેતાપેશી કેવી રીતે ક્રિયા કરે છે ?

જ્યારે ઊર્મિવેગનું વહન સ્નાયુ સુધી પહોંચે છે ત્યારે સ્નાયુઓએ હલનચલન કરવું જ જોઈએ. 

એક સ્નાયુકોષ કેવી રીતે કાર્ય કે હલનચલન કરે કે ક્રિયા કરે છે ? કોષીય સ્તરે હલનચલન કે પ્રચલન માટે સૌથી સરળ ધારણા એ છે કે, સ્નાયુકોષો તેમનો આકાર બદલી કાર્ય કરી શકે છે.

આમ, હવે પછીનો પ્રશ્ન એ છે કે સ્નાયુ કોષો પોતાના આકારમાં ફેરફાર કેવી રીતે લાવે છે ? આનો જવાબ કોષીય અંગિકાઓના રાસાયણિક બંધારણ માં રહેલો છે. 

સ્નાયુકોષોમાં  વિશેષ પ્રકારનું પ્રોટીન  હોય છે જે તેમનો આકાર અને વ્યવસ્થા બંનેમાં ફેરફાર લાવે છે કોષોમાં  આ ચેતાકીય વીજ-આવેગની પ્રતિક્રિયા સ્વરૂપે થાય છે. જ્યારે આ ઘટના થાય છે ત્યારે આ પ્રોટીનની નવી વ્યવસ્થા સ્નાયુનો નવો આકાર આપે છે. 

 

Q- પરાવર્તી ક્રિયા અને ચાલવાની ક્રિયા વચ્ચે શું ભેદ છે?

Ans: પરાવર્તી ક્રિયા નું કરોડરજ્જુ વડે નિયંત્રણ થાય છે. તે અનૈચ્છિક ક્રિયા છે. જ્યારે ચાલવાની ક્રિયા ઐચ્છિક  ક્રિયા છે તે પશ્વ મગજના અનુમસ્તિષ્ક ભાગ વડે નિયંત્રિત થાય છે.

 

Q- બે ચેતાકોષો ની વચ્ચે આવેલા ચેતોપાગમમાં  કઈ ઘટના બને છે?

• Ans: અક્ષ તંતુ ના છેડે કેટલાંક રસાયણો વીજ આવેગ મુક્ત કરે છે. આ રસાયણો ચેતોપાગમ પસાર કરે છે.
• ત્યારબાદ ચેતાકોષ ના શિખાતંતુઓમાં વીજ આવેગ ની શરૂઆત થાય છે.
• મગજનો અનુમસ્તિષ્ક ભાગ શરીરની સ્થિતિ અને સમતુલન જાળવી રાખવાનું કાર્ય કરે છે.

Q- આપણને અગરબત્તીની સુવાસ ની ખબર કેવી રીતે થાય છે?

• Ans- આપણા નાકમાં આવેલા  ધ્રાણ ગ્રાહી એકમો અગરબત્તીની સુવાસ થી ઉત્તેજિત થાય છે.
• ત્યારે  ઊર્મિવેગ સંવેદી ચેતાકોષો ના શિખા તંતુ વડે ગ્રહણ થાય છે. આ ઊર્મિવેગ મગજ તરફ વહન પામે છે.
• ત્યાર પછી બૃહદ મસ્તિષ્ક મા આ સંદેશાની આંતરક્રીયા થાય છે જેથી આપણને અગરબત્તીની સુવાસ ની ખબર પડે છે.

Q- પરાવર્તી ક્રિયા માં મગજ ની ભૂમિકા શું છે?

• Ans: સામાન્ય રીતે પરાવર્તી ક્રિયા માં મગજની કોઈ સક્રિય ભૂમિકા નથી કેમકે તે કરોડરજ્જુ વડે દર્શાવાય છે.
• પરંતુ કેટલીક પરાવર્તી ક્રિયાઓ જેવી કે હૃદયના ધબકારા, શ્વાસોશ્વાસ, સ્વાદિષ્ટ વાનગી જોતા મોં મા પાણી આવી જવું,બગાસું, આંખના પલકારા આ બધી ક્રિયા માં મગજ સંકળાયેલ છે.

વનસ્પતિઓમાં સંકલન (Coordination in Plants)

વનસ્પતિઓમાં હલનચલન ના પ્રકાર:

વૃદ્ધિ આધારિત:

• શરીરની ક્રિયાઓના  નિયંત્રણ અને સમન્વય માટે પ્રાણીઓમાં ચેતાતંત્ર હોય છે.
• પરંતુ વનસ્પતિઓમાં ન તો ચેતાતંત્ર હોય છે અને ન તો સ્નાયુ પેશી હોય છે. તે ઉત્તેજનાની પ્રત્યે પ્રતિચાર કેવી રીતે દર્શાવે છે.
• જ્યારે આપણે લજામણીના છોડના પર્ણોને અડકીએ છીએ ત્યારે તે વળી જવાની શરૂઆત કરે છે અને નીચેની તરફ વળી જાય છે.
• જયારે એક બીજ અંકુરણ પામે છે તો મૂળ નીચેની તરફ જાય છે અને પ્રકાંડ ઉપરની તરફ જાય છે. 

 

વૃદ્ધિ થી  મુક્ત:

 લજામણીનાં પર્ણોના સ્પર્શને પ્રતિચાર ખૂબ જ ઝડપથી ગતિ કરે છે. આ ગતિ સાથે વૃદ્ધિનો કોઈ સંબંધ નથી.

 

વનસ્પતિઓમાં સંકલન અને પ્રાણીઓમાં સંકલન વચ્ચેનો ભેદ:

આવો, પહેલા પ્રકારની ગતિ પર વિચાર કરીએ; જેમકે લજામણીના છોડ ની ગતિ.

આ વૃદ્ધિ સાથે સંકળાયેલા નથી, છોડનાં પર્ણો સ્પર્શ પ્રત્યેના પ્રતિચાર ના પરિણામ સ્વરૂપે ગતિ કરતાં હોય છે.

પરંતુ અહીંયા  કોઈ ચેતાપેશી નથી અને ન તો કોઈ સ્નાયુપેશી. તો પછી છોડ કેવી રીતે સ્પર્શની સંવેદના અનુભવે છે અને કેવી રીતે પર્ણોની ગતિ દ્વારા પ્રતિચાર દર્શાવાય છે?

 પ્રાણીઓની જેમ વનસ્પતિમાં સંવેદનાઓ માટે કોઈ વિશિષ્ટીકરણ પામેલ પેશી હોતી નથી.

હકીકતમાં, પ્રાણીઓની જેમ પ્રચલન કરવા માટે કેટલાક કોષો પોતાના આકારમાં પરિવર્તન લાવતા હોવા જોઈએ.

વનસ્પતિ કોષોમાં પ્રાણી સ્નાયુ કોષોની  જેમ વિશિષ્ટીકરણ પામેલ પ્રોટીન પણ હોતા નથી.

છતાં પણ તે  પાણીના પ્રમાણ માં પરિવર્તન કરીને પોતાનો આકાર બદલી શકે છે. પરિણામ સ્વરૂપે ફૂલીને કે સંકોચન  પામીને તેઓ પોતાના આકાર બદલી શકે છે.

વૃદ્ધિને કારણે હલનચલન (Movement Due to Growth)

વટાણા માં વૃદ્ધિ આધારીત હલન-ચલન:

• વટાણા ના છોડની જેમ કેટલીક વનસ્પતિઓ અન્ય વનસ્પતિ કે વાડ પર આધાર સૂત્રની મદદથી ઉપર ચઢે છે.
• આ આધાર સૂત્ર (Tendril) સ્પર્શ માટે સંવેદનશીલ છે, જ્યારે તે કોઈ આધારના સંપર્કમાં આવે છે.
• ત્યારે લંબાઈ ધરાવતો તે ભાગ જો કોઈ વસ્તુના સંપર્કમાં હોય, તો આધારના સંપર્કમાં રહેલા ભાગની વૃદ્ધિ આધાર થી દૂર રહેલા ભાગ કરતા ઓછી તીવ્રતાથી થાય છે.
• આ રીતે લંબાઈમાં વધારો વસ્તુને ચારે તરફથી જકડી લે છે. સામાન્ય રીતે, વનસ્પતિ ધીરેથી એક નિશ્ચિત દિશામાં ગતિ કરીને ઉત્તેજના પ્રત્યે પ્રતિચાર આપે છે. કારણ કે આ વૃદ્ધિ એકદિશીય હોય  છે.  

વનસ્પતિના અંતઃસ્ત્રાવ અને તેની અસર:

• જયારે વનસ્પતિ  પર એક તરફથી પ્રકાશ આવી રહ્યો હોય છે ત્યારે ઑક્ઝિન પ્રસરણ પામીને પ્રરોહના છાયાવાળા ભાગ માં (પ્રકાશ ઓછો હોય તે ભાગમાં) આવી જાય છે.
• પ્રરોહની પ્રકાશથી દૂર આવેલી બાજુમાં  ઑક્ઝિનનું સંકેન્દ્રણ કોષોની લંબાઈમાં વૃદ્ધિ માટે ઉત્તેજિત કરે છે. આમ, વનસ્પતિ પ્રકાશની તરફ વળતી જોવા મળે છે.  
• વનસ્પતિ અંતઃસ્ત્રાવો નું બીજું ઉદાહરણ જીબરેલિન છે જે ઑક્ઝીનની  જેમ પ્રકાંડ ની વૃદ્ધિમા મદદરૂપ થાય છે.
• સાયટોકાઇનીનુ કોષ વિભાજન ને પ્રેરિત કરે છે અને તેથી આ એવા વિસ્તારોમાં  હોય છે, જ્યાં કોષ-વિભાજન ઝડપથી થતા હોય છે. વિશેષ રૂપથી ફળ અને બીજમાં વધારે સાંદ્રતામાં આવે છે. 

આ તે વનસ્પતિ અંતઃસ્ત્રાવોના  ઉદાહરણ છે જે વૃદ્ધિમાં સહાયક બને છે.પરંતુ વનસ્પતિ વૃદ્ધિને અવરોધવા માટે પણ સંકેતોની  જરૂરીયાત હોય છે. એબસિસિક એસિડ વૃદ્ધિને અવરોધનારા અંતઃસ્ત્રાવોનુ એક ઉદાહરણ છે. પર્ણ ના  કરમાઈ જવાની ઘટના તેની અસરની સાથે સંકલિત છે.

Q- વનસ્પતિ અંતઃસ્ત્રાવો એટલે શું?

Ans- વનસ્પતિ અંતઃસ્ત્રાવો એટલે વનસ્પતિ દ્વારા ઉત્પન્ન થતાં રાસાયણિક સંયોજન. જે વૃદ્ધિ, વિકાસ અને પર્યાવરણ પ્રત્યે પ્રતિચાર નું સંકલન કરે છે.

Q-લજામણીના પર્ણોનું હલનચલન એ પ્રકાશ તરફ પ્રરોહ ની ગતિ થી કેવી રીતે ભિન્ન છે?

• Ans- લજામણીના પર્ણનું  હલનચલન વૃદ્ધિ આધારિત નથી. જ્યારે  પ્રરોહનું હલનચલન વૃદ્ધિ આધારિત છે.
• લજામણી ના પર્ણો નું હલનચલન ઝડપી છે જ્યારે પ્રરોહનું  ખૂબ ધીમું છે.
• લજામણી ના હલનચલન માટે સ્પર્શ જવાબદાર છે. જ્યારે પ્રરોહના હલન ચલન માટે ઓક્ઝીન જવાબદાર છે.

ઑક્ઝીન એ વૃદ્ધિ પ્રેરક અંતઃસ્ત્રાવ છે.

Q- કોઈ આધાર ની ચોતરફ વૃદ્ધિ કરવામાં ઑક્ઝિન કઈ રીતે કુંપણ ને મદદરૂપ થાય છે?

Ans: ઓક્ઝિન કોષોની લંબાઈમાં વૃદ્ધિ પ્રેરે છે જ્યારે કૂંપળ આધારના  સંપર્કમાં આવે છે ત્યારે આધારથી દૂર રહેલા કુંપળના ભાગમાં ઓકઝીન ઝડપી વૃદ્ધિ પ્રેરે છે. તે કારણથી કૂંપળ આધારની ચોતરફ વૃદ્ધિ પામી વીંટળાય છે.

પ્રાણીઓમાં અંતઃસ્ત્રાવો (Hormones in Animals):

લડવાની કે દોડવાની ક્રિયા ની સ્થિતિમાં એડ્રિનાલીન અંતઃસ્ત્રાવ ની ભૂમિકા:- 

રસાયણો કે અંતઃસ્ત્રાવો  પ્રાણીઓમાં કેવી રીતે સૂચના પ્રસારણના સાધનની જેમ ઉપયોગમાં આવે છે?

ખિસકોલી જેવાં કેટલાંક પ્રાણીઓ લો. જયારે તે પ્રતિકૂળ પરિસ્થિતિમા હોય તો શું અનુભવ કરે છે ?

તે પોતાના શરીરને લડવા માટે કે ભાગી જવા માટે તૈયાર કરે છે. બંને ખૂબ જટિલ ક્રિયાઓ  છે જેને નિયંત્રિત કરવા માટે ખૂબ જ ઉર્જાની જરૂરિયાત હોય છે.

એડ્રિનાલીન અંતઃસ્ત્રાવ સીધો રુધિરમાં સ્રવિત થઈ જાય છે અને શરીરના વિવિધ ભાગો સુધી પહોંચી જાય છે.

હદય સહિત આ લક્ષ્ય અંગો કે વિશિષ્ટ પેશીઓ પર કાર્ય કરે છે. પરિણામ સ્વરૂપે હદયના  ધબકારા વધે છે જેથી આપણા સ્નાયુઓને વધારે ઓક્સિજનનો પુરવઠો મળી રહે છે. 

પાચનતંત્ર અને ત્વચામાં રુધિરની પ્રાપ્યતા ઓછી થાય છે. કારણ કે, આ અંગેની નાની ધમનીઓની આસપાસના સ્નાયુઓ સંકોચાય જાય છે.

આ રુધિરની દિશા આપણા કંકાલ સ્નાયુઓની તરફ કરી દે છે. ઉરોદરપટલ અને પાંસળીઓના સ્નાયુઓનું સંકોચન થવાથી શ્વસન-દર પણ વધે છે. 

આ બધો પ્રતિચાર મળીને પ્રાણી શરીરને પરિસ્થિતિથી લડવા માટે તૈયાર કરે છે. આ પ્રાણી અંતઃસ્ત્રાવ અંત:સ્ત્રાવી ગ્રંથીઓનો ભાગ છે. જે આપણા શરીરમાં નિયંત્રણ તેમજ સંકલન નો બીજો માર્ગ છે.

મનુષ્યમાં વૃદ્ધિ સાથે સંલગ્ન અંતઃસ્ત્રાવો:

સંકલિત વૃદ્ધિ માં અંતઃસ્ત્રાવ કેવી રીતે મદદ કરે છે તે સમજવા આવો કેટલાંક ઉદાહરણ ચકાસીએ.

મીઠાના પેકેટ પર આપણે બધાએ જોયું છે કે, ‘આયોડિન યુક્ત મીઠું’ અને  ‘આયોડિનથી સંવધિર્ત’ આપણે આહારમાં આયોડિનયુંક્ત મીઠું લેવું કેમ જરૂરી છે ?

થાઈરોઈડ ગ્રંથિનો થાઈરોકસિન અંતઃ સ્રાવ બનાવવા માટે આયોડિન જરૂરી છે.

થાઈરોક્સીન કાર્બોદિત, પ્રોટીન અને ચરબીના  ચયાપચયનું આપણા શરીરમાં નિયંત્રણ કરે છે.

જેથી વૃદ્ધિ માટે ઉત્કૃષ્ટ સંતુલન કરાવી શકે.  થાઈરોક્સીનના સંશ્લેષણ માટે આયોડિન અનિવાર્ય છે.

જો આપણા આહારમાં આયોડિનની ઊણપ છે તો એ સંભાવના છે કે આપણે ગોઇટરથી ગ્રસ્ત હોઈ શકીએ. આ બીમારીનું એક લક્ષણ તરીકે ગરદન ફૂલી જાય છે. 

 

ક્યારેક આપણે એવા વ્યક્તિઓના સંપર્કમાં આવીએ છીએ કે, જેઓ ખૂબ જ વામન( નાના કદના ) હોય છે અથવા વધારે પડતાં ઊંચા હોય છે.

શું તમને ક્યારેય આશ્ચર્ય થયું છે કે, આ કેવી ૨ીત થાય છે ? પિટ્યુટરી ગ્રંથિમાંથી સ્ત્રવિત  થનારો અંતઃસ્ત્રાવોમાં એક વૃદ્ધિ અંતઃસ્ત્રાવ (Growth Hormone = GH) છે.

જેવું તેનું નામ આપવામાં આવ્યું છે. વૃદ્ધિ અંતઃસ્ત્રાવ (GH) શરીરની વૃદ્ધિ અને વિકાસને નિયંત્રિત કરે છે. જો બાલ્યાવસ્થામાં આ અંતઃસ્ત્રાવ ની ઉણપ સર્જાય વામનતાનું કારણ બને છે.

જ્યારે તમારી અને તમારા મિત્રોની વય 10-12 વર્ષની થયેલી હશે ત્યારે તમારા અને તેઓના દેખાવમાં કેટલાય આશ્ચર્યજનક ફેરફારો જોયા હશે. આ પરિવર્તન યુવાવસ્થાના પ્રારંભ થવાની સાથે સંબંધિત છે. કારણ કે નરમાં ટેસ્ટોસ્ટેરોન અને માદા માં ઇસ્ટ્રોજન નો સ્ત્રાવ થાય છે.

શું તમે તમારા પરિવાર કે મિત્રોમાં કોઈ એવી વ્યક્તિને ઓળખો છો કે જેને ડોકટરે તેમના આહાર માં શર્કરા ઓછી લેવાની સલાહ આપી હોય. કારણ કે તે મધુપ્રમેહ (ડાયાબિટીસ)નો રોગી કે  દર્દી છે. ઉપચારના રૂપમાં તે ઇસ્યુલિનના ઇજેક્શન પણ લેતા હોય. 

આ એક અંતઃ સ્રાવ છે જેનું ઉત્પાદન સ્વાદુપિંડમાં થાય છે અને જે રુધિરમાં શર્કરાના સ્તરનું નિયંત્રણ કરવામાં મદદ રૂપ  થાય છે. જો આ યોગ્ય માત્રામા સ્ત્રવીત ન થાય તો રુધિરમાં શર્કરાનું સ્તર વધી જાય છે અને ઘણીબધી હાનિકારક અસર નું કારણ બને છે.

જો અંત:સ્ત્રાવોનો યોગ્ય માત્રામાં સ્ત્રાવ થવો જરૂરી હોય તો આ થવા માટેની  યોગ્ય કાર્ય પદ્ધતિ (mechanism)ને સમજવી જરૂરી છે.

અંત:સ્ત્રાવ મુક્ત થવાનો સમય અને તેની માત્રા પ્રતિક્રિયા  આધારિત કાર્ય પદ્ધતિ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.

ઉદાહરણ તરીકે, જો રુધિરમાં શર્કરાનું સ્તર વધી જાય તો તેને લીધે સ્વાદુપિંડ ના કોષો તેની જાણકારી મેળવી લે છે અને તેના પ્રતિચાર ઇન્સ્યુલિનનો સ્ત્રાવ કરે છે.

જ્યારે રુધિરમાં શર્કરા નું સ્તર ઘટી જાય પછી ઇસ્યુિલીનનો સ્રાવ પણ ઓછો થઈ જાય છે.

પ્રશ્ન:. પ્રાણીઓમાં રાસાયણિક સંકલન કેવી રીતે થાય છે ?

ઉત્તર : પ્રાણીઓમાં અંતઃસ્ત્રાવી ગ્રંથિઓ ચોક્કસ માત્રામાં  અંતઃસ્ત્રાવોનો સ્રાવ કરે છે. અંતઃસ્ત્રાવ સીધા રુધિરમાં ભળી જઈ, રુધિર પરિવહન દ્વારા તેમના લક્ષ્ય  સ્થાન સુધી પહોંચે છે.

શરીરના ચોક્કસ કોષો અંતઃ સ્રાવ સાથે જોડાણ કરવા વિશિષ્ટ ગ્રાહી અણુઓ ધરાવે છે. અંતઃસ્ત્રાવ આ અણુ સાથે જોડાઈ માહિતીનું વહન કરે છે.

આ રીતે પ્રાણીઓમાં રાસાયણિક સંકલન થાય છે.

પ્રશ્ન : આયોડિન યુક્ત મીઠુંના ઉપયોગની સલાહ કેમ આપવામાં આવે છે ?

• ઉત્તર : થાઇરોઇડ ગ્રંથિમાંથી થાઈરોક્સીન અંતઃસ્ત્રાવ ઉત્પન્ન થાય છે. તે આયોડિન યુક્ત અંતઃસ્ત્રાવ છે.
• આયોડિનની ઉણપથી થાઈરોક્સીન અંતઃસ્ત્રાવ બનતો નથી. તેના પરિણામે થાઇરોઇડ ગ્રંથિના કદમાં  અસાધારણ વધારો થાય છે.
• ગળાનો ભાગ ફૂલી જાય છે અને ગોઇટર રોગ થાય છે. આયોડિન યુક્ત મીઠું થાઇરોઇડ ગ્રંથિમાં થાઈરોક્સીન ના સંશ્લેષણ માટે યોગ્ય માત્રામાં આયોડિન પૂરું પાડે છે.

આથી ગૉઇટર રોગથી બચવા આયોડિન યુક્ત મીઠાનો ઉપયોગ સલાહ ભરેલો છે.

પ્રશ્ન: જ્યારે એડ્રિનાલીન રુધિરમાં સ્ત્રવિત  થાય છે ત્યારે આપણા શરીરમાં ક્યો પ્રતિચાર દર્શાવાય છે ?

ઉત્તર : એડ્રેનાલિન અંતઃસ્ત્રાવ આપણા શરીરને આકસ્મિક સ્થિતિ માટે તૈયાર કરે છે.

જ્યારે એડ્રિનાલીન રુધિરમાં  સ્ત્રવિત થાય છે ત્યારે હદયના ધબકારા ઝડપી થાય, શ્વાસોશ્વાસના દર વધે, રુધિરના દબાણમાં વધારો થાય, કંકાલસ્નાયુ વધારે સક્રિય બને, વગેરે.

 આ બધાને ‘લડવાની કે દોડવાની ક્રિયા’ના પ્રતિભાવ કહે છે.

પ્રશ્ન : મધુપ્રમેહના કેટલા દર્દીઓની સારવાર ઇન્સ્યુલિનના ઈન્જેકશન આપીને કેમ  કરવામાં આવે છે ?

• ઉત્તર :માનવ શરીરના રુધિરમાં શર્કરા(ગ્લુકોઝ)નું નિયત પ્રમાણ જાળવી રાખવું જરૂરી છે.
• મધુપ્રમેહ(ડાયાબિટીસ)ના દર્દીમાં ઇન્સ્યુલિનની  ઉણપને લીધે રુધિરમાં શર્કરાનું પ્રમાણ વધારે હોય છે.
• રુધિરમાં શર્કરાનું વધારે પ્રમાણ અનેક હાનિકારક અસરોનું કારણ બને છે.
• આ હાનિકારક અસરોથી દર્દીઓને બચાવવા રુધિરમાં શર્કરાના  પ્રમાણનું નિયમન જરૂરી બને છે.

ઇન્સ્યુલિન રુધિરમાં શર્કરાનું પ્રમાણ ઘટાડે છે. આથી મધુપ્રમેહ (ડાયાબિટીસ)ના દર્દીને ઇન્સ્યુલિનના ઇન્જેક્શન આપવામાં આવે છે.

સ્વાધ્યાયના પ્રશ્નો:

4. આપણા શરીરમાં ગ્રાહી નું કાર્ય શું છે ? એવી સ્થિતિ પર વિચાર કરો, જ્યાં ગ્રાહી યોગ્ય પ્રકારથી કાર્ય કરી રહ્યા નથી. કઈ સમસ્યાઓ ઉત્પન્ન થઈ શકે છે?

ઉત્તર :

શરીરમાં ગ્રાહીઓનું કાર્ય :

• તે આપણી આસપાસના પર્યાવરણમાં થતા ફેરફારની માહિતી ઉત્તેજના રૂપે ગ્રહણ કરી આ માહિતીને ઊર્મિવેગ સ્વરૂપે સંવેદી ચેતા મારફતે મધ્યસ્થ ચેતાતંત્રમાં મોકલે છે.
• આથી શરીર પ્રતિચાર દર્શાવે છે.
•  જો ગ્રાહી યોગ્ય રીતે કાર્ય ન કરતા હોય, તો બાહ્ય ઉત્તેજના ગ્રહણ થઈ શકે નહીં. તો આપણું શરીર પ્રતિચાર દર્શાવી શકે નહીં.

5.ચેતાકોષની સંરચના દર્શાવતી આકૃતિ દોરો અને તેનાં કાર્યોનું વર્ણન કરો.

 ઉત્તર : ચેતાકોષની સંરચના : આકૃતિ (પાઠ્યપુસ્તક પાના નંબર ૧૧૫)

 ચેતાકોષનુ કાર્ય : 

• ચેતાકોષના શિખાતંતુની ટોચના છેડા માહિતી મેળવે છે. 
•  રાસાયણિક ક્રિયા દ્વારા ઉર્મિવેગ (વીજ -આવેગ) ઉત્પન્ન કરે છે. 
• આ ઊર્મિવેગ શિખાતંતુથી  કોષકાય અને પછી અક્ષતંતુના અંતિમ છેડા સુધી વહન પામે છે. 
• અક્ષતંતુના છેડે મુક્ત થતા કેટલાંક રસાયણો ચેતોપાગમ પસાર કરી, તેની પછીના ચેતાકોષના શિખાતંતુઓમાં ઊર્મિવેગનો પ્રારંભ કરે છે.

આ રીતે ચેતાકોષ શરીરના એક ભાગથી બીજા ભાગ સુધી ઊર્મિવેગ સ્વરૂપે માહિતીના વહન માટે વિશિષ્ટીકરણ પામેલા હોય છે.

 

6.વનસ્પતિમાં પ્રકાશાવર્તન કેવી રીતે થાય છે?

ઉત્તર :

• પ્રકાશની પ્રતિક્રિયારૂપે વનસ્પતિ અંગોમાં થતા હલનચલનને પ્રકાશાવર્તન કહે છે.
• ઉતેજના  દ્વારા ઉત્તેજાતિ  પ્રક્રિયાને પ્રતિચાર કહે છે.
• જો વનસ્પતિના અંગની વૃદ્ધિ ઉત્તેજના પ્રેરતા પરિબળની દિશા તરફ હોય તો તેને ધન આવર્તન અને જો ઉત્તેજના પ્રેરતા પરિબળ ની વિરુદ્ધ દિશા તરફ હોય તો તેને ઋણ આવર્તન કહે છે.
• મૂળતંત્ર ઋણ પ્રકાશાવર્તન અને પ્રકાંડ ધન પ્રકાશાવર્તન દર્શાવે છે

7.કરોડરજ્જુમાં ઈજા થવાથી કયા સંકેતો આવવામાં ખલેલ  પહોચે છે ?

ઉત્તર : કરોડરજ્જુમાં ઈજા થવાથી નીચેના સંકેતો ખલેલ પામે છે :

(1) પરાવર્તી ક્રિયા થતી નથી.

(2) શરીરના વિવિધ અંગોમાંથી મગજ તરફ જતા સંવેદી ઊર્મિવેગ કરોડરજ્જુમાંથી પસાર થઈ શકતા નથી.

(3) મગજમાંથી શરીરનાં વિવિધ અંગો  તરફ જતા ચાલક ઊર્મિવેગ કરોડરજજુમાથી પસાર થઈ શકતા નથી.

 

8.વનસ્પતિઓમાં રાસાયણિક સંકલન કઈ રીતે થાય છે ?

• ઉત્તર : વનસ્પતિઓમાં રાસાયણિક સંકલન વનસ્પતિ અંતઃસ્ત્રાવો દ્વારા થાય છે.
• તેઓ વનસ્પતિની વૃદ્ધિ, વિકાસ અને  પર્યાવરણ પ્રત્યે પ્રતિચારનું સંકલન કરવામાં મદદરૂપ થાય છે.
• તેઓ સાદા પ્રસરણ દ્વારા તેમના સંશ્લેષણ-સ્થાનથી કાર્યસ્થાન સુધી પહોંચી રાસાયણિક સંકલનમાં મદદરૂપ થાય છે.

 

9.સજીવમાં નિયંત્રણ અને સંકલન તંત્રની શું જરૂરિયાત છે?

• ઉત્તર : બહુકોષી સજીવોમાં શરીરનું આયોજન જટિલ હોય છે.
• વિવિધ પેશી અને અંગો અલગ અલગ વિશિષ્ટ કાર્ય કરે છે.
• તેથી બધા અંગો યોગ્ય રીતે સાથે મળી સંકલિત રીતે કાર્ય કરે તે માટે નિયંત્રણ અને સંકલન તંત્ર જરૂરી છે.
• આથી મનુષ્ય શરીરમાં નિયંત્રણ અને સંકલન માટે ખૂબ વિકસિત ચેતાતંત્ર અને અંતઃસ્ત્રાવી તંત્ર વિકાસ પામ્યા છે.

 

10. અનૈચ્છીક ક્રિયા અને પરાવર્તી ક્રિયાઓ એકબીજાથી કેવી રીતે ભિન્ન છે?

 

ઉત્તર :

અનૈચ્છીક ક્રિયાઓ

→ આ ક્રિયાઓ પશ્ચમગજના લંબમજ્જા વડે નિયંત્રિત થાય છે.

→આ ક્રિયાઓની જાણ મગજને હોય છે.

→આ ક્રિયાઓ સામાન્ય સ્થિતિમાં સતત ચાલતી રહે છે. દા. ત. હૃદયના ધબકારા, શ્વાસોચ્છવાસ,  વગેરે.

→તે ચોક્કસ નિયંત્રિત દરે થતી ક્રિયાઓ છે.

પરાવર્તી ક્રિયાઓ

→આ ક્રિયાઓ સામાન્ય રીતે કરોડરજ્જુ વડે નિયંત્રિત થાય છે.

→આ ક્રિયાઓની જાણ મગજને હોતી નથી.

 →આ ક્રિયાઓ આકસ્મિક સ્થિતિમાં શરીરના લાભ માટે થાય છે.

  દા. ત., ગરમ વસ્તુ અડકતા હાથ પાછો ખેંચી લેવો.

 →આ ક્રિયાઓ અત્યંત ઝડપી ક્રિયાઓ છે.

11.પ્રાણીઓમાં નિયંત્રણ અને સંકલન માટે ચેતા અને અંતઃસ્ત્રાવ ક્રિયાવિધિની તુલના અને તેમના ભેદ આપો.

ઉત્તર:

પ્રાણીઓમાં નિયંત્રણ અને સંકલન માટે ચેતા ક્રિયાવિધિ:

 → ચેતા કિયાવિધિમાં મુખ્ય કાર્યકારી એકમ ચેતાકોષ છે.

→ ચેતા ક્રિયાવિધિ ઝડપી હોય છે,

→તેની અસર ટૂંકા ગાળાની હોય છે.

 પ્રાણીઓમાં નિયંત્રણ અને સંકલન માટે અંતઃસ્ત્રાવ ક્રિયાવિધિ:

 

→અંતઃસ્ત્રાવ ક્રિયાવિધિમાં મુખ્ય કાર્યકારી એકમ અંતઃસ્ત્રાવ છે.

→અંતઃ સ્રાવ ક્રિયાવિધિ ધીમી હોય છે.

→તેની અસર લાંબા ગાળાની હોય છે.

12.લજામણી વનસ્પતિમાં હલનચલન અને તમારા પગમાં થનારી ગતિની રીતમાં શું ભેદ છે?

ઉત્તર :

લજામણી વનસ્પતિમાં હલનચલન:

 

 →તે સ્પર્શના પ્રતિચાર રૂપે થાય છે.

 →આ હલનચલનમાં ચેતા સંદેશા સંકળાયેલા હોતા નથી.

 →આ હલનચલન માટે વનસ્પતિકોષોમાં કોઈ વિશિષ્ટ પ્રોટીન હોતા નથી.

આપણા પગમાં થનારા ગતિ:

 

→તે જરૂરિયાત મુજબ થતી ઐચ્છિક ક્રિયા છે.

→આ ગતિમાં નાના મગજમાંથી આવતા ચેતા સંદેશા સંકળાયેલા હોય છે.

→આ ગતિમાં પગના સ્નાયુ કોષના વિશિષ્ટ પ્રોટીન ભાગ લે છે.

ખાસ વિનંતી: હવેથી તમે આ ચેપ્ટર ના વિડીયો જોવા માટે  સીધો જ વેબસાઇટનો ઉપયોગ કરી શકો છો.

વિડીયો સાઈટ ઉપર જ જોવા મળશે. www.1clickchangelife.com ઓપન કરો., અને તેમાં પાસવર્ડ માગે ત્યારે

પાસવર્ડ:jayho6

આપશો એટલે પાઠ ખુલી જશે. ક્યાં તમે આ ચેપ્ટર ને લગતા લાઇવ વિડિયો પણ જોઈ શકશો.

                                 પાઠ-6 જૈવિક ક્રિયાઓ

પ્રશ્ન 1 :જૈવિક ક્રિયા એટલે શું? સજીવો માટે અગત્યની જૈવિક ક્રિયા ટૂંક માં સમજાવો

 

સજીવના રક્ષણનું કાર્ય નિરંતર થવું જોઈએ આ કાર્ય ત્યારે પણ થાય છે જ્યારે કોઈ ચોક્કસ કાર્ય થતું ન હોય, જ્યારે આપણે સૂતા હોઈએ છીએ અથવા વર્ગખંડમાં બેઠા હોઈએ ત્યારે પણ આ  રક્ષણ નું કાર્ય થતું રહે છે તેવી બધી જ ક્રિયાઓ કે જે સામૂહિક રૂપમાં જાળવણીનું કાર્ય કરે છે તેને જૈવિક ક્રિયાઓ કહેવાય છે

 

સજીવો માટે અગત્યની જૈવિક ક્રિયા :

(1) પોષણ : શરીરમાં ઇજા કે તૂટવાની ક્રિયાને રોકવા માટે જાળવણીની  ક્રિયાની આવશ્યકતા હોય છે. જેના માટે ઉર્જાની આવશ્યકતા હોય છે સજીવના શરીરમાં આ ઉર્જા બહારથી આવે છે જેથી ઊર્જાના સ્ત્રોત ને બહારથી સજીવના શરીરમાં સ્થળાંતર કરવા માટે કોઈ ક્રિયા થવી જોઈએ. આ ઉર્જાના સ્ત્રોત ને આપણે ખોરાક કે આહાર કહીએ છીએ તે શરીરની અંદર દાખલ કરવાની ક્રિયાને પોષણ કહેવાય.

 

(2) શ્વસન : શરીરની વૃદ્ધિ માટે ઉપયોગી આવશ્યક અણુઓનું નિર્માણ થવું જરૂરી છે તેના માટે શરીરની અંદર રાસાયણિક ક્રિયાઓની એક શૃંખલાની જરૂરિયાત હોય છે.શરીરની બહાર થી ઓક્સિજનને ગ્રહણ કરી અને કોષોની આવશ્યકતા કે જરૂરિયાતને અનુલક્ષીને ખાદ્ય સ્ત્રોતનો ઉપયોગ કરવાની ક્રિયાને શ્વસન કહેવાય.

 

(3) વહન :ખોરાક તેમજ ઓક્સિજનનું અંતઃગ્રહણ કેટલાક ચોક્કસ અંગો દ્વારા થાય છે. પરંતુ તેની જરૂરિયાત શરીરના બધા ભાગોને હોય છે. આ ખોરાક તેમજ ઓક્સિજનને એક સ્થાનથી બીજા સ્થાન સુધી લઈ જવા માટે વહનતંત્રની આવશ્યકતા હોય છે

 

(4) ઉત્સર્જન : જ્યારે રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં કાર્બન સ્ત્રોત અને ઓક્સિજનનો ઉપયોગ ઉર્જા પ્રાપ્તિ માટે થાય છે ત્યારે એવી નીપજો કે ઉત્પાદકો પણ બને છે જે શરીરના કોષો માટે માત્ર બિનઉપયોગી જ નહીં પણ તે હાનિકારક પણ હોઈ શકે છે આ નકામા ઉત્પાદનો કે નીપજોને શરીરમાંથી બહાર કાઢવા અતિ આવશ્યક હોય છે. આ ક્રિયાને ઉત્સર્જન કહેવાય છે .

 

પ્રશ્ન 2 : શા માટે આપણા જેવા બહુોષીય સજીવોમાં ઑક્સીજનની જરૂરિયાત પૂરી કરવા માટે પ્રસરણ અપૂરતી ક્રિયા છે?

ઉત્તર : બહુકોષીય સજીવોમાં બધા કોષો પોતાની આસપાસના પર્યાવરણની સાથે સીધા સંપર્કમાં હોતા નથી આથી બધા કોષોની જરૂરિયાતની પૂર્તિ સામાન્ય પ્રસરણ દ્વારા થતી નથી. આપણી શરીર રચના વધુ જટિલ તેમજ શરીરનું  કદ મોટું છે. આથી સાદા પ્રસરણ દ્વારા બધા કોષોને જરૂરિયાત નો ઓક્સિજન મોકલી શકાય નહીં. એક ગણતરી મુજબ આપણા ફેફસાં માંથી ઓક્સિજનના એક અણુને પગના અંગૂઠા

સુધી પ્રસરણ દ્વારા પહોંચાડવા માટે આશરે 3 વર્ષ જેટલો સમય લાગી શકે છે.આથી આપણા જેવા બહુકોષીય સજીવોમાં ઓક્સિજનની જરૂરિયાત પૂરી કરવા માટે પ્રસરણ અપૂરતી ક્રિયા છે.

 

પ્રશ્ન 3 : કોઈ વસ્તુ જીવંત છે, તે નક્કી કરવા માટે આપણે ક્યા માપદંડ નો ઉપયોગ કરીશું?

ઉત્તર : સામાન્ય રીતે કોઈ વસ્તુ જીવંત  છે તે નક્કી કરવા માટે હલનચલન, વૃદ્ધિ, શ્વાસોચ્છવાસ, કોષ ની જીવંતતા વગેરે માપદંડ નો આપણે ઉપયોગ કરીશું.

 

પ્રશ્ન 4 : કોઈ સજીવ દ્વારા કઈ બાહ્ય કાચી સામગ્રી નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે ?

ઉત્તર :

બાહ્ય કાચી સામગ્રી નો ઉપયોગ

 

1. કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને પાણીનો ઉપયોગ વનસ્પતિ દ્વારા પ્રકાશ – સંશ્લેષણની ક્રિયામાં.

2. કાર્બન આધારિત ખાદ્ય સ્રોત, તેમજ ઓક્સિજનનો ઉપયોગ જારક સજીવો દ્વારા શ્વસન માં.

 

પ્રશ્ન 5 : .જીવન ટકાવી રાખવા માટે તમે કઈ ક્રિયાઓને જરૂરી ગણશો? 

ઉત્તર : જીવન ટકાવી રાખવા માટે જરૂરી ક્રિયાઓ : પોષણ, શ્વસન, વહન, ઉત્સર્જન, વૃદ્ધિ, અણુઓની ગતિ વગેરે.

 

પોષણ:

સ્વયં પોષી પોષણ: 

• સ્વયંપોષી સજીવની કાર્બન અને ઊર્જાની જરૂરિયાતો પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા પૂરી થાય છે.
• આ પદાર્થો કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને પાણીના સ્વરૂપમાં લેવાય છે.
• જે સૂર્ય પ્રકાશ અને ક્લોરોફિલ ની હાજરી માં કાર્બોદિતોમાં  પરિવર્તિત કરી નાખે છે.
• વનસ્પતિઓને ઉર્જા આપવા માટે કાર્બોદિત વપરાય છે.
• વનસ્પતિઓને પણ પોતાના શરીર ના નિર્માણ માટે અન્ય કાચી સામગ્રી ની જરૂરિયાત હોય છે.
• સ્થળજ વનસ્પતિઓ પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે જરૂરી પાણીની પ્રાપ્યતા ભૂમિમાં રહેલા મૂળ દ્વારા ભૂમિમાંથી પાણીનું શોષણ કરીને મેળવે છે.
• નાઇટ્રોજન, ફોસ્ફરસ ,આયર્ન અને મેગ્નેશિયમ જેવા અન્ય દ્રવ્યો કે પદાર્થો પણ ભૂમિ કે જમીન માંથી મેળવે છે.
• નાઇટ્રોજન એક આવશ્યક ખનીજ તત્વ છે જેનો ઉપયોગ પ્રોટીન અને અન્ય સંયોજનોના સંશ્લેષણ માં થાય છે.

પ્રશ્ન 6 : વિષમ પોષી પોષણ વિશે સંક્ષિપ્ત સમજૂતી લો અથવા ટૂંક નોંધ લખો : વિષમપોષી પ્રકાર નું પોષણ

 

ઉત્તર : પ્રત્યેક સજીવ પોતાના પર્યાવરણ સાથે અનુકૂલિત હોય છે ખોરાક કે આહાર ના સ્વરૂપને આધારે તેમજ પ્રાપ્યતા ના આધારે પોષણની રીતે વિવિધ પ્રકારની હોઈ શકે છે.

   

 આહાર(ખોરાક)ના સ્વરૂપ, તેની પ્રાપ્યતા તેમજ ખોરાક ગહણ કરવાની રીત આધારે વિષમપોષી પોષણ વિવિધ પ્રકારના હોય શકે .

 

(1) ખોરાકનો સ્રોત અચળ કે સ્થિર હોય છે. જેમ કે, ઘાસ. ઘાસ ઉપયોગ ગાય કરે છે.

(2) ખોરાક નો સ્રોત ગતિશીલ પણ હોય છે, જેમ કે, હરણ. તેનો ખોરાક તરીકે ઉપયોગ  વાઘ અને સિંહ કરે છે.

 

સજીવો દ્વારા ખોરાક ગ્રહણ કરવાની અને તેનો ઉપયોગ કરવાની વિવિધ પ્રયુક્તિઓ :

(1) કેટલા સજીવ પોષક પદાર્થો નું શરીરની બહાર વિઘટન કરે છે અને ત્યારબાદ તેનું શોષણ કરે છે. દા. ત., તંતુમય ફૂગ (Bread moulds), યીસ્ટ અને મશરૂમ જેવી ફૂગ તેમના ઉદાહરણો છે.

 

(2) કેટલાક સજીવો જટિલ ખોરાક અંતઃગ્રહણ કરી, તેનું પાચન પોતાના શરીરની અંદર કરે છે.

 

ખોરાક અંતઃગ્રહણ તેમજ તેનું પાચન કરવાની રીત સજીવના શરીરની સંરચના અને કાર્યપદ્ધતિ પર આધારિત છે.

 

(i) તૃણાહારી પ્રાણીઓ ફક્ત વનસ્પતિઓનો આહાર તરીકે ઉપયોગ કરે છે. દા. ત., ગાય, સસલું

 

(ii) માંસાહારી ફક્ત પ્રાણીઓનો આહાર તરીકે ઉપયોગ કરે છે. દા. ત., વાઘ, સિંહ

(iii) મિશ્રાહારી વનસ્પતિ અને તેના ઉત્પાદન તેમજ અન્ય પ્રાણીઓ અને તેમનાં ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ કરે છે. દા. ત., 

મનુષ્ય.

 

(3) કેટલાક સજીવો વનસ્પતિ અને પ્રાણીઓને મારી નાખ્યા વગર તેમના માંથી પોષણ પ્રાપ્ત કરે છે.તેને  પરોપજીવી પોષણ કહે છે 

જે ઘણા સજીવો દ્વારા દર્શાવાય છે. દા. ત., અમરવેલ, ઉધઈ, જળો, પટ્ટીકૃમિ.

 

પ્રશ્ન 7 : પાચનનળી કે પાચન ગુહા એટલે શું?

ઉત્તર : મુખ થી મળ દ્વાર સુધી લંબાયેલ લાંબી નળી ને પાચનનળી કે પાચન ગુહા કહે છે.

 

પ્રશ્ન 8 : આપણા શરીરમાં પ્રવેશતા ખોરાક નું શું થાય છે? મનુષ્યમાં ખોરાકનું પાચન કેવી રીતે થાય છે ?

ઉત્તર :

•  આપણે વિવિધ પ્રકારનો ખોરાક ખાઈએ છીએ.જેને આ એક જ પાચનમાર્ગ માંથી પસાર થવાનું હોય છે.
• જેથી તેઓ નું નાના-નાના સમાન ભાત વાળા કણોમાં રૂપાંતર થાય છે.
• આપણા દાંતો વડે ખોરાકને ચાવીને આ ક્રિયા કરવામાં આવે છે.
• પાચન માર્ગનું અસ્તર ખૂબ જ નાજુક હોય છે જેથી ખોરાકને ભીનો કરવામાં આવે છે જેથી તેમનો માર્ગ સરળ બને.
•  મુખમાં દાંત વડે ખોરાક ચવાતા તેનું નાના ટુકડામાં રૂપાંતર થાય છે.
• લાળ ગ્રંથિ માં થી સવતા લાળરસ વડે ખોરાક પોચો અને ભીનો બને છે. 
•  લાળ રસમાં પણ એક ઉત્સેચક હોય છે જેને લાળ રસીય  એમાયલેઝ કહે છે.
• ખોરાક ચાવવા ની ક્રિયા દરમિયાન માંસલ જીભ ખોરાકને લાળરસ સાથે સંપૂર્ણ રીતે ભેળવી દે છે.
• પાચનમાર્ગના દરેક ભાગમાં ખોરાક ની  નિયમિત રીતે ગતિ થાય તે જરૂરી છે.આ લયબદ્ધ સંકોચન ગતિ સંપૂર્ણ પાચનમાર્ગના અસ્તર માં સર્જાય છે.
• આ હલનચલનથી ખોરાક નિયંત્રિત રીતે પાચનનળી માં પસાર થાય છે, તેથી દરેક ભાગમા તેના પર યોગ્ય ક્રિયા થઈ શકે છે. મુખ થી જઠર સુધી ખોરાક અન્નનળી મારફતે જાય છે.

મનુષ્યના પાચનતંત્ર નો વિડિયો ખાસ જુઓ

• જઠરમા પાચન :જઠર એક મોટું અંગ છે જે ખોરાકના આવતાની સાથે વિસ્તરણ પામે છે. જઠરની સ્નાયુની દીવાલ ખોરાકને અન્ય પાચક રસોની સાથે મિશ્ર કરવામાં મદદરૂપ થાય છે.
•  જઠર ગ્રંથિઓ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ, એક પ્રોટીન પાચક ઉત્સેચક pepsin અને શ્લેશ મનો સ્ત્રાવ કરે છે.
• હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ એસિડિક માધ્યમ તૈયાર કરે છે જે પેપ્સીન ઉત્સેચક ની પ્રક્રિયામાં મદદરૂપ થાય છે.
• સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં શ્લેશમને લીધે જઠરના આંતરિક અસ્તરને એસિડ ની સામે રક્ષણ મળે છે.
• જઠરમાંથી ખોરાક હવે થોડા થોડા જથ્થામાં નાના આંતરડામાં પ્રવેશે છે જે મુદ્રિકા સ્નાયુપેશી દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.

મનુષ્યના પાચનતંત્ર નો વિડિયો

નાના આંતરડા માં પાચન : નાનું આંતરડું પાચનમાર્ગ નું સૌથી લાંબામાં લાંબુ અને ખૂબ જ ગૂંચળા મય અંગ છે. તે કાર્બોદિત, પ્રોટીન અને ચરબી ના પૂર્ણ પાચન માટેનું અંગ છે.

 

જઠર માં થી એસિડિક ખોરાક નાના આંતરડામાં પ્રવેશે છે. નાનું આંતરડું યકૃત માંથી પિત્ત રસ અને સ્વાદુપિંડ માંથી સ્વાદુરસ મેળવે છે.

(1) પિત્ત રસ નું કાર્ય : જઠર માંથી આવતો  એસિડિક ખોરાક ને સ્વાદુપિંડના ઉત્સેચકો ની ક્રિયા માટે  પિત્ત તેઓને આલ્કલી બનાવે છે. 

• તેથી સ્વાદુરસના ઉત્સેચકો કાર્ય કરી શકે છે. પિત્તક્ષારો ચરબી ના મોટા ગોલકોને વિખંડિત કરી નાના ગોલકોમાં રૂપાંતરિત કરે છે. તેને તૈલોદીકરણ કહે છે. આ ક્રિયાથી ઉન્સેચકોની ક્રિયાશીલતામાં વધારો થાય છે.

 

(2) સ્વાદુરસનું કાર્ય : સ્વાદુપિંડ સ્વાદુરસનો સાવ કરે છે. 

સ્વાદુરસમાં પ્રોટીન ના પાચન માટે ટ્રિપ્સિન, કાર્બોદિતના  પાચન માટે સ્વાદુરસનો એમાયલેઝ અને તેલોદીકૃત ચરબીનુ પાચન માટે લાયપેઝ જેવા ઉન્સેચકો હોય છે.

(3) આંત્રરસનું કાર્ય : નાના આંતરડાની દીવાલમાં આવેલી આંત્રીય ગ્રંથિઓ આંત્રરસનો સ્ત્રાવ કરે છે.

તેમાં  આવેલા ઉત્સેચક પ્રોટીનનું એમિનો એસિડ માં, જટિલ કાર્બોદિતનું  ગ્લુકોઝમાં અને ચરબીનું ફેટી એસિડ અને ગ્લિસરોલ માં રૂપાંતર / પાચન કરે છે.

• પાચિત ખોરાકનું  આંત્રમાર્ગની દિવાલ અભિશોષણ કરી લે છે.
• નાના આંતરડાના અસ્તર માં અસંખ્ય આંગળી જેવા પ્રવર્ધો હોય છે જેને રસાંકુરો કહે છે.
• જે ખોરાકનું અભિશોષણ કરીને શરીરના પ્રત્યેક કોષો સુધી ખોરાકને પહોંચાડે છે.
• અહીં તેમનો ઉપયોગ ઉર્જા પ્રાપ્ત કરવા માટે તેમજ નવી પેશીઓ ના નિર્માણ માટે અને જૂની પેશીઓના સમારકામ માટે થાય છે.
• હવે પચ્યા વગરનો કે અપાચિત ખોરાક મોટા આંતરડામાં મોકલવામાં આવે છે.
•  જ્યાં વધુ માત્રામાં આવેલા રસાંકુરો અપાચિત ખોરાકમાંથી પાણી નું શોષણ કરે છે અને બાકીના પદાર્થ ગુદા દ્વારા શરીરની બહાર ત્યાગ કરવામાં આવે છે.
•  આ ઉત્સર્ગદ્રવ્યોને બહાર ફેંકવાની કે ત્યાગ કરવાનું નિયંત્રણ મળદ્વારના મુદ્રિકા સ્નાયુઓ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.

પ્રશ્ન 9 : સ્વયંપોષી પોષણ અને વિષમ પોષી પોષણ  વચ્ચે શું તફાવત છે ?

ઉત્તર : 

સ્વયંપોષી પોષણ	વિષમ પોષી પોષણ
1. તે લીલી વનસ્પતિ અને કેટલાક જીવાણુ માં જોવા મળે છે.	1.  તે પ્રાણીઓમાં અને ફૂગમાં જોવા મળે છે.
2. આ પ્રકારના પોષણમાં અકાર્બનિક દ્રવ્ય CO2 અને   H2O નો ઉપયોગ કરી ખોરાકનું થાય છે. સંશ્લેષણ થાય છે.	2. આ પ્રકારના પોષણમાં સજીવોમાંથી ખોરાક નો ઉપયોગ થાય છે.
3. આ પોષણ માટે પ્રકાશ સંશ્લેષણ અગત્ય ની પ્રક્રિયા છે.	3. આ પોષણ માટે ખોરાક ની પાચનક્રિયા અગત્યની છે.

પ્રશ્ન 10 : પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે આવશ્યક કાચી સામગ્રી વનસ્પતિ ક્યાંથી પ્રાપ્ત કરે છે ?

ઉત્તર : પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે આવશ્યક કાચી સામગ્રી :

( 1 ) CO2 : વનસ્પતિ તે વાતાવરણ માંથી પ્રાપ્ત કરે છે.

( 2 ) H20 : વનસ્પતિના મૂળ ભૂમિ માથી શોષણ કરે છે.

(3) ઊર્જા : વનસ્પતિ સૂર્યમાંથી પ્રાપ્ત કરે છે.

 

પ્રશ્ન 11 :  આપણા જઠરમાં એસિડની ભૂમિકા શું છે ? 

ઉત્તર : 

(1) ખોરાક સાથે જઠરમાં દાખલ થયેલા બૅક્ટેરિયા અને અન્ય સૂક્ષ્મ જીવો નો નાશ કરે છે.

(2) જઠરમાં એસિડિક માધ્યમ જાળવે છે.

(3) પેપ્સીન ઉત્સેચક પ્રક્રિયામાં મદદરૂપ થાય છે.

(4) અદ્રાવ્ય ક્ષારોને ઓગાળે છે.

 

પ્રશ્ન 12 : પાચક ઉત્સેચકો નું કાર્ય શું છે ?

ઉત્તર : પાચક ઉત્સેચકો ખોરાકના  જટિલ ઘટકો નું સાદા, દ્રાવ્ય અને શોષણ થઈ શકે તેવા સ્વરૂપમાં  પાચન કરે છે.

 

પ્રશ્ન 13 : પાચિત ખોરાક કે પદાર્થો ના અભિશોષણ માટે નાના આતરડા(એટલે કે શેષાંત્ર)માં કેવી રચનાઓ આવેલી છે ?

ઉત્તર : નાનું આંતરડું લાંબી નલિકામય રચના છે. તેના અસ્તરમાં આંગળીમય પ્રવ્રધો જેવા રસાંકુરો આવેલો છે. તે અભિશોષણ માટે સપાટીનું ક્ષેત્રફ્ળ વધારે છે.

 

પ્રશ્ન 14 : વિવિધ સજીવો માં ખાદ્ય પદાર્થોમાંથી ઊર્જા મુક્ત કરવાની  વિવિધ પદ્ધતિઓ સમજાવો. અથવા ગ્લુકોઝ ના વિઘટન નો વિવિધ પરિપથ સમજાવો.

ઉત્તર : જે ખાદ્ય પદાર્થો નું અંતઃગ્રહણ પોષણ ની ક્રિયા માટે થાય છે કોષો તેઓ નો ઉપયોગ વિવિધ જૈવિક ક્રિયાઓ માટે ઉર્જા પ્રાપ્ત કરવા માટે કરે છે.

(1) કેટલાક સજીવો ગ્લુકોઝના સંપૂર્ણ વિઘટન માટે ઑક્સિજનનો ઉપયોગ કરે છે. તેને જારક શ્વસન કહે છે.

(2) કેટલાક સજીવો ઓક્સિજન નો ઉપયોગ કર્યા વગર ગ્લુકોઝનું અપૂર્ણ વિઘટન કરે છે. તેને અજારક શ્વસન કહે છે.

 

ગ્લુકોઝ  નું વિઘટન : 

• ઉર્જા મુક્ત કરવાની બધી અવસ્થાઓના પ્રથમ તબક્કામાં ગ્લુકોઝ(છ કાર્બનયુક્ત)ના અણુનું પાયરુવેટ(ત્રણ કાર્બન યુક્ત) અણુમાં વિઘટન થાય છે. 
• આ ક્રિયા કોષરસ માં થાય છે.
• હવે, પાયરુવેટ ના ચયાપચય નો આધાર ઓક્સિજન ની હાજરી કે ગેરહાજરી પર રહેલો છે. પાયરુવેટનું ચયાપચય ત્રણ વિવિધ પરિપથ વડે થઈ શકે.

 

પાયરુવેટનું અજારક ચયાપચય:

(1) ઓક્સિજન ની ગેરહાજરીમાં પાયરુવેટનું ઇથેનોલ અને કાર્બન ડાયૉક્સાઈડમાં રૂપાંતર થાય છે. તેને અજારક શ્વસન કહે છે. 

આ ક્રિયા યીસ્ટ માં આથવણ દરમિયાન થાય છે.

 

(2) જ્યારે આપણી સ્નાયુ પેશી માં ઓક્સિજન નો અભાવ કે ઓછું પ્રમાણ હોય ત્યારે પાયરુવેટનું લેક્ટિક એસિડ(ત્રણ કાર્બન યુક્ત)માં રૂપાંતર થાય છે.

 

પાયરુવેટનું જારક ચયાપચય: : ત્રણ કાર્બન ધરાવતા  પાયરુવેટ અણુ નું ઓક્સિજન ની હાજરીમાં ત્રણ અણુ કાર્બન ડાયોક્સાઈડ અને પાણીમાં વિઘટન પામે છે. તેને જારક શ્વસન કહે છે. 

 

ઓક્સિજન નો ઉપયોગ કરી પાયરુ વેટનું વિઘટન કણાભસૂત્રમાં થાય છે.

 અજારક શ્વસન ની તુલનામાં, જા૨ક શ્વસનમાં ખૂબ જ વધારે ઊર્જા મુક્ત થાય છે

 

 કોષિય શ્વસન દ્વારા મુક્ત થતી ઊર્જા ATP ના અણુ ના સંશ્લેષણ માં ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે.

 

પ્રશ્ન 15 : ટૂંકમાં સમજાવો : અજારક શ્વસન

ઉત્તર :

•  કેટલાક બેક્ટેરિયા, યીસ્ટ અને અન્ય ફૂગ, કેટલાક અંતઃ પરોપજીવીઓ અને કસરત દરમિયાન પ્રાણીઓના સ્નાયુઓમાં ગ્લુકોઝ માંથી ઉર્જા મુક્ત કરવાની ક્રિયા ઓક્સિજન ની ગેરહાજરીમાં થાય છે. 

તેને અજારક શ્વસન કહે છે.

• સ્નાયુઓ માં ગ્લુકોઝ માંથી ઉર્જા મુક્ત કરવાની 
• આ ક્રિયા દરમિયાન થીસ્ટમાં ઇથેનોલ અને CO2 મુક્ત થાય છે, 

 

• જ્યારે પ્રાણીઓના સ્નાયુ કોષોમાં ફક્ત લેક્ટિક એસિડ ઉત્પન્ન થાય છે. 
• બંને કિસ્સામાં ગ્લુકોઝના અણુનું અપૂર્ણ ઑક્સિડેશન થાય છે અને ખૂબ જ ઓછી ઊર્જા મુક્ત થાય છે.

ખાસ જાણવા જેવું: જો આપણા શરીરમાં પ્રસરણ દ્વારા ઓક્સિજન વહન પામતો હોય તો આપણા ફેફસાંમાંથી ઑક્સિજનના એક અણુને પગના અંગૂઠા સુધી પહોંચવામાં આશરે ત્રણ વર્ષ જેટલો સમય લાગી શકે છે. આપણને એ બાબતની ખુશી હોવી જોઈએ કે આપણા શરીરમાં હિમોગ્લોબીન છે. જે આ  કાર્ય બખૂબી નિભાવે છે.

 

ખાસ જાણો: તમાકુનો ઉપયોગ મોટાભાગે જીભ, ફેફસાં, હૃદય તથા યકૃતને અસર કરે છે. ગુટખાના સ્વરૂપમાં તમાકુ ચાવવાને લીધે ભારતમાં મુખના કેન્સર ની ઘટનાઓ વધતી જ જાય છે. દુનિયાભરમાં મૃત્યુ માટેના સામાન્ય કારણોમાં એક કારણ ફેફસાનું કેન્સર છે.આ ફેફસાના કેન્સર માટે ધૂમ્રપાન જવાબદાર છે.

પ્રશ્ન 16 : મનુષ્યનું શ્વસન તંત્ર

૧ . નાસિકા માર્ગ: નસકોરા દ્વારા હવા શરીરમાં લેવામાં આવે છે. નસકોરા દ્વારા આવનારી હવા તેના માર્ગમાં આવેલા નાના રોમ જેવા વાળ દ્વારા ગળાય છે. જેથી શરીરમાં આવનારી હવામા આવેલી ધૂળ અને બીજી અશુદ્ધિઓ રહિત હવા બને છે. આ માર્ગમાં શ્લેષ્મ નું સ્તર પણ હોય છે. જે આ પ્રક્રિયામાં મદદરૂપ થાય છે.

૨. ગળામાં આવેલા અંગો: કંઠ નળી,સ્વર યંત્ર અને શ્વાસનળી  હવાના સરળ વહન માટે એક સીધો માર્ગ બનાવે છે.

ગ્રીવા કે કંઠનળી ના પ્રદેશમાં કાસ્થિ ની વલય રચના હાજર હોય છે જેના લીધે હવા નો માર્ગ બંધ થઈ જતો નથી.

 

૩. ફેફસા: ફેફસાની અંદર આ માર્ગ નાની-નાની નલિકાઓમાં વિભાજન પામે છે અને જે અંતમાં ફુગ્ગા જેવી રચનામાં પરિણમે છે જેને વાયુ કોષ્ઠો કહે છે વાયુ કોષ્ઠ એક સપાટી પૂરી પાડે છે જેના દ્વારા વાતવિનિમય થઈ શકે છે.

મનુષ્યમાં શ્વાસોશ્વાસની પ્રક્રિયાનો વિડિયો ખાસ જુઓ

પ્રશ્ન-17  મનુષ્યમાં શ્વાસોશ્વાસની પ્રક્રિયા:

• જ્યારે આપણે શ્વાસ અંદર લઈએ છીએ ત્યારે આપણી પાંસળી ઉપસી આવે છે અને આપણો  ઉરોદરપટલ ચપટો બની જાય છે.
• તેના પરીણામ સ્વરૂપે ઉરસીય ગુહા મોટી બને છે.
• આ કારણથી હવા ફેફસામાં દાખલ થાય છે અને વિસ્તરણ પામેલા વાયુ કોષ ઠોને હવાથી ભરી દે છે.
• રુધિર  શરીરમાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઈડને વાયુ કોશ્ઠો માં મુક્ત કરવા માટે લાવે છે.
• વાયુ કોશ્ઠ ઓક્સિજન લઈને શરીરના બધા જ કોષો સુધી પહોંચાડે છે.
• હવે  ઉરોદર પટેલ ઉપર તરફ ખેંચાય છે અને પાંસળીઓ નીચે તરફ આવે છે.
• તેના પરિણામે ઉરસીય ગુહાનો  વિસ્તાર ઘટે છે.
• આ કારણે ફેફસા માંથી હવા વાતાવરણમાં દૂર થાય છે.
• ફેફસા હંમેશા હવા ના વિનિમય માટે વિશિષ્ટતા દર્શાવે છે.
• જેથી ઓક્સિજનના શોષણ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને વાતાવરણમાં મુક્ત કરવા માટેનો પર્યાપ્ત સમય મળી રહે છે.

 

પ્રશ્ન 18 : ભિન્ન સજીવોમાં ગ્લુકોઝના ઑક્સિડેશનથી ઊર્જા પ્રાપ્ત કરવાના વિવિધ પરિપથો કયા છે ?
ઉત્તર :

ઉર્જા મુક્ત કરવાની બધી અવસ્થાઓના પ્રથમ તબક્કામાં ગ્લુકોઝના અણુનું પાયરુવેટ ના અણુમાં વિઘટન થાય છે આ ક્રિયા કોષરસ માં થાય છે.

ગ્લુકોઝના ઓક્સિડેશન થી ભિન્ન સજીવોમાં ઊર્જા પ્રાપ્ત કરવાના મુખ્ય ત્રણ પરિપથો છે:

ઓક્સિજનની ગેરહાજરીમાં પાયરુવેટનું   ઇથેનોલ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડમાં રૂપાંતર થાય છે.

જ્યારે આપણી સ્નાયુપેશી માં ઓક્સિજનનો અભાવ હોય ત્યારે પાયરુવેટનુ લેક્ટિક એસિડમાં રૂપાંતર થાય છે.

પાયરુવેટનું  ઓક્સિજનની હાજરીમાં (કણાભસૂત્ર માં) કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને  પાણીમાં વિઘટન થાય છે.

પ્રશ્ન 19 : મનુષ્યોમાં ઑક્સિજન અને કાર્બન ડાયૉક્સાઈડનું પરિવહન કેવી રીતે થાય છે ?
ઉત્તર : મનુષ્યમાં શ્વસન રંજક દ્રવ્ય હીમોગ્લોબિન ઑક્સિજન માટે ઊંચી બંધન ક્ષમતા ધરાવે છે. તેથી ઑક્સિજનનું પરિવહન હીમોગ્લોબિન દ્વારા થાય છે. કાર્બન ડાયૉક્સાઈડ પાણીમાં વધારે દ્રાવ્ય છે. તેથી મનુષ્ય માં તેનું પરિવહન રુધિરમાં દ્રાવ્ય અવસ્થામાં થાય છે.

પ્રશ્ન 20 : વાત વિનિમય માટે માનવીના ફેફસાંમાં મહત્તમ ક્ષેત્રફળ પ્રાપ્ત થાય એ માટે કઈ રચના છે ?
ઉત્તર : વાત વિનિમય માટે માનવ-ફેફસાંમાં મહત્તમ ક્ષેત્રફળ પ્રાપ્ત થાય તે માટે ની રચનાઓ વાયુકોષ્ઠ અને તેની ફરતે રુધિરકેશિકાઓ છે.

પ્રશ્ન 21 : શ્વસન માટે ઑક્સિજન પ્રાપ્ત કરવાની ક્રિયા માં એક જળચર પ્રાણી ની તુલનામાં સ્થળ ચર પ્રાણી ને શું લાભ છે?
ઉત્તર : હવા માં રહેલા ઓક્સિજનના પ્રમાણ કરતા પાણીમાં દ્રાવ્ય ઓક્સિજનનું પ્રમાણ ખૂબ જ ઓછું હોય છે. તેથી સ્થળ ચર પ્રાણીઓ જળચર પ્રાણીઓ ની તુલનામાં શ્વાસ દર નીચો કે ધીમો રાખીને પોતાની ઑક્સિજનની જરૂરિયાત સંતોષી શકે છે.

પ્રશ્ન 22 : સમજાવો : હૃદય – આપણો પંપ અથવા મનુષ્યના હૃદય માં રુધિર પરિવહન નો પથ સમજાવો.
ઉત્તર :

• હૃદય એક સ્નાયુલ અંગ છે જે આપણી મુઠ્ઠીના કદનું હોય છે.
• રુધિર ને ઓક્સિજન તેમજ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ બંનેનું વહન કરવાનું હોય છે.
• તેથી ઓક્સિજનયુક્ત રુધિરને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ યુક્ત રુધિરની સાથે ભળતા અટકાવવા માટે હૃદય કેટલાક ખંડોમાં વિભાજિત હોય છે.
•   મનુષ્યના હૃદય માં પરિવહન પથ : હૃદયના ઉપરના રુધિર એકત્ર કરતા બે ખંડો કર્ણક અને નીચેના બે ખંડો ક્ષેપકો છે, જે હૃદયમાંથી રુધિરને બહાર ધકેલે છે.
• કાર્બન ડાયોક્સાઇડ યુક્ત રૂધિર ને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ થી મુક્ત કરવા માટે ફેફસામાં લઈ જવામાં આવે છે.
• ત્યારબાદ ફેફસાંમાંથી ઓક્સિજનયુક્ત રુધિરને પાછું હૃદયમાં લાવવામાં આવે છે.
• ત્યારબાદ આ ઓક્સિજનયુક્ત રુધિર શરીરના બાકીના ભાગો માં પંપ કરીને મોકલવામાં આવે છે.
•  ડાબા ખંડોમાં: 
• ફેફસાંમાંથી ઓક્સિજનયુક્ત રુધિર હૃદયની પાતળી દીવાલ ધરાવતા ખંડ ડાબા કર્ણકમાં આવે છે.
  
  
• ડાબુ કર્ણક રુધિર  મેળવતી વખતે શિથિલ થાય છે.
• હવે જ્યારે ડાબુ કર્ણક સંકોચન પામે છે ત્યારે તેની નીચે આવેલું ડાબુ ક્ષેપક શિથીલન પામે છે જેથી રૂધિર તેમાં દાખલ થાય છે.
• ત્યાર બાદ ડાબા ક્ષેપકમાં સંકોચન થી રુધિર ધમનીકાંડમાં ધકેલાઈને શરીરના વિવિધ ભાગોને પૂરું પાડવામાં આવે છે.
• જમણા ખંડોમાં :
• આ જ સમયે શરીરના વિવિધ ભાગોમાં થી એકઠું થયેલું ઓક્સિજનવિહીન રુધિર હૃદયના જમણી તરફના ઉપરના ખંડ જમણા કર્ણકમાં દાખલ થાય છે.
• જમણા કર્ણકનું  સંકોચન થતાં જ તેની નીચેના જમણા ક્ષેપક નું  શિથીલન થાય છે.
• જે પછી તેને ઓક્સિજનયુક્ત થવા માટે ફેફસા તરફ ધકેલે છે.
• ક્ષેપકો દ્વારા રુધિરને શરીરના વિવિધ ભાગો તરફ ધકેલવાનું હોવાથી તેમની દીવાલ કર્ણ કો ની સરખામણીએ માંસલ અને જાડી હોય છે.
• રૂધિર નું તે જ માર્ગે પાછું વહન ન થાય તે માટે વાલ્વ કાર્ય કરે છે.

મનુષ્યના હૃદયનો વિડિયો

• પ્રશ્ન 23 : વનસ્પતિઓમાં વહન સમજાવો. અથવા વનસ્પતિઓમાં વહન ની પ્રક્રિયામાં પ્રસરણ, વહનતંત્ર અને વાહક પેશી ની અગત્ય સમજાવો.
• ઉત્તર :
• વનસ્પતિઓ વાતાવરણ માંથી કાર્બન ડાયૉક્સાઈડ, ભૂમિ માંથી પાણી અને ખનીજ દ્રવ્યો મેળવે છે અને પર્ણોના કોષોમાં ક્લોરોફિલ ની મદદથી સૌર-ઊર્જા નું રાસાયણિક ઉર્જા માં રૂપાંતર કરે છે.
• પ્રકાશસંશ્લેષણ ની આ ક્રિયા માં કાર્બોદિત પદાર્થનું ગ્લુકોઝમાં સંશ્લેષણ થાય છે.
• શોષણ થયેલા પાણી અને ખનીજ દ્રવ્યો નું અને સંશ્લેષિત ખોરાકનું
  વનસ્પતિ-શરીરના બધા ભાગોમાં વહન થવું જરૂરી છે.

પ્રસરણ :

જો મૂળ અને પર્ણ વચ્ચેનું અંતર ખૂબ ઓછું હોય તો ઉર્જા અને પાણી સહિત કાચી સામગ્રીઓ વનસ્પતિ શરીર ના દરેક ભાગો માં ફક્ત પ્રસરણની ક્રિયા દ્વારા સરળતાથી વહન પામે છે .

વહનતંત્ર : 

જ્યારે વનસ્પતિઓમાં મૂળ અને પર્ણો વચ્ચે અંતર વધારે હોય ત્યારે વહન માટે પ્રસરણની ક્રિયા પર્યાપ્ત નથી. તેથી યોગ્ય વાહક તંત્ર જરૂરી બને છે.

જલવાહક : ભૂમિમાંથી શોષાયેલા પાણી અને ખનીજ દ્રવ્ય નું વહન.
(2) અન્નવાહક : પર્ણ માંથી પ્રકાશસંશ્લેષણ ની નીપજીનું વનસ્પતિ ના અન્ય ભાગો તરફ વહન.

પ્રશ્ન 24 : વનસ્પતિમાં પાણીનું વહન સમજાવો. અથવા વનસ્પતિમાં પાણી નું શોષણ અને તેનું ઊર્ધ્વ વહન સમજાવો. અથવા  જલવાહક દ્વારા પાણી નું વહન સમજાવો.
ઉત્તર :

પાણીના સંવહન નો માર્ગ : મૂળ, પ્રકાંડ અને પર્ણ મા જલવાહિની અને જલવાહિની કી પરસ્પર જોડાઈને પાણીના સંવહન નો સળંગ માર્ગ બનાવે છે.
મૂળ દ્વારા પાણી નું શોષણ : મૂળના કોષો ભૂમિ માંથી સક્રિય સ્વરૂપે આયન નું શોષણ કરે છે. તેના પરિણામે મૂળ અને ભૂમિની વચ્ચે આયન સંકેન્દ્રણ તફાવત સર્જાય છે. આથી આ તફાવત ને દૂર કરવા ભૂમિ માંથી પાણી મૂળમાં પ્રવેશ કરે છે.
પાણીનો સ્તંભ : મૂળ અને ભૂમિની વચ્ચે સંકેન્દ્રણ તફાવત દૂર કરવા માટે મૂળ ની જલવાહક તરફ થતા પાણીના પ્રવાહીથી પાણીનો સ્તંભ નિર્માણ પામે છે.
મૂળદાબ દ્વારા પાણી નું વહન : મૂળનો કોષ દ્વારા પાણીના શોષણથી સર્જાતા દબાણ થી પાણી જલવાહક ઘટકોમાં વહન પામે છે. વધુ ઊંચાઈ ધરાવતી વનસ્પતિઓમાં પાણીના વહન માટે આ દબાણ અપૂરતું હોય છે.
રાત્રિ દરમિયાન પાણીના ઊર્ધ્વ વહન માટે મૂળદાબ જરૂરી છે. આથી વનસ્પતિ-શરીર ના સૌથી ઊંચા સ્થાન સુધી પાણીના વહન માટે અન્ય પરિબળ અસરકારક હોય છે.
બાષ્પોત્સર્જન ખેંચાણ દ્વારા પાણી નું વહન : વનસ્પતિના હવાઈ અંગો દ્વારા પાણી બાષ્પ સ્વરૂપે ગુમાવવા ની ક્રિયા ને બાષ્પોત્સર્જન કહે છે. પર્ણરંધ્ર દ્વારા ગુમાવતા પાણી ની પૂર્તિ પર્ણના જલવાહક ઘટકોમાં રહેલા પાણી વડે થાય છે. પર્ણના કોષ માંથી પાણીના અણુઓ ના બાષ્પીભવન થી ખેંચાણ ઉત્પન્ન થાય છે.

વનસ્પતિમાં પાણીના વહનનો વિડિયો

 

પ્રશ્ન 25 : માનવમાં વહનતંત્ર કે પરિવહનતંત્રના પર કો કયા છે ? આ ઘટકોનાં કાર્ય શું છે ?

માનવમાં પરિવહનતંત્રના ઘટકો	કાર્ય
1. રૂધિર	વિવિધ દ્રવ્યોના વાહન માટે પ્રવાહી માધ્યમ, ખોરાક, CO), ક્ષાર અને નાઇટ્રોજનયુક્ત ઉત્સર્ગ દ્રવ્ય નું વહન રોગકારક સામે લડવાનું અને પ્રતિકારકતા ઈજાસ્થાને રુધિર ગંઠાઈ જવાની ક્રિયા
2. હૃદય	રુધિર ના પંપ તરીકે કાર્ય કરે.
3. રુધિરવાહીની (i) ધમનીઓ (ii) શિરાઓ (iii) રુધિરકેશિકાઓ	હ્રદયથી અંગો તરફ રુધિરનું વહન વિવિધ અંગો થી હૃદય તરફ રુધિરનું વહન રુધિર અને આસપાસના કોષ વચ્ચે દ્રવ્યોના આપ-લે
4. લસિકા	નાના આંતરડા મા પા ચિત ચરબીનું શોષણ કરે અને આંતર કોષીય પ્રવાહી ને રુધિરના પ્રવાહમાં ઠાલવે

 

પ્રશ્ન 26 : સસ્તન અને પક્ષીઓમાં ઑક્સીજન યુક્ત અને ઓક્સિજન વિહિન રુધિર અલગ કરવાની જરૂરિયાત કેમ છે ?

ઉત્તર :  સસ્તન અને પક્ષીઓ માં ઓક્સિજન યુક્ત અને ઓક્સિજન વિહિન રુધિર અલગ કરવા ની જરૂરિયાત છે, કારણ કે તેથી શરીરને વધુ કાર્યદક્ષ ઓક્સિજન નો પુરવઠો મળી રહે. તેના શરીરના તાપમાન જાળવી રાખવા નિરંતર ઉર્જાની જરૂરિયાત સંતોષી શકાય છે.

પ્રશ્ન 27 : ઉચ્ચ કક્ષા ની વનસ્પતિમાં વહન તંત્રના ઘટકો કયા છે ?                                                     ઉત્તર : ઉચ્ચ કક્ષાની વનસ્પતિમાં વાહતંત્ર કે વહનતંત્રના ઘટકો : (1) જલવાહક (જલવાહિની અને જલવાહિનિકી) અને (2) અન્નવાહક (ચાલની નલિકા અને સાથીકોષો).

પ્રશ્ન 28 : વનસ્પતિમાં ખોરાકનું સ્થળાંતરણ કેવી રીતે થાય છે? 
ઉત્તર : પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્રાવ્ય નીપજોના વહનને સ્થળાંતર કહે છે.

– સ્થળાંતરણ સાથે સંકળાયેલી સંવહન પેશીને અન્નવાહક કહે છે.
– પ્રકાશ સંશ્લેષણ ની નીપજો ઉપરાંત, એમિનો એસિડ અને અન્ય પદાર્થ અન્નવાહક માં વહન પામે છે. આ પદાર્થ મુખ્યત્વે મૂળ તેમજ સંગ્રહ કરતા અંગો બીજ, ફળ તેમજ વૃદ્ધિ પામતી ભાગ તરફ વહન થાય છે.
– અન્નવાહક માં સ્થળાંતર દરમિયાન ઊર્જાનો ઉપયોગ થાય છે.
– સુક્રોઝ (શર્કરા) ATP માંથી પ્રાપ્ત ઊર્જાના ઉપયોગથી અન્નવાહક માં સ્થળાંતર પામે છે. તેથી થતો આવૃતિદાબનો વધારો પેશી માં પાણી પ્રવાહને પ્રેરે છે.
– આ દબાણથી અન્નવાહક માં દ્રવ્યો ઓછા દબાણ ધરાવતી પેશીઓ તરફ વહન પામે છે. આમ, વનસ્પતિ ની જરૂરિયાત મુજબ અન્નવાહક માં દ્રવ્ય નું વહન થાય છે.
ઉદાહરણ : વસંત ઋતુ માં મૂળ અને પ્રકાંડ પેશીઓ માં સંચિત શર્કરા નું સ્થળાંતર વૃદ્ધિ માટે ઉર્જાની જરૂરિયાત ધરાવતી કલિકાઓમાં થાય છે. અન્નવાહક માં ખોરાક અને અન્ય પદાર્થોનુ સ્થળાંતર તેને સંલગ્ન સાથી કોષ ની મદદથી ચાલની નલિકા માં ઉર્ધ્વ વહન તેમજ અધોગમન બંને દિશામાં થાય છે.

પ્રશ્ન 29 : મનુષ્યનું ઉત્સર્જનતંત્ર સમજાવો. અથવા મનુષ્ય ઉત્સર્જન અંગો સમજાવો.

• મનુષ્યના શરીરમાં ચયાપચયની ક્રિયાઓમાં થી ઉદભવેલ નાઇટ્રોજનયુક્ત પદાર્થોનો નિકાલ કરવો જરૂરી છે જેમાં આ હાનિકારક ચયાપચયિક ઉત્સર્ગ અને નકામા પદાર્થો નો નિકાલ કરવામાં આવે છે તેને ઉત્સર્જન કહેવાય. 
  ઉત્તર : મનુષ્યના ઉત્સર્જનતંત્રમાં એક જોડ મૂત્રપિંડ, એક જોડ મૂત્રવાહિની, એક મૂત્રાશય અને એક મૂત્રમાર્ગ નો સમાવેશ થાય છે.
  (1) મૂત્રપિંડ: 
•  મૂત્રપિંડો ઉદરમાં કરોડસ્તંભ ની કશેરુકાઓની બંને પાર્શ્વ બાજુ આવેલા હોય છે.
• – મૂત્રપિંડમાં રૂધિર માંથી ગાળણ દ્વારા નાઈટ્રોજનયુક્ત ઉત્સર્ગ દ્રવ્ય અલગ પડે છે અને મૂત્ર નું નિર્માણ થાય છે.
  (2) મૂત્રવાહિની : મૂત્રપિંડ ને મૂત્રાશય સાથે જોડાણ કરતી એક જોડ લાંબી નલિકા છે.
  – મૂત્રપિંડ માં નિર્માણ થયેલું મૂત્ર મૂત્રવાહિની દ્વારા મૂત્રાશય માં જાય છે.
  (૩) મૂત્રાશય : તે મૂત્રનો સંગ્રહ કરતી સ્નાયુમય કોથળી છે. તેમાં મૂત્રનો  થોડો સમય સંગ્રહ થાય છે.
•  મૂત્રમાર્ગ : મૂત્રાશય થી શરીર ની બહાર ખુલતા છીદ્ર સુધી લંબાયેલો માર્ગ છે.
  – તેેના દ્વારા મૂત્ર નું ઉત્સર્જન થાય છે.

મનુષ્યના ઉત્સર્જનતંત્રનો વિડિયો

• પ્રશ્ન 30 : મુત્રપિંડ નલિકા(Nephron) ની રચના સમજાવો.
  ઉત્તર :
• મૂત્રપિંડમાં પ્રત્યેક રુધિરકેશિકાગુચ્છ ગૂંચળા કાર નલિકા ના છેડે કપ આકારના ભાગ કે જેને બાઉમેનની કોથળી કહે છે તેની સાથે જોડાયેલ હોય છે.
• જે ગાળણ ને  એકત્ર કરે છે.પ્રત્યેક મુત્રપિંડ માં આવા અનેક  ગાળણ એકમો હોય છે જેને મુત્રપિંડ નલિકા કહે છે.

 

મૂત્રપિંડમાં પાયારૂપ ગાળણ એકમ મુત્રપિંડ નલિકા છે.
– પ્રત્યેક મૂત્રપિંડમાં મોટી સંખ્યામાં મુત્રપિંડ નલિકા હોય છે. તે  નિકટતમ રીતે ગોઠવાયેેલ હોય છે.
– મુત્રપિંડ નલિકા લાંબી ગુંચળામય રચના છે. તેના અગ્રભાગે કપ આકારની બાઉમેનની કોથળી આવેલી છે અને તેનો અંત સંગ્રહણનલિકા માં થાય છે.
– બાઉમેનની કોથળી માં પાતળી દીવાલ વાળી રુધિરકેશિકાઓનું ઝૂમખું ગોઠવાયેલું  હોય છે. તેને રુધિરકેશિકાઓના ગુચ્છ કહે છે.

પ્રશ્ન 31 : આપણા શરીરમાં ચરબીનુ પાચન કેવી રીતે થાય છે? આ પ્રક્રિયા ક્યાં થાય છે?
ઉત્તર : 

• નાના આંતરડામાં ચરબી મોટા ગોલકોના સ્વરૂપમાં હોય છે.
• જેથી તેના પર ઉત્સેચકો નું કાર્ય કરવું મુશ્કેલ હોય છે.
• પિતક્ષારો  તેઓને વિખંડિત કરીને નાના ગોલકો  માં રૂપાંતરિત કરે છે જેથી ઉત્સેચકો ની ક્રિયાશીલતા માં વધારો થાય છે.
• તે સાબુના મેલ પર થતી તૈલોદીકરણની પ્રક્રિયા માફક કાર્ય કરે છે .
• સ્વાદુરસનો લાયપેઝ તૈલોદીકૃત ચરબીનુ પાચન કરે છે.
• અંતે લાયપેઝ વડે ચરબીનું ફૅટી ઍસિડ અને ગ્લિસરોલ માં રૂપાંતર થાય છે. આ પ્રક્રિયા નાના આંતરડામાં થાય છે.

પ્રશ્ન 32 : ખોરાક પાચન મા લાળ રસ ની ભૂમિકા શું છે?
ઉત્તર : લાળરસ માં એમાયલેઝ ઉત્સેચક હોય છે. તે ખોરાકના  સ્ટાર્ચ નું શર્કરા માં પાચન કરે છે.

 

પ્રશ્ન 33 : સ્વયંપોષી પોષણ માટે જરૂરી પરિસ્થિતિઓ કઈ છે અને તેની નીપજ કઈ છે?
ઉત્તર : સ્વયંપોષી પોષણ માટે જરૂરી પરિસ્થિતિ :

(1) ક્લોરોફિલ ની હાજરી,

(2) પ્રકાશ શક્તિ નું શોષણ,

(3) પાણીના અણુનું વિઘટન અને

(4) કાર્બન ડાયૉક્સાઈડનું કાર્બોદિત માં રિડકશન.

તેની નીપજો : ડ્યુકોઝ, કાર્બોદિત અને ઑક્સિજન.

પ્રશ્ન 34 :  જારક અને અજારક શ્વસન વચ્ચે તફાવત શું છે? કેટલાક સજીવોનાં નામ આપો કે જેમાં અજારક શ્વસન થાય છે.
ઉત્તર :

જારક શ્વસન	અજારક શ્વસન
1. આ ક્રિયામાં O 2નો ઉપયોગ થાય છે.	1. આ ક્રિયામાં O2નો ઉપયોગ થતો નથી.
2. આ ક્રિયાને અંતે CO2 અને H2O ઉત્પન્ન થાય છે.	2. આ ક્રિયાને અંતે પ્રાણીજન્ય માધ્યમમાં લૅક્ટિક ઍસિડ અને વનસ્પતિજન્ય માધ્યમમાં ઇથેનોલ અને CO2 ઉત્પન્ન થાય છે.
3. આ ક્રિયા માં ગ્લુકોઝ ના અણુ નું સંપૂર્ણ દહન થાય છે.	3. આ ક્રિયામાં ગ્લુકોઝના અણુનું અપૂર્ણ દહન થાય છે.
4. આ ક્રિયા નો પ્રાથમિક તબક્કો કોષરસ મા થાય છે, જ્યારે બાકીનો તબક્કો કણાભસૂત્ર માં થાય છે.	4. આ ક્રિયા સંપૂર્ણપણે કોષરસમાં જ થાય છે.

પ્રશ્ન 35 : વાયુઓના વધારેમાં વધારે વિનિમય માટે વાયુકોષ્ઠો ની રચના કેવા પ્રકારની હોય છે?

• 
  ઉત્તર :
• ફેફસાંમાં શ્વાસ વાહિકાઓના અંત ભાગે વાયુકોષ્ઠો આવેલા છે.
• તે ફુગ્ગા જેવી રચના ધરાવે છે.
• તેમની પાતળી
  દિવાલ પર રુધિરકેશિકાઓની વિસ્તૃત જાળી રૂપ ગોઠવણી વાયુઓના વધારેમાં વધારે વિનિમય માટે વિસ્તૃત સપાટી
  પૂરી પાડે છે.
• પ્રશ્ન 36 : આપણા શરીરમાં હિમોગ્લોબિન ઉણપ ને પરિણામે શું થઈ શકે છે?
  ઉત્તર :
• આપણા શરીરમાં હિમોગ્લોબિન ઉણપ ને પરિણામે થતી રોગકારક અવસ્થા ને પાંડુરોગ (એનીમિયા) કહે છે.
• તેના પરિણામે, આપણા શરીરના કોષો અને કોષિય શ્વસન માટે પૂરતો O2 મળતો નથી.
• પરિણામે ઓછી શક્તિ પ્રાપ્ત થાય છે. આ સ્થિતિમાં અશક્તિ, થાક, કંટાળો વગેરે જોવા મળે છે.

પ્રશ્ન 37 :  મનુષ્યમાં રુધિરનું બેવડું પરિવહન વ્યાખ્યા આપો. તે શા માટે ? જરૂરી છે?
ઉત્તર : મનુષ્ય માં દરેક ચક્ર દરમિયાન રુધિર હૃદયમાંથી બે વખત પસાર થાય છે. તેને રુધિરનું બેવડું પરિવહન કહે છે.

વિવિધ અંગો માંથી એકત્ર થતા ઓક્સિજન વિનાનુ રુધિર અંતે મહાશિરા દ્વારા જમણા કર્ણકમાં આવે છે.

ત્યાંથી જમણા ક્ષેપક દ્વારા રુધિર ફેફસાંમાં લઈ જવામાં આવે છે.

 

ફેફસાં માંથી ઓક્સિજન યુક્ત રુધિર ડાબું કર્ણક થી ડાબું ક્ષેપક અને અંતે મહાધમની દ્વારા અંગો તરફ જાય છે.

મનુષ્ય શરીર ની વધુ ઊર્જા જરૂરિયાત માટે ઓક્સિજન નો વધુ કાર્યદક્ષ પુરવઠો શરીરને પૂરો પાડવા બેવડું પરિવહન જરૂરી છે.

પ્રશ્ન 38 : જલવાહક અને અન્નવાહક માં પદાર્થોના વહન વચ્ચે શું તફાવત છે?                                          ઉત્તર :

જલવાહક	અન્નવાહક
1. પાણી અને ખનીજ દ્રવ્યો નું વહન થાય છેં.	1. મુખ્યત્વે સુક્રોઝ કાર્બોદિત સ્વરૂપે ખોરાકનું સ્થળાંતરણ થાય છે.
2. તેમાં વહન માટે બાષ્પોત્સર્જનથી સર્જાતું ખેંચાણ બળ મુખ્ય પ્રેરક બળ છે.	2. તેમાં સ્થળાંતરણ માટે આસુતિ દબાણ જવાબદાર છે.
3. તેમાં દ્રવ્યોના વહન માટે સામાન્ય રીતે ATP નો ઉપયોગ થતો નથી.	3. તેમાં સ્થળાંતરણ માટે ATPનો ઉપયોગ થાય છે.
4. જલવાહિની અને જલવાહિની કી વહનમાં સંકળાયેલા છે.	4. ચાલની નલિકા અને સાથીકોષો સ્થળાંતરણમાં સંકળાયેલા છે.

પ્રશ્ન 39 : ફેફસાંમાં વાયુકોષ્ઠો ની અને મૂત્રપિંડમાં મુત્રપિંડ નલિકા રચના અને તેની ક્રિયાવિધિ તુલના કરો.
ઉત્તર :

વાયુકોષ્ઠો	મુત્રપિંડ નલિકા
1. તે ફેફસાંની રચનાનો કાર્યાત્મક એકમ છે.	1. તે મૂત્રપિંડ ની રચનાનો કાર્યાત્મક એકમ છે.
2. તે શ્વાસવાહિકાઓના છેડે આવેલી ફુગ્ગા જેવી રચનાઓ છે.	2. તે લાંબી ગૂંચળામય નલિકા જેવી રચના છે.તેના અગ્રભાગે બાઉમેનની કોથળી હોય છે.
3. તે શ્વસન વાયુઓની આપ-લે માટે ની સપાટી પૂરી પાડે છે.	3. તે રુધિરનું ગાળણ કરી નાઇટ્રોજનયુક્ત ઉત્સર્ગ દ્રવ્યો દૂર કરે છે.
4. તેની દિવાલ પર રુધિરકેશિકાઓની  વિસ્તૃત જાળી રૂપ રચના હોય છે.	4. તેના બાઉમૅનની કોથળી ભાગે રુધિરકેશિકાગુચ્છ અને નલિકામય ભાગે રુધિરકેશિકાજાળ હોય છે.

• ખાસ યાદ રાખો: 

• ફૂગમાં વિષમપોષી પોષણ હોય છે. તેમાં ખોરાકના ઘટકો નુ વિઘટન શરીરની બહાર કરી પછી તેનું શોષણ કરવામાં આવે છે. દા.ત. બિલાડીનો ટોપ.
• મોટાભાગની ફૂગ મૃત્તોપજીવી પોષણ ધરાવે છે જ્યારે પટ્ટી કૃમિ અને કરમિયું પરોપજીવી પોષણ ધરાવે છે તેમજ અમીબા અને મનુષ્ય પ્રાણી સમ પોષણ દર્શાવે છે.
• જ્યાં સુધી વાઇરસ ચોક્કસ યજમાન કોષમાં પ્રવેશ ન કરે ત્યાં સુધી કોઈ આણવિય ગતિ દર્શાવતા નથી માટે વાયરસ સજીવ છે કે નિર્જીવ તે નક્કી કરવું ખૂબ જ મુશ્કેલ છે .
• કાર્બોદિત લીલી વનસ્પતિઓમાં સ્ટાર્ચ સ્વરૂપે તેમજ મનુષ્યમાં ભોજન સ્વરૂપે સંચય પામે છે.
• રક્ષક કોષોનું કાર્ય વાયુરંધ્ર ખુલ્લા અને બંધ કરવાનું છે.
• નાઇટ્રોજન પ્રોટીન અને અન્ય સંયોજનોના સંશ્લેષણ માં અગત્યનું ખનિજ દ્રવ્ય છે.
• શ્વાસનળીમાં આવેલી કાસ્થીની વલયમય રચનાઓને કારણે આપણા શરીરમાં હવા નો માર્ગ રૂંધાઇ જતો  નથી.
• હિમોગ્લોબીન શ્વસન રંજક દ્રવ્ય છે જેનું સ્થાન રક્તકણમાં હોય છે તેમજ તેનું કાર્ય ઑક્સિજનનું વહન કરવાનું છે.
• વનસ્પતિઓની જલવાહક માં પાણી ની ગતિ માટે દિવસે બાષ્પોત્સર્જન થી ખેંચાણ બળ અને રાત્રે મૂલદાબ અગત્યના બળ છે.
• અન્નવાહક માં સુક્રોઝ,  એમિનો એસિડ અને અન્ય દ્રવ્યો વાહન પામે છે.
• આપણે મૂત્રત્યાગ નું નિયંત્રણ કરી શકીએ છીએ કારણકે આ ક્રિયા ચેતા નિયંત્રણ હેઠળ હોય છે.
• માછલીમાં રુધિર પરિવહન ના એક ચક્ર દરમ્યાન રુધિર હૃદયમાંથી ફક્ત એક જ વાર પસાર થાય છે તેને એકવડું  રુધિર પરિવહન કહે છે.
• લસિકા નાના આંતરડામાં અભિશોષણ પામેલી ચરબીનું વહન કરે છે તેમજ આંતર કોષીય અવકાશમાંથી વધારાના પ્રવાહીને રુધિરમાં પાછું લાવે છે.
• ઉચ્ચ વનસ્પતિઓમાં વાહક નલિકાઓ નું નિર્માણ જલવાહક અને અનવાહક કરે છે. જલવાહક માં પાણી અને દ્રાવ્ય ક્ષારોનું અને અન્નવાહક માં પ્રકાશ સંશ્લેષણની નિપજોનું વહન થાય છે.
• અન્નવાહક ના ચાલની નલિકા અને સાથી કોષો ખોરાકનું સ્થળાંતર દર્શાવે છે ખોરાક નું સ્થળાંતર ઊર્ધ્વ અને અધો એમ બંને દિશામાં થઈ શકે છે.
• મનુષ્યમાં પ્રોટીનના પાચનની શરૂઆત જઠરથી થાય છે.
• ગાયમાં નાના આતરડાની લંબાઈ સૌથી વધારે હોય છે.
• યિસ્ટ ઓક્સિજન કે હવા વગર પણ જીવી શકે છે.
• પાચન નો અંતિમ હેતુ અભિશોષણ છે.
• પીત નો સંગ્રહ કરતું અંગ પિત્તાશય છે તેમજ એસિડિક માધ્યમમાં કાર્ય કરતો ઉત્સેચક પેપ્સી ન છે.
• ફેફસામાં રુધિર ઓક્સિજનયુક્ત બને છે.
• બાઉમેન ની કોથળી માં રુધિરના ગાળણની ક્રિયા થાય છે.
• રુધિર ની સાપેક્ષ માં લસિકા માં પ્રોટીન ઓછા પ્રમાણમાં હોય છે.
• પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયા માં સૂર્ય શક્તિ નું રાસાયણિક શક્તિમાં રૂપાંતર થાય છે 
• મનુષ્યના શરીરમાં ઓક્સિજનયુક્ત રુધિર ના પરિવહન નું સાચો માર્ગ આ મુજબ છે: ફેફસા> fupfus શિરા> ડાબું કર્ણક> ડાબું ક્ષેપક >શરીરના વિવિધ અંગો.
• જલ નિયમન માટે ઉત્સર્જન ની ક્રિયા સૌથી અગત્યની છે.
• મનુષ્યના હૃદયમાં રુધિર પરિવહન માટેનો પથ આ મુજબ છે: જમણું કર્ણક> જમણું ક્ષેપક>ફેફસાં>ડાબું કર્ણક >ડાબું ક્ષેપક> શરીરના વિવિધ અંગો.
• રેઝીન અને ગુંદર વનસ્પતિનાં ઉત્સર્ગ પદાર્થો છે.
• મૂત્ર નિર્માણ દરમિયાન યુરિયા અને યુરિક એસિડનું મુત્રપિંડ નલિકા માં પસંદગીમાન  પુનઃશોષણ થતું નથી.
• ખોરાકનું સ્થળાંતર અને મનુષ્યમાં શરીરના તાપમાન ની જાળવણીની ક્રિયામાં ATP નો ઉપયોગ થાય છે.
• ઉભયજીવી ઓ ઓક્સિજનયુક્ત અને ઓક્સિજનવિહીન રુધિર ના મિશ્ર થવાની સ્થિતિ સહન કરી શકે છે.
• આ પાઠ માં યાદ રાખવા જેવા ખાસ મુદ્દાઓ:
• જુદાજુદા જીવોમાં પોષણ ના પ્રકાર
• પાચનતંત્રના અવયવો ના સ્થાન અને તેના કાર્યો.
• હૃદયના જુદા જુદા અંગો નું કાર્ય.
• મનુષ્યના હૃદયમાં તેમજ શરીરમાં રુધિર પરિવહન માટેનો સાચો માર્ગ.
• જુદાજુદા તફાવતો.(ખાસ)
• શ્વસન તંત્ર ના અંગો ના કાર્યો.
• વૈજ્ઞાનિક કારણો.
• આકૃતિમાં અંગોના સ્થાન.

 આ પ્રકરણમાં આપણે ચર્ચા કરીશું કે વિવિધ પરિબળો પર્યાવરણમાં એકબીજા સાથે કઈ રીતે ક્રિયા કરે છે? અને આપણે પર્યાવરણ ઉપર શું અસર પહોંચાડીએ છીએ?

 

પર્યાવરણ: સજીવોના જીવન અને તેમના વિકાસ ને અસર કરતી બધી બાહ્ય પરિસ્થિતિ અને પરિબળો ના સરવાળાને પર્યાવરણ કહે છે.

 

નિવસન તંત્ર:

 બધા સજીવો જેવા કે વનસ્પતિઓ, પ્રાણીઓ, સૂક્ષ્મ જીવો તેમ જ માનવ અને ભૌતિક પરિબળો વચ્ચે પરસ્પર આંતરક્રિયાઓ  થાય છે અને પ્રકૃતિ માં સંતુલન જળવાય છે. આ આંતરક્રિયા થી બનતા તંત્રને નિવસન તંત્ર કહે છે.

આ રીતે જૈવિક ઘટકો અને અજૈવ ઘટકોની પરસ્પર આંતરક્રિયા થી નિવસનતંત્ર રચાય છે.

 

નિવસંતંત્ર અંગેનો વિડિયો

 

બગીચો એક નિવસનતંત્ર:

 જ્યારે તમે બગીચામાં જાઓ ત્યારે તમને વિવિધ વનસ્પતિઓ જેવી કે ખાસ વૃક્ષ ગુલાબ મોગરો સૂર્યમુખી જેવા પુષ્પો વાળા સુશોભનીય છોડ અને દેડકાઓ, કીટકો તેમજ પક્ષીઓ અને પ્રાણીઓ જોવા મળશે.આ બધા સજીવો પરસ્પર આંતર ક્રિયાઓ કરે છે અને તેઓની વૃદ્ધિ પ્રજનન તેમજ અન્ય ક્રિયાઓ નિવસનતંત્રના અજૈવિક ઘટકો દ્વારા અસર પામે છે આથી બગીચો એક નિવસનતંત્ર છે.

જંગલ ,તળાવ અને સરોવર કુદરતી નિવસનતંત્ર ના ઉદાહરણ છે.

બગીચો કે ઉદ્યાન અને ખેતર માનવ સર્જિત (કૃત્રિમ) નિવસનતંત્ર છે.

આમ નિવસનતંત્ર એ પર્યાવરણ નો મુખ્ય ક્રિયાત્મક એકમ છે.

આહાર શૃંખલા તેમજ આહાર જાળ/પોષણ શૃંખલા તેમજ પોષણ જાળ

• એક સજીવ બીજા સજીવનો આહાર તરીકે ઉપયોગ કરે છે. વિવિધ જૈવિક સ્તરો પર ભાગ લેનારા સજીવોની આ શૃંખલા આહારશૃંખલા નું નિર્માણ કરે છે.
• આહાર શૃંખલા નું પ્રત્યેક ચરણ કે તબક્કો કે કડી એક પોષક સ્તર બનાવે છે.
• સૌરઊર્જાનું  સ્થાપન કરીને તેને વિષમપોષી ઓ અથવા ઉપભોગી ઓ માટે પ્રાપ્ય બનાવે છે.
• શાકાહારી અથવા પ્રાથમિક ઉપભોગી ઓ દ્વિતીય પોષક સ્તર બનાવે છે.
• મોટા માંસાહારીઓ અથવા તૃતીય ઉપભોગીઓ ચોથા પોષક સ્તરનું નિર્માણ કરે છે.
• આ રીતે પ્રથમ પોષક સ્તરે સજીવ ની સંખ્યા સૌથી વધુ જોવા મળે છે અને ચતુર્થ પોષક સ્તરે સજીવોની સંખ્યા સૌથી ઓછી હોય છે.
• આમ આહાર શૃંખલા ના વિવિધ પગથીયાને પોષક સ્તરો કહે છે.

 

જો આપણે એક પોષક સ્તર ના બધા જ સભ્યોને દૂર કરી નાખીએ (મારી નાખીએ) તો શું થશે?

• આવા સંજોગોમાં તેનાથી ઉપલા પોષક સ્તરે ખોરાક પ્રાપ્ત ન થતાં સમગ્ર આહાર શૃંખલા માં વિક્ષેપ સર્જાશે.
• આ પોષક સ્તર પર આધારિત હોઈ તેવા બધા સજીવો પણ મૃત્યુ પામશે.
• બીજી અસર, નીચલા પોષક સ્તર પર રહેલા સજીવની સંખ્યામાં ખૂબ વધારો થશે જેના કારણે નિવસનતંત્ર અસંતુલિત બનશે.

શું કોઈ પોષક સ્તરના બધા જ સભ્યોને દૂર કરવાથી થતી અસર ભિન્નભિન્ન પોષક સ્તરો માટે અલગ અલગ હોય છે?શું કોઈ પોષક સ્તરના સજીવોને નિવસનતંત્ર ને  અસર પહોંચાડ્યા વગર દૂર કરવા સંભવ છે?

• હા, અલગ અલગ હોય છે., કેમકે જો ઉત્પાદકોને દૂર કરવામાં આવે તો ક્રમશઃ બધા પોષક સ્તરના સજીવોને તેની અસર થાય છે.
• આ પરિસ્થિતિ જીવસૃષ્ટિ માટે ભયજનક નીવડી શકે.
• ઉચ્ચ પોષક સ્તર પર રહેલા સજીવોને જો દૂર કરવામાં આવે તો તેનાથી નીચલા સ્તરે રહેલા સજીવની સંખ્યામાં ખૂબ જ વધારો થાય.
• નિવસન તંત્રને અસર પહોંચાડ્યા વગર કોઈ પોષક સ્તરના સજીવોને  દૂર કરવા સંભવ નથી.
• કોઈપણ પોષક સ્તરના સજીવને દૂર કરતાં નિવસનતંત્ર ને નુકસાન થાય છે.

 

નિવસનતંત્રમાં ઉર્જાનો પ્રવાહ અથવા ઉર્જાનું વહન.

• એક સ્થલજ નિવસનતંત્રમાં લીલી વનસ્પતિઓના પર્ણો દ્વારા પ્રાપ્ત થનારી સૌરઊર્જાનો લગભગ એક ટકા ભાગ ખાદ્ય ઉર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
• જ્યારે લીલી વનસ્પતિઓ પ્રાથમિક ઉપભોગીઓ દ્વારા ખવાઈ જાય છે ત્યારે મોટાભાગની ઊર્જા પર્યાવરણમાં ઉષ્મા સ્વરૂપે વ્યય પામે છે.
• જ્યારે કેટલીક માત્રાનો ઉપયોગ પાચન જેવી વિવિધ જૈવિક ક્રિયાઓ માં, વૃદ્ધિ તેમજ પ્રજનનમાં થાય છે.
• ખાધેલા ખોરાક ની માત્રાના લગભગ દસ ટકા સજીવ શરીરમાં સંગ્રહ પામે છે જે તેની આગળના પોષક સ્તરના ઉપભોગી ઓ માટે પ્રાપ્ય બને છે.
• આમ પ્રત્યેક સ્તર પર પ્રાપ્ય કાર્બનિક પદાર્થો ની માત્રા ની સરેરાશ ૧૦ ટકા જ ઊપભોગીઓ ના આગળના સ્તર સુધી પહોંચાડે છે.
• ઉપભોગીઓના  આગળ ના સ્તર માટે ઊર્જાની ખૂબ જ ઓછી માત્રા પ્રાપ્ત હોય છે. આમ, આહાર શૃંખલા સામાન્યતઃ ત્રણ અથવા ચાર ચરણની હોય છે.
• પ્રત્યેક ક્ષણ પર ઉર્જાનો વ્યય વધારે થાય છે જેના કારણે ચોથા પોષક સ્તરના પછીના સજીવો માટે ઉપયોગી ઉર્જાની માત્રા ખૂબ જ ઓછી રહી જાય છે.

 

આહાર જાળ:

• વિવિધ આહાર શૃંખલા ઓ ની લંબાઈ તેમ જ જટિલતા માં ખૂબ જ ભિન્નતા હોય છે.
• સામાન્ય રીતે પ્રત્યેક સજીવ બે અથવા વધારે પ્રકારના સજીવો દ્વારા આહાર તરીકે ઉપયોગી બને છે અને અનેક પ્રકારના સજીવો નો આકાર બને છે.
• આમ એક સીધી આહારશૃંખલા ને સ્થાને સજીવોની વચ્ચે આહાર સંબંધો શાખા યુક્ત બને છે તથા શાખા યુક્ત શૃંખલાની એક જાળી રૂપ રચના બનાવે છે જેને આહારજાળ કહે છે.

આહારજાળ અંગેનો વિડિયો

જૈવિક વિશાલન:

 

•  આપણી જાણકારી વિના જ કેટલાક હાનિકારક રાસાયણિક પદાર્થો આહારશૃંખલા માંથી પસાર થઈને આપણા શરીરમાં પ્રવેશ પામે છે.
• પાકને વિવિધ પ્રકારના રોગ તેમજ કીટકો થી બચાવવા માટે જંતુનાશકો તેમજ રસાયણોનો વધુમાં વધુ ઉપયોગ કરાય છે.
• આ રસાયણો વહી જઇને માટીમાં અથવા પાણીના સ્ત્રોતમાં ભળે છે. માટી માંથી આ પદાર્થોનું વનસ્પતિઓ દ્વારા પાણી તેમજ ખનિજોની સાથે-સાથે શોષણ થાય છે.
• જળાશયોમાંથી તે જલીય વનસ્પતિઓ તેમજ પ્રાણીઓ માં પ્રવેશ કરે છે આ રીતે તેઓ આહારશૃંખલા માં પ્રવેશ કરે છે.
• કારણકે આ પદાર્થો જૈવિક અવિઘટનીય હોવાથી પ્રત્યેક પોષક સ્તરોમાં વધારે માં વધારે સંગ્રહ પામતા જાય છે.
• કોઈપણ આહાર શૃંખલા માં મનુષ્ય અગ્રસ્થાને હોય છે તેથી આપણા શરીરમાં આ રસાયણો સૌથી વધુ માત્રામાં સંચય પામતા જાય છે આ ઘટનાને ‘જૈવિક વિશાલન’ કહે છે.

જૈવિક વિશાલન એટલે શું ? શું નિવસન તંત્ર ના વિવિધ સ્તરો પર જૈવિક વિશાલન ની અસર પણ ભિન્ન ભિન્ન હોય છે?

• આહાર શૃંખલા ના વિવિધ પોષક સ્તરે રહેલા સજીવોમાં ચોક્કસ જૈન અવિઘટનીય પદાર્થની સાન્દ્રતામાં  થતા ક્રમશઃ વધારાને જૈવિક વિશાલન કહે છે.
• નિવસનતંત્રના વિવિધ પોષક સ્તર પર જૈવિક વિશાલન ની માત્રા અલગ અલગ હોવાથી તેની અસર પણ અલગ અલગ હોય છે.
• તૃતીય અને ચતુર્થ પોષક સ્તરે રસાયણ ની માત્રા મહત્તમ હોય છે.
• જ્યારે નીચલા પોષક સ્તરે રસાયણ ની માત્રા ખૂબ ઓછી હોય છે.
• આથી જૈવિક વિશાલન ની સૌથી વધુ હાનિકારક અસર ઉપલા પોષક સ્તરના સજીવો પર થાય છે.

પોષક સ્તરો એટલે શું? એક આહારશૃંખલાનું ઉદાહરણ આપો અને તેમના વિવિધ પોષક સ્તરો જણાવો.

 

Ans: આહાર શૃંખલા માં પોષણ ના ક્રમિક પગથિયા ઓને પોષક સ્તરો કહે છે.

ઘાસ(પ્રથમ પોષક સ્તર)>ઉંદર(દ્વિતીય પોષક સ્તર)>સાપ(તૃતીય પોષક સ્તર)>સમડી (ચતુર્થ પોષક સ્તર).

 

નિવસનતંત્રમાં વિઘટકોની ભૂમિકા:

• વનસ્પતિઓ અને પ્રાણીઓ ના મૃત શરીર તેમજ ઉત્સર્ગ દ્રવ્યો પર પોષણ માટે જે સજીવો આધાર રાખતા હોય તેવા સજીવોને વિઘટકો કહે છે.
• દા.ત. જીવાણુ અને ફૂગ વિઘટકો છે.
• આ વિઘટકો જટિલ કાર્બનિક દ્રવ્યોનું સરળ અકાર્બનિક દ્રવ્યોમાં વિઘટન કરી નાખે છે.
• આ સરળ અકાર્બનિક દ્રવ્યો વનસ્પતિઓ દ્વારા ફરી ઉપયોગમાં લેવાય છે.
• આ રીતે વિઘટકો દ્રવ્યોના ચક્રીય વહનમાં અગત્યની ભૂમિકા ભજવે છે.

ઓઝોન સ્તર અને તે કેવી રીતે વિઘટન પામે છે?

• ઓઝોન નો અણુ (O3) ઓક્સિજન ના ત્રણ પરમાણુથી બને છે.
• ઓક્સિજનના (O2) અણુઓ પર પારજાંબલી કિરણો ની અસરથી ઓઝોન બને છે.
• પારજાંબલી વિકિરણો ઓક્સિજનના અણુઓ નું વિઘટન કરી સ્વતંત્ર ઓક્સિજન પરમાણુ બનાવે છે.
• ઓક્સિજનનો આ સ્વતંત્ર પરમાણુ ઓક્સિજનના અણુઓ સાથે સંયોજાઈને  ઓઝોન નો અણુ બનાવે છે.
• આમતો ઓઝોન એક ઘાતક વિષ છે પરંતુ વાતાવરણના ઉપરના સ્તરમાં ઓઝોન એક આવશ્યક કાર્ય સંપાદિત કરે છે.

 

ઓઝોન સ્તરનું વિઘટન આપણા માટે ચિંતાનો વિષય શા માટે છે? આ વિઘટન ને સીમિત કરવા માટે કયા પગલાં લેવા જોઈએ?

• ઓઝોનનું સ્તર સૂર્યમાંથી આવતા પારજાંબલી કિરણોથી પૃથ્વી ને રક્ષણ આપે છે. આ પારજાંબલી કિરણો સજીવો માટે અત્યંત હાનિકારક છે. દા.ત. તે માનવમાં ત્વચા નું કેન્સર ઉત્પન્ન કરી શકે છે.
• 1980 થી વાતાવરણમાં ઓઝોન ની માત્રામાં ઝડપથી ઘટાડો થઈ રહ્યો છે. કલોરોફ્લોરો કાર્બન (CFCs) જેવા માનવ સંશ્લેષિત રસાયણોને તેનો મુખ્ય પરિબળ ગણવામાં આવે છે.
• તેનો ઉપયોગ રેફ્રિજરેટર તેમજ અગ્નિ શમન માટે થાય છે.
• 1987 માં સંયુક્ત રાષ્ટ્ર પર્યાવરણ કાર્યક્રમ UNEPમાં સર્વાનુમતે નક્કી કરવામાં આવ્યું કે CFC નું ઉત્પાદન 1986ના સ્તર પર જ સિમિત રાખવામાં આવે.
• હવે રેફ્રિજરેટર બનાવતી વિશ્વની પ્રત્યેક કંપનીઓ માટે CFC મુક્ત રેફ્રિજરેટર બનાવવાનું ફરજિયાત કરવામાં આવ્યું છે.

ઓઝોન સ્તર અંગેનો વિડિયો

આપણા દ્વારા નિર્માણ પામતા કચરાનું પ્રબંધન:

• આપણા દ્વારા ખાધેલા કે ભોજનમાં લીધેલા ખોરાક નું પાચન વિવિધ ઉત્સેચકો દ્વારા થાય છે.
• પરંતુ એક જ ઉત્સેચક ખોરાકના બધા જ પદાર્થો નું પાચન કરી શકતો નથી.
• કોઈ વિશેષ પ્રકારના પદાર્થ નું પાચન કે વિઘટન કરવા માટે વિશિષ્ટ ઉત્સેચકની જરૂરિયાત હોય છે એટલે જ કોલસા ખાવાથી આપણને ઉર્જા પ્રાપ્ત નથી થતી.
• જે પદાર્થો જૈવિક ક્રિયા દ્વારા વિઘટીત થાય છે તેઓને જૈવવિઘટનીય પદાર્થો કહેવાય છે.
• જે પદાર્થ જૈવ ક્રિયામાં વિઘટન પામતા નથી તેવા પદાર્થો ને જૈવ અવિઘટનીય પદાર્થો કહેવાય છે.

આપણા દ્વારા ઉત્પાદિત જૈવ અવિઘટનીય કચરાથી કઈ સમસ્યાઓ ઉત્પન્ન થઈ શકે છે?

1. જૈવિક વિશાલન ની સમસ્યા.
2. પર્યાવરણમાં પ્રદૂષણ.
3. ભૂમિ માં કચરો દ ટાત્તા  ભૂમિમાં વનસ્પતિઓની વૃદ્ધિ અટકે.
4. પર્યાવરણમાં લાંબો સમય રહી નિવસનતંત્રના ઘટકો ને હાની કરે.
5. આહાર શૃંખલા માં અસંતુલન કરે અને નિવસનતંત્રમાં સમસ્યાઓ સર્જે.

જો આપણા દ્વારા ઉત્પાદિત બધો જ કચરો જૈવવિઘટનીય હોય તો શું તેની આપણા પર્યાવરણ પર કોઈ અસર નહીં થાય?

• આવા કચરાનો યોગ્ય રીતે તેમજ પૂરા સમય માટે વિઘટન કરવામાં આવે અને તેનો ખાતર તરીકે તેમ જ બાયોગેસ ઉત્પાદન માટે ઉપયોગ કરવામાં આવે તો પર્યાવરણ પર તેની કોઈ હાનિકારક અસર થતી નથી.

ખાસ યાદ રાખો:

• કેટલાક પદાર્થો જેવા કે કાપડ, ફળોની છાલ વગેરે જીવાણુ કે અન્ય મૃતોપજીવી ઓ દ્વારા વિઘટન પાણી સરળ સ્વરૂપમાં ફેરવાઇ શકે છે.તે કુદરતી પદાર્થો હોવાને લીધે જૈવવિઘટનીય છે.
• કેટલાક પદાર્થો જેવા કે પ્લાસ્ટિક, પોલીથીન વગેરે સૂક્ષ્મ જીવો દ્વારા વિઘટન પામી શકતા નથી.

તે સંશ્લેષિત પદાર્થો હોવાના કારણે જૈવ અવિઘટનીય છે.

જૈવવિઘટનીય પદાર્થો દ્વારા પર્યાવરણને પ્રભાવિત કરતી બે રીતો:

1. વિઘટન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતાં કેટલાંક વાયુ વાતાવરણને પ્રદૂષિત કરે છે.
2. જૈવવિઘટનીય પદાર્થો સુક્ષ્મ જીવો ની પ્રવૃત્તિ વડે વિઘટન પામી સરળ દ્રવ્યો પર્યાવરણમાં મુક્ત કરે છે. આ સરળ દ્રવ્યો અન્ય સજીવના જીવનને ટકાવવા માટે ઉપયોગમાં આવે છે.

 જૈવ અવિઘટનીય પદાર્થો દ્વારા પર્યાવરણને પ્રભાવિત કરતી બે રીતો:

•  જૈવ અવિઘટનીય પદાર્થો નિવસનતંત્ર ના કાર્યો જેવા કે ઊર્જા અને દ્રવ્યોના વહનને અવરોધે છે.
• પેસ્ટીસાઈડ જેવા જૈવ અવિઘટનીય પદાર્થો ભૂમિ અને પાણીનું પ્રદૂષણ ફેલાવે છે તેમ જ સજીવોમાં જૈવિક વિશાલન પ્રેરે છે.

*ઓઝોન અને પારજાંબલી વીકિરણો ની અસરથી ઓક્સિજનના ૩ પરમાણુ વડે બનતો અણુ છે.

*વાતાવરણના ઉપલા સ્તર માં ઓઝોન અવશ્ય કાર્ય કરે છે છતાં જમીન પર ઓઝોન એક ઘાતક વિષ છે.

*ઓઝોન સૂર્યમાંથી આવતા ઓછી તરંગલંબાઇ ધરાવતા પારજાંબલી કિરણો નું શોષણ કરે છે આ રીતે પૃથ્વી પરની જીવસૃષ્ટિને તે રક્ષણ આપે છે.

કચરાનો નિકાલ કરવાની બે પદ્ધતિઓ છે: (૧) પુનઃ ઉપ યોગ (૨) પુનઃ ચક્રિયકરણ.

*વિઘટકો તરીકે બેક્ટેરિયા અને ફૂગ ને તેમજ અપમાર્જકો તરીકે સમડી અને કાગડાને નિવસનતંત્રના કુદરતી સફાઈ કામદારો કહી શકાય.

*ફક્ત વનસ્પતિનો આહાર કરતા પ્રાણીઓ તૃણાહારી કહેવાય.

 

અન્ય પ્રાણી નો આહાર કરતાં પ્રાણીઓ માંસાહારી કહેવાય.

 

વનસ્પતિ અને પ્રાણી બંનેનો આહાર કરતાં પ્રાણીઓને સર્વાહારી કહેવાય.

 

સડતા કાર્બનિક દ્રવ્યોમાંથી પોષણ મેળવતા સજીવોને વિઘટકો કહેવાય.

ઘાસ> સૌર ઉર્જાના રૂપાંતર કો>ઉત્પાદક

હરણ>પ્રાથમિક ઉપયોગી>તૃણાહારી

વાઘ>દ્વિતીય ઉપભોગી>માસાહારી

કાગડો>દ્વી ઉપભોગી>સર્વાહારી

શિયાળ>અપ માર્જક>મૃત ભક્ષી

 

આ પાઠમાંથી આ મુદ્દાઓ ખાસ યાદ રાખો:

• આહાર શૃંખલા અને પોષક સ્તરોનો  સાચો ક્રમ.
• નિવસનતંત્રમાં ઉર્જાનું વહન
• જૈવિક વિશાલન
• ઓઝોન સ્તર ની અગત્યતા તેમ જ ઓઝોન સ્તર માટે ના હાનિકારક રસાયણો.
• જૈવ વિઘટનીય તેમજ જૈવવિઘટનીય કચરા અંગે