source: wikipedia

text: اکسیژن یکی از عناصر شیمیایی در جدول تناوبی است که نشان شیمیایی آن O و عدد اتمی آن ۸ است. این عنصر که عضوی از خانوادهٔ عناصر گروه کالکوژن، یعنی گروه شانزدهم در جدول تناوبی است، نافلزی بسیار واکنشپذیر و عاملی اکسیدکننده است که به آسانی موجب اکسید شدن عناصر و ترکیبات شیمیایی میشود. از نظر جرمی، پس از هیدروژن و هلیوم، اکسیژن سومین عنصر فراوان در کیهان است. در دما و فشار استاندارد، دو اتم اکسیژن با اتصال به یکدیگر موجب تولید ساختاری موسوم به دیاکسیژن یا اصطلاحاً موجب شکلگیری یک مولکول اکسیژن میشوند. مولکول اکسیژن در حالت گازی، بیرنگ، بیبو و دارای فرمول O۲ است. مولکول اکسیژن ۲۰٫۹۵ درصد از اتمسفر کره زمین را تشکیل میدهد. با درنظر گرفتن اکسیژن موجود در فرمول شیمیایی ترکیبهای دارای اکسیژن موجود در پوسته زمین، اکسیژن تقریباً تشکیل دهنده نیمی از عناصر سازنده پوسته زمین است. اکسیژن مولکولی موجب تولید انرژی در فرایند سوختن، تنفس یاختهای هوازی است. بسیاری از مولکولهای آلی موجود در موجودات زنده مانند پروتئینها، نوکلئیک اسیدها، کربوهیدراتها، چربیها و همچنین گستره وسیعی از ترکیبات معدنی پوسته بدن جانوران، دندانها و استخوانها دارای اتمهای اکسیژن هستند. اغلب جرم تشکیل دهنده موجودات زنده متشکل از اکسیژن است، چرا که بدن جانوران بهطور عمده از آب تشکیل شدهاست و اکسیژن عنصر اصلی سازنده آب است. اکسیژن موجود در اتمسفر زمین بهطور پیوسته توسط فرایند فتوسنتز تأمین میشود، فرایندی که طی آن نور خورشید موجب تبدیل آب و کربن دیاکسید به اکسیژن میشود. از لحاظ شیمیایی، اکسیژن خیلی فعال است و درنتیجه نمیتواند در هوای آزاد بهصورت آزاد و اتمی باقی بماند. بهغیر از اکسیژن مولکولی، اکسیژن دارای دگرشکلهای دیگری نیز است که ازون یکی از آنها است. مولکول ازون قادر است نور فرابنفش بی منتشر شده از طرف خورشید را جذب کند و درنتیجه لایه ازون پوشاننده کره زمین، حیات موجود بر روی زمین را از پرتوهای مخرب فرابنفش محافظت میکند. با اینحال ازونی که نزدیک سطح زمین تولید میشود محصول جانبی واکنش مهدودها است و درنتیجه بهعنوان یک عامل آلاینده محسوب میشود. اکسیژن توسط مایکل سندیووجیس قبل از سال ۱۶۰۴ جداسازی شد با اینحال، باور عمومی رایج این است که اکسیژن توسط کارل ویلهلم شیله در اوپسالا و در سال ۱۷۷۳ یا توسط جوزف پریستلی در ویلتشر در سال ۱۷۷۴ کشف شدهاست. در میان این دو نیز بهطور معمول تقدم کشف اکسیژن به پریستلی نسبت داده میشود، چرا که مقاله او زودتر از شیله چاپ شد. پریستلی اکسیژن را هوای فلوژیستونزدایی شده نامید و آن را بهعنوان یک عنصر شیمیایی بهحساب نیاورد. واژه اکسیژن در سال ۱۷۷۷ و توسط آنتوان لاووازیه رواج داده شد. لاوازیه اولین کسی بود که اکسیژن را بهعنوان یک عنصر شیمیایی مستقل بهشمار آورد و بهدرستی به نقش آن در سوختن اشاره کرد. اکسیژن به صورت متداول در تولید فولاد، پلاستیک، پارچه، برشکاری اکسیژنی فولاد، پیشران راکت، اکسیژندرمانی و سامانه پشتیبان حیات در هواپیما، زیردریاییها، پروازهای فضایی و غواصی استفاده میشود. تاریخچه آزمایشهای اولیه یکی از اولین آزمایشهای شناخته شده در مورد رابطه بین سوختن و هوا دو سده پیش از میلاد مسیح، توسط نویسنده یونانی در زمینه مکانیک، فیلو انجام شد. او در کار خود با استفاده از پنوماتیک، به اشتباه تصور میکرد که با برگرداندن یک ظرف بر روی یک شمع در حال سوختن که پیرامون آن آب است وقتی بخشی از مایع از گردنه ظرف بالا میرود مقداری از هوای موجود در ظرف به آتش یکی از عناصر چهارگانه تبدیل شدهاست و قادر به فرار از منافذ موجود در شیشه است. قرنها بعد، لئوناردو دا وینچی براساس کارهای فیلو، مشاهده کرد که بخشی از هوا در هنگام سوختن و تنفس مصرف میشود. در اواخر سده هفدهم، رابرت بویل شیمیدان، فیزیکدان، فیلسوف و مخترع ایرلندی ثابت کرد که هوا برای سوختن لازم است، سپس شیمیدان انگلیسی جان مایو (۱۶۴۱–۱۶۴۱) نشان داد که آتش فقط به بخشی از هوا احتیاج دارد و نام آن را اسپریتوس نیتروآروس گذاشت و کار بویل را تصحیح کرد. در یک آزمایش او با قرار دادن یک موش و یک شمع کوچک روشن در یک ظرف وارونه روی آب شاهد بالا آمدن سطح آب به مقدار یک چهاردهم از حجم هوا قبل از خاموش شدن شمع و مرگ موش بود. از این رو او تصور کرد که نیتروآروس هم در تنفس و هم با سوختن مصرف میشود. مایو همچنین مشاهده کرد که وزن آنتیموان هنگام گرم شدن افزایش یافته و براین اساس استنباط میکند که دلیل آن ترکیب شدن با نیتروآروس میباشد. او همچنین تصور کرد که ریهها نیتروآروس را از هوا جدا کرده و آن را درون خون منتقل میکنند و گرمای بدن حیوانات و حرکت ماهیچهها ناشی از واکنش نیتروآروس با مواد خاصی در بدن است. وی گزارشهایی از این آزمایشها و ایدههای دیگر را در سال ۱۶۶۸ در در اثری بهنام دو مجرا در دستگاه تنفس منتشر شد. نظریه فلوژیستون رابرت هوک، اوله بورچ، میخاییل لومونسف و پیر باین همه در آزمایشهایی که در سده ۱۷ و ۱۸ میلادی انجام میدادند اکسیژن تولید میکردند اما هیچکدام آن را بهعنوان یک عنصر شیمیایی به رسمیت نشناختند. که این ممکن است تا حدودی بهدلیل نشر فلسفه سوختن و خوردگی به نام تئوری فلوژیستون باشد که در آن زمان توضیحی ارجح برای این نوع فرایندها بود. این نظریه که بعدها بهطور کامل رد گردید، برای اولین بار توسط شیمیدان آلمانی یوهان یوآکیم بکر بیان شد و سپس در سال ۱۷۳۱ توسط جرج ارنست استال اصلاح شد. بر مبنای این تئوری همهٔ مواد قابل سوختن از جزئی به نام فلوژیستون تشکیل شده بودند که با سوختن آن ماده، فلوژیستون از ماده جدا شده و به شکل یک مادهٔ سادهتر کاهش مییافت. در حالی که تصور میشد که قسمت اصلی آن از نظر ظاهری شکل واقعی یا کالکس است. باور بر این بود که مواد دارای قابلیت احتراق بالا مانند چوب یا زغالسنگ که پس از سوختن، باقی مانده اندکی از آنها به جا میماند، غالباً از فلوژیستون ساخته شدهاند و مواد غیرقابل احتراق مانند آهن که دچار خوردگی میشوند، حاوی فلوژیستون بسیار کمی هستند. این تئوری نقش هوا در سوختن را صرفاً محدود به انتقال فلوژیستون آزادشده از جسم میکرد. بهعنوان مثال طبق این نظریه از سوختن چوب، خاکستر به جا میمانَد و فلوژیستون آن توسط هوا جدا میشود که اختلاف جرم بین چوب و خاکستر بر جای مانده، ناشی از خارج شدن فلوژیستون میباشد. هیچ آزمایشی برای این ایده انجام نشد و تمامی نظرات مبتنی بر مشاهده آنچه اتفاق میافتاد بود که اکثر اشیاء با سوختن سبکتر میشوند و به نظر میرسد در روند کار چیزی را از دست میدهند. کشف کیمیاگر، فیلسوف و پزشک لهستانی مایکل سندیووجیس در سال ۱۶۰۴ ماده موجود در هوا را شرح داد و از آن به عنوان غذای زندگی یاد کرد، و این ماده با اکسیژن یکسان است. سندیووجیس، در طول آزمایشهای خود که بین سالهای ۱۵۹۸ و ۱۶۰۴ انجام داد، به درستی تشخیص داد که این ماده معادل محصول جانبی گازی است که با تجزیه حرارتی پتاسیم نیترات آزاد میشود. از دیدگاه بوگاج، جداسازی اکسیژن و ارتباط مناسب ماده با آن قسمت از هوا که برای زندگی لازم است، دلیل کافی برای کشف اکسیژن توسط سندیووجیس فراهم میکند. اما این کشف سندیووجیس اغلب توسط نسل دانشمندان و شیمیدانان جانشین او انکار میشد. همچنین معمولاً ادعا میشود که اکسیژن اولین بار توسط داروساز سوئدی کارل ویلهلم شیله کشف شد. وی با گرم کردن اکسید جیوه و نیتراتهای مختلف در سال ۱۷۷۱، گاز اکسیژن تولید کرده بود. شیله گاز را هوای آتش نامید زیرا در آن زمان تنها عامل شناخته شده برای پشتیبانی از سوختن بود. وی روایتی از این کشف را در یک نسخه خطی با عنوان رسالهای در باب هوا و آتش نوشت که در سال ۱۷۷۵ برای ویراستار خود فرستاد. با اینحال این رساله تا سال ۱۷۷۷ منتشر نشد. در همین حال، در اول اوت سال ۱۷۷۴، آزمایشی که توسط شیمیدان و فیلسوف و مخالف کلیسای انگلستان، جوزف پریستلی انجام شد، نور خورشید را روی اکسید جیوه (HgO) موجود در یک لوله شیشه ای متمرکز کرد، که موجب آزاد شدن گازی از آن شد و آن را با عنوان هوای فلوژیستون زدایی شده یاد کرد. وی خاطرنشان کرد: شمعها در حضور این گاز روشنتر میسوزند و موش فعال تر بوده و با تنفس آن مدت زمان بیشتری زنده بودهاست. پریستلی پس از تنفس گاز خود نوشت: «احساس آن در ریههایم بهطور قابل ملاحظه ای با هوای معمولی تفاوت چندانی نداشت، اما احساس کردم سینهام به خصوص بعد از مدتی سبک و راحت است» پریستلی یافتههای خود را در سال ۱۷۷۵ در مقاله ای با عنوان «گزارشی از اکتشافات بیشتر در هوا» منتشر کرد که در جلد دوم کتاب وی با عنوان آزمایشها و مشاهدات در انواع مختلف هوا گنجانده شدهاست. از آنجا که او برای اولین بار یافتههای خود را منتشر کرد، معمولاً از او به عنوان کاشف اکسیژن نام برده میشود. شیمیدان فرانسوی آنتوان لورنت لاووازیه بعداً ادعا کرد که این ماده را بهطور مستقل کشف کردهاست. با این حال، پریستلی در اکتبر سال ۱۷۷۴ به دیدار لاووازیه رفت و در مورد آزمایش خود و نحوه انتشار گاز جدید به وی گفت. شیله همچنین در ۳۰ سپتامبر همان سال نامهای را به لاووازیه ارسال کرده بود که شرح کشف ماده ناشناخته را توصیف میکرد، اما لاووازیه هرگز پذیرش آن را تأیید نکرد. پس از مرگ شیله نسخهای از نامه در وسایلش پیدا شد. مشارکت لاووازیه لاووازیه اولین آزمایشهای کمی مناسب در مورد اکسیداسیون را انجام داد و اولین توضیح صحیح در مورد چگونگی عملکرد سوختن را ارائه کرد. او از این آزمایش و آزمایشهای مشابه دیگر، که در سال ۱۷۷۴ شروع شده بود، استفاده کرد تا نظریه فلوژیستون را بیاعتبار کند و نشان دهد ماده کشف شده توسط پریستلی و شیله یک عنصر شیمیایی است. در یک آزمایش، لاووازیه مشاهده کرد که هنگام گرم کردن قلع و هوا در یک ظرف بسته، افزایش کلی وزن وجود ندارد. وی خاطرنشان کرد: هنگام بازکردن ظرف، ناگهان هوا وارد ظرف شد و این نشان میدهد که برخی از هوای به دام افتاده مصرف شدهاست و نشان داد که مقدار وزن افزایش یافته قلع پس از سوختن برابر با مقدار هوایی بودهاست که پس از بازکردن ظرف وارد آن شدهاست. این آزمایش به همراه دیگر آزمایشهای او در کتابی با عنوان در مورد احتراق در سال ۱۷۷۷ منتشر و ثبت شد. با انجام این کار، او ثابت کرد که هوا ترکیبی از دو گاز است. هوای حیاتی که برای سوختن و تنفس ضروری است و آزوت یا هوای بیجان که پیش تر ازت در انگلیسی نیتروژن نام گرفت، اگرچه این نام در فرانسوی و چند زبان اروپایی دیگر نگه داشته شد.Lavoisier, Antoine with Robert Kerr, trans. , Elements of Chemistry, 4th ed. (Edinburgh, Scotland: William Creech, 1799), p. 101:." لاووازیه نام هوای حیاتی را در ۱۷۷۷ به اکسیژن تغییر نام داد که از ریشه یونانی اوکسیس به معنای تیز برای طعم اسیدها و -جنز به معنای تولیدکننده یا مولد، گرفته شده بود زیرا او به اشتباه فکر میکرد که اکسیژن ماده تشکیل دهنده همه اسیدها است. بعد از او، شیمیدانهایی مانند همفری دیوی، در ۱۸۱۲ سرانجام تشخیص دادند که لاووازیه در ارزیابی خود اشتباه کردهاست و این هیدروژن است که پایه اسیدها را تشکیل میدهد، اما این نام قبلاً رایج شده بود. واژه اکسیژن علیرغم مخالفت دانشمندان انگلیسی و این واقعیت که دانشمند انگلیسی پریستلی ابتدا آن را کشف کرده و دربارهٔ آن نوشته بود، وارد زبان انگلیسی شد که تا حدودی ناشی از شعری است که با عنوان «اکسیژن» در کتاب محبوب باغ گیاهشناسی (۱۷۹۱) اثر اراسموس داروین، پدر بزرگ چارلز داروین از آن تحسین میکند. تاریخ اخیر نظریه جان دالتون بر این اساس بود که تمام اتمهای یک عنصر یکسانند و اتم موجود در ترکیبات معمولاً سادهترین نسبتهای اتمی را نسبت به یکدیگر دارند. او به اشتباه تصور میکرد که سادهترین حالت ترکیب بین دو عنصر همواره ترکیب یک اتم از هر کدام است؛ بنابراین مولکول آب را به اشتباه HO فرض میکرد و به این نتیجه رسید که جرم اتمی اکسیژن ۸ برابر بیشتر از هیدروژن است درحالیکه امروزه با در نظر گرفتن فرمول درست آب میدانیم که اتم اکسیژن ۱۶ برابر از هیدروژن سنگین تر است. در سال ۱۸۰۵، ژوزف لویی گیلوساک و الکساندر فون هومبولت نشان دادند که نسبت حجمی هیدروژن نسبت به اکسیژن در آب ۲ به ۱ است و در سال ۱۸۱۱ آمدئو آووگادرو شیمیفیزیکدان ایتالیایی با فرض مولکولهای دو اتمی ابتدایی، تفسیر صحیحی از ترکیب مایعات ارائه داد که امروز به عنوان قانون آووگادرو شناخته میشود.نتایج تا سال ۱۸۶۰ نادیده گرفته شدند. بخشی از این عدم توجه و رد شدن به این خاطر این باور بود که تصور میشد اتمهای یک عنصر فاقد میل ترکیبی در مقابل اتمهای دیگری از همان عنصر هستند و بخشی دیگر به این علت بود که استثنایی در قانون آووگادرو وجود داشت که امکان توضیح آن تا سالها بعد و با کمک مولکولهای تفکیک شونده، وجود نداشت. در اواخر سده نوزدهم دانشمندان دریافتند که میتوان هوا را به مایع تبدیل کرد و اجزای آن را با فشردهسازی و خنک کردن آن جدا کرد. با استفاده از روش آبشاری، رائول پیکتت شیمیدان و فیزیکدان سوئیسی، گوگرد دیاکسید را بهمنظور مایعسازی کربن دیاکسید، تبخیر کرد. این مایع سازی از طریق جذب گرمای کربن دیاکسید توسط گوگرد دیاکسید در هنگام تبخیر شدن به انجام میرسد. وی در ۲۲ دسامبر سال ۱۸۷۷ تلگرافی را به فرهنگستان علوم فرانسه ارسال کرد و خبر از کشف اکسیژن مایع داد و تنها دو روز بعد، فیزیکدان فرانسوی لوئیس پل کایتت روش خود را برای مایع کردن اکسیژن مولکولی اعلام کرد. در هر دو مورد، فقط چند قطره از اکسیژن مایع تولید میشد، بنابراین امکان یک تجزیه و تحلیل قطعی را نمیداد. اکسیژن برای اولین بار در ۲۹ مارس ۱۸۸۳ توسط دانشمندان لهستانی، زیگمونت وروبلوسکی و کارول اولژوسکی از دانشگاه یاگیلونیا در حالت پایدار مایع شد. در سال ۱۸۹۱، شیمیدان اسکاتلندی، جیمز دیوئر، قادر به تولید اکسیژن مایع کافی برای مطالعه آن شد. اولین فرایند تجاری مناسب برای تولید اکسیژن مایع بهطور مستقل در سال ۱۸۹۵ توسط مهندس آلمانی کارل فن لینده و مهندس بریتانیایی ویلیام هامسون توسعه یافت. آنها دمای هوا را تا زمان مایع شدن آن کاهش میدادند و سپس مخلوط را به صورت جز به جز تقطیر و آنها را جداگانه استخراج میکردند بعدتر، در سال ۱۹۰۱، جوشکاری اکسیاستیلن برای اولین بار با سوختن مخلوطی از استیلن و اکسیژن فشرده شده استفاده شد که برای برش فلزات متداول گشت. در سال ۱۸۹۸، ویلیام تامسون محاسبه کرد که تنها برای حدود ۴۰۰ یا ۵۰۰ سال اکسیژن روی زمین باقی ماندهاست که مقدار دقیق آن به سرعت سوختن مواد قابل احتراق بستگی دارد. در سال ۱۹۲۳، دانشمند آمریکایی رابرت گدارد اولین شخصی بود که موتور موشکی را ساخت که از بنزین برای سوخت و اکسیژن مایع به عنوان عامل اکسنده استفاده میکرد و اولین موشک سوخت مایع را در تاریخ ۱۶ مارس ۱۹۲۶ در اوبرن پرتاب کرد که ۵۶ متر را با سرعت ۹۷ کیلومتر در ساعت طی نمود. در آزمایشگاههای دانشگاهی، اکسیژن را میتوان با گرم کردن مخلوطی از پتاسیم کلرات و مقدار کمی از منگنز دیاکسید تهیه کرد. سطح اکسیژن موجود در جو در حال کاهش است که دلیل آن استفاده از سوختهای فسیلی است. ویژگی خواص و ساختار مولکولی در شرایط استاندارد دما و فشار، اکسیژن، گازی بدون بو، رنگ و مزه، با فرمول شیمیایی O۲ است که خود از دو اتم اکسیژن تشکیل شدهاست. پیوند میان دو اتم اکسیژن در یک مولکول اکسیژن، میتواند بر اساس نظریههای مختلفی تفسیر داده شود با اینحال، منطقی است که آن را یک پیوند دوگانه کووالانسی درنظر گرفت که در اثر پر شدن اوربیتالهای مولکولی با الکترونهای مهیا شده از دو اتم مجزای اکسیژن ایجاد میشود. بهصورت دقیقتر، این پیوند دوگانه مطابق اصل آفبا از پر شدن متوالی اوربیتالهای مولکولی در یک مولکول اکسیژن، با ترتیب چینش از انرژی کم به انرژی زیاد، ایجاد میشود. پیوندهای سیگما (σ) و سیگما استار (*σ) ناشی از همپوشانی بهترتیب پیوندی و ضدپیوندی اوربیتالهای 2s دو اتم اکسیژن، یکدیگر را خنثی میکنند. پیوند سیگمای ناشی از همپوشانی اوربیتالهای 2p دو اتم اکسیژن، عامل ایجاد پیوند یگانه اکسیژن-اکسیژن (O-O) هستند و پیوند پای (π) حاصل از همپوشانی جانبی اوربیتالهای 2p این دو اتم است. بهعلت حضور دو الکترون در اوربیتال ضدپیوندی پای استار (*π)، بخشی از همپوشانی اوربیتالی پای پیوندی خنثی میشود که در نتیجه آن پیوند موجود در یک مولکول اکسیژن دار کاهش رتبه پیوند شده و خصلتی دوگانه و دارای واکنشپذیری بالا پیدا میکند. آرایش الکترونی اکسیژن در حالت پایه خود به علت داشتن دو الکترون منفرد و جفت نشده، اصطلاحاً سهتایی نامیده میشود. اکسیژن سهتایی مولکولی پارامغناطیس است که این خصلت ناشی از وجود دو الکترون جفت نشده در ساختار آن است. زمانی که اکسیژن سهتایی در مجاورت میدان مغناطیسی قرار میگیرد، گشتاور مغناطیسی اسپینی این الکترونها و همچنین تبادل انرژی بین مولکولهای اکسیژن نزدیک، موجب میشود که اکسیژن خصلتی مغناطیسی پیدا کند. اکسیژن مایع بهقدری مغناطیسی است که در مشاهدات آزمایشگاهی، پلی از اکسیژن مایع، میتواند وزن خود را بین قطبهای یک آهنربای قوی تحمل کند. اکسیژن سهتایی به علت داشتن دو الکترون جفتنشده به آرامی با اغلب ترکیبات آلی واکنش میکند، چرا که آنها دارای الکترونهای جفتشده هستند و میل ترکیبی کمتری دارند، در نتیجه این موضوع سبب میشود که جلوی احتراق خودبهخودی این ترکیبات گرفته شود. اکسیژن میتواند حالت الکترونی دیگری نیز داشته باشد و آن حالت اکسیژن یکتایی است. اکسیژن یکتایی همانند مورد سهتایی دارای فرمول O۲ است، با این تفاوت که از لحاظ الکترونی، فاقد الکترون جفت نشدهاست و تمامی الکترونهای موجود در اوربیتالهای مولکولی آن به صورت جفتشده بهسر میبرند. اکسیژن یکتایی در مقابل ترکیبات آلی متداول واکنشپذیری بسیار بالاتری از خود نشان میدهد. به صورت طبیعی، اکسیژن یکتایی در طول فتوسنتز با کمک نور خورشید از آب تولید میشود. این گونه همچنین در تروپوسفر و بر اثر نورکافت مولکولهای ازون بهوسیله پرتوهای خورشیدی پرقدرت و دارای طول موج کوتاه نیز تولید میشود. اکسیژن یکتایی همچنین توسط سیستم ایمنی بدن نیز تولید میشود. در جاندارانی که فتوسنتز میکنند، کاروتنوئیدها نقشی اساسی در جذب انرژی از اکسیژن یکتایی و تبدیل آن به حالت پایدارتر برای جلوگیری از آسیب رسانی به بافتها را دارند. دگرشکلها اصلیترین و متداولتر دگرشکل متداول اکسیژن، دیاکسیژن یا همان اکسیژن مولکولی (O۲) است که بخش بزرگی از اتمسفر اکسیژنی کره زمین را تشکیل میدهد. اکسیژن مولکولی دارای پیوندی به طول ۱۲۱ پیکومتر و انرژی پیوندی ۴۹۸ کیلو ژول بر مول است. مولکول اکسیژن توسط شکلهای پیچیده حیات مانند حیوانات مصرف میشود. اکسیژن سهاتمی (O۳) که بهصورت متداول با نام ازون شناخته میشود، یکی از فعالترین دگرشکلهای اکسیژن است که بهخاطر فعالیت بالایش میتواند به بافتهای ریه انسان آسیب بزند. ازون در لایه بالایی اتمسفر تولید میشود، جایی که اکسیژن مولکولی با اکسیژن اتمی حاصل از تفکیک اکسیژن مولکولی توسط پرتوهای ماورای بنفش خورشیدی، ترکیب میشود. بهعلت اینکه ازون نور ماورای بنفش را بهشدت جذب میکند، لایه ازون در لایه بالایی اتمسفر بهمانند لایهای محافظ عمل میکند و از کره زمین را در مقابل پرتوهای مخرب ماورای بنفش محافظت میکند. در نزدیکی سطح زمین، ازون بهعنوان آلایندهای شناخته میشود که در دود خودروها به عنوان محصول جانبی حضور دارد. در ارتفاع واقع در مدار نزدیک زمین، اکسیژن اتمی لازم برای ایجاد اثر خورندگی بر روی بدنه فضاپیماها وجود دارد. اکسیژن چهار اتمی که مولکولی شبهپایدار است، در سال ۲۰۰۱ کشف شد. فرض بر این بود که این گونه در یکی از شش حالت جامد اکسیژن وجود دارد. درسال ۲۰۰۶ اثبات شد که این گونه که مجموعهای از خوشههای اکسیژن هشت اتمی (O۸) و دارای شبکه بلوری ششگوشه است را میتوان بهوسیله قرار دادن اکسیژن مولکولی در فشاری به میزان ۲۰ گیگاپاسکال، تولید کرد. این خوشه دارای قدرت اکسایشی بالاتری در مقایسه با اکسیژن دواتمی (O۲) یا سهاتمی (O۳) دارد و ممکن است بتواند جایگزین خوبی در سوخت موشک باشد. در سال ۱۹۹۰، زمانی که اکسیژن تحت فشاری به اندازه ۹۶ گیگاپاسکال قرار گرفت، فازی فلزی از اکسیژن مشاهده شد و در سال ۱۹۹۸ مشخص شد که چنانچه این فاز بهدست آمده در دماهای پایین قرار گرفته شود، از خود خصلت ابررسانایی بروز میدهد. ویژگیهای فیزیکی اکسیژن در مقایسه با نیتروژن راحتتر در آب حل میشود و همچنین حلالیت آن در آب شیرین بیشتر از آب شور است. آب در تعادل با هوا، تقریباً شامل یک مولکول حل شده اکسیژن به ازای هر دو مولکول نیتروژن است (نسبت ۴:۱) درحالیکه در اتمسفر، نسبت نیتروژن چهار برابر اکسیژن است. میزان حلالیت اکسیژن در آب به دما وابستهاست، بهطوری که میزان حل شدن آن در آب در دمای صفر درجه سانتیگراد و فشار استاندارد یک اتمسفر (۱۰٫۲ میلیلیتر بر لیتر)، بسیار بیشتر از مقدار مشابه در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد (۶٫۸ میلیلیتر بر لیتر) است. در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد و فشار استاندارد یک اتمسفر (۱۰۱٫۳ کیلوپاسکال)، آب شیرین حاوی حدود ۶٫۳ میلیلیتر اکسیژن در هر لیتر است، در حالیکه این مقدار برای آب دریا برابر با ۵ میلیلیتر در هر لیتر است. در دمای ۵ درجه سانتیگراد، میزان حلالیت اکسیژن به ۹٫۱ میلیلیتر (تقریباً ۵۰ درصد بیشتر از دمای ۲۵ درجه سانتیگراد) برای هر لیتر از آب شیرین میرسد. میزان حلالیت در دمای مشابه برای آب دریا برابر با ۷ میلیلیتر برای هر لیتر از آب دریا است. اکسیژن در دمای ۹۰٫۲۰ کلوین (۱۸۲٫۹۵- سلسیوس، ۲۹۷٫۳۱- فارنهایت) متراکم و در دمای ۲۱۸٫۷۹- درجه سانتیگراد منجمد میشود. هم اکسیژن مایع و هم اکسیژن جامد، هردو موادی شفاف با سایهای آبیرنگ هستند که براثر جذب نور قرمز ایجاد میشود. اکسیژن مایع دارای خلوص بالا معمولاً توسط تقطیر جزء به جزء هوای مایع شده بهدست میآید. اکسیژن مایع همچنین میتواند توسط متراکم کردن هوا با استفاده نیتروژن مایع نیز تولید شود. اکسیژن مادهای بهشدت واکنشپذیر است و باید از مواد دارای قابلیت احتراق دور نگه داشته شود. ایزوتوپها و منشأ ستارهای بهطور طبیعی اکسیژن به شکل سه ایزوتوپ اکسیژن-۱۶ (۱۶O)، اکسیژن-۱۷ (۱۷O) و اکسیژن-۱۸ (۱۸O) وجود دارد که از میان آنها اکسیژن-۱۶ دارای بیشترین میزان فراوانی است (فراوانی طبیعی: ۹۹٫۷۶۲ درصد). اغلب اکسیژن-۱۶، در پایان دوره همجوشی هلیوم در ستارگان کلانجرم و طی فرایند سوختن نئون تولید میشود. اکسیژن-۱۷، بهطور عمده بر اثر سوختن هیدروژن و تبدیل آن به هلیوم طی چرخه CNO تولید میشود. اغلب اکسیژن-۱۸ زمانی تولید میشود که نیتروژن-۱۴ (۱۴N) که خود غالباً در چرخه CNO تولید میشود، هستههای هلیوم-۴ (۴He) را بهدام میاندازد. در مجموع چهارده نوع اکسیژن رادیواکتیو شناسایی شدهاست. پایدارترین آنها اکسیژن-۱۵ (۱۵O) با نیمهعمری برابر ۱۲۲٫۲۴ ثانیه و اکسیژن-۱۴ با نیمهعمر ۷۰٫۶۰۶ ثانیه است. تمامی ایزوتوپهای دیگر دارای نیمهعمری برابر با ۲۷ ثانیه هستند و اغلب آنها دارای زمان نیمهعمری کمتر از ۸۳ میلیثانیه هستند. رایجترین حالت واپاشی هستهای ایزوتوپهای سبکتر از ۱۶O نشر پوزیترون و تبدیل شدن به نیتروژن است و متداولترین حالت برای ایزوتوپهای سنگین تر از ۱۸O واپاشی بتا و تبدیل شدن به فلوئور است. فراوانی از لحاظ جرمی، اکسیژن یکی از فراوانترین عناصر بر روی زمین است. این عنصر، بهلحاظ فراوانی، بعد از هیدروژن و هلیوم، سومین عنصر شیمیایی در کیهان محسوب میشود. در حدود ۰٫۹ درصد از خورشید را از اکسیژن تشکیل شدهاست. این عنصر ۴۹٫۲ درصد پوسته زمین را شامل میشود. با در نظر گرفتن مشارکت اکسیژن در ساختار سیلیسیم دیاکسید، اکسیژن فراوانترین عنصر پوسته زمین و همچنین فراوانترین عنصر موجود در اقیانوسها است بهطوری که ۸۸٫۸ درصد جرمی اقیانوسها را تشکیل میدهد. در مقایسه با سایر سیارههای منظومه شمسی، زمین با داشتن مقدار زیادی اکسیژن، سیارهای متفاوت است. مریخ (با حجم ۰٫۱ درصد O۲) و زهره مقدار بسیار کمتری دارا میباشد. O۲ پیرامون آن سیارات با تابش نور ماوراء بنفش بر روی مولکولهای حاوی اکسیژن مانند دیاکسید کربن تولید میشود. نقشه جهانی نشان میدهد که اکسیژن سطح دریا در اطراف استوا خارج شده و به سمت قطبها افزایش مییابد. آب سرد در مقایسه با آب گرم، مقدار اکسیژن (O۲) حل شده بیشتری دارد. افزایش غیرمنتظره غلظت بالای گاز اکسیژن در کره زمین نتیجه چرخه اکسیژن است. این چرخه زیست ژئوشیمیایی حرکت اکسیژن در داخل و بین سه منبع اصلی آن روی زمین را توصیف میکند: اتمسفر، بیوسفر و لیتوسفر. عامل اصلی محرک چرخه اکسیژن فتوسنتز است، که مسئول اتمسفر مدرن زمین است. فتوسنتز اکسیژن را وارد اتمسفر میکند، در حالی که تنفس یاختهای، پوسیدگی و احتراق آن را از اتمسفر خارج میکند. در تعادل موجود، تولید و مصرف به همان میزان اتفاق میافتد. اکسیژن آزاد همچنین در مایعات داخل بدن نیز وجود دارد. افزایش قابلیت انحلال O۲ در در دماهای پایینتر آب پیامدهای مهمی برای زندگی اقیانوسها دارد بهطوری که آبهای نزدیک نواحی قطبی، بهعلت میزان بیشتر اکسیژن، دارای تنوع حیات بیشتری در مقایسه آبهای نواحی گرمتر است. آب آمیختهشده به مواد مغذی گیاهی مانند نیتراتها یا فسفاتها ممکن است رشد جلبکها را با فرایندی به نام اوتریفیکاسیون تحریک کند و پوسیدگی این ارگانیسمها و سایر مواد بیولوژیکی ممکن است باعث کاهش محتوای O۲ در بدن آبهای اوتریفیک شود. افزایش بیش از حد مواد طبیعی یا مصنوعی در یک محیط آبی میتوانند در جایگاه مواد مغذی برای ارگانیسمها مانند هومینها یا مواد شیمیایی مانند نیترات یا فسفات باشند که از طریق کود شیمیایی یا پساب وارد آب شدهاند. دانشمندان این جنبه کیفیت آب را با اندازهگیری میزان اکسیژن بیوشیمیایی آب یا مقدار O۲ مورد نیاز، که شاخصی برای اندازهگیری مواد آلی قابل تجزیه توسط باکتریها در آب است برای بازگرداندن آن به غلظت طبیعی ارزیابی میکنند. آنالیز و بررسی دیرینهاقلیمشناسان نسبت اکسیژن-۱۸ به اکسیژن-۱۶ در پوستهها و اسکلت جانواران دریایی را اندازه میگیرند تا با کمک آن تغییرات آب و هوایی میلیونها سال پیش را تعیین نمایند. مولکولهای آب دریا که حاوی ایزوتوپ سبکتر اکسیژن-۱۶ هستند، سریعتر از مولکولهای آبی که متشکل از ۱۲ درصد اتم اکسیژن-۱۸ هستند، تبخیر میشوند و این تفاوت سرعت تبخیر با کاهش دما، افزایش مییابد. در طول دورههای با دمای کمتر، برف و بارانی که ناشی از آب تبخیر شده از سطح اقیانوسها هستند، دارای اکسیژن-۱۶ بیشتری هستند و درنتیجه این موضوع سبب میشود که میزان غلظت مولکولهای دارای اکسیژن-۱۸ در آب اقیانوسها بیشتر میشود. جانداران دریایی با مصرف مولکولهای آب حاوی اتم اکسیژن-۱۸ که به اثر تبخیر شدن مولکولهای با اکسیژن-۱۶، بیشتر از قبل دردسترس قرار گرفتهاند، آنها را وارد ساختمان شیمیایی استخوانها و پوستههای خود مینمایند. دیرینهاقلیمشناسان همچنین میتوانند نسبت اکسیژن-۱۸ به اکسیژن-۱۶ را بهصورت مستقیم و با اندازهگیری نسبت مولکولهای آب موجود بهدست آمده از مغزه یخی نمونههای چندهزار ساله تهیه شده از اعماق یخها به دست آورند. زمینشناسان مقدار نسبی ایزوتوپهای اکسیژن در نمونههای زمین، ماه، مریخ و شهابسنگها را تعیین کردهاند اما تاکنون در اندازهگیری نسبت مقادیر این ایزوتوپها در خورشید، ناموفق بودهاند. باور براین است که مقدار این نسبت برای خورشید معادل این نسبت در زمان تشکیل سحابی اولیه است. بررسی نوارهای سیلیسیمی قرار گرفته در معرض پرتوهای خورشیدی در فضا نشان دادهاست که میزان اکسیژن-۱۶ در خورشید بیشتر از زمین است. این اندازهگیری میگوید که فرایند نامعلومی موجب کاهش میزان اکسیژن-۱۶ قرص پیشسیارهای پیش از زمان تشکیل زمین شدهاست. اکسیژن دو نوار جذبی در طیفسنجی از خود نشان میدهد که در طول موجهای ۶۸۷ و ۷۶۰ نانومتر دیده میشوند. دانشمندان علوم سنجش از دور پیشنهاد کردهاند که با استفاده از پرتوهای دریافتی از طریق یک ماهواره دیدبانی زمین و بررسی شدت این نوارها، میتوان به وضعیت سلامت سیارات دوردست دست یافت. این روش برمبنای این حقیقت است که با کمک این نوارهای جذبی میتوان میان بازتاب ناشی از پوشش گیاهی و بازتاب فلوئورسانسی تمایز قایل شد. از نظر فنی اندازهگیری به دلیل پایین بودن نسبت سیگنال به نویز و ساختار فیزیکی پوشش گیاهی دشوار است. اما به عنوان یک روش برای نظارت بر چرخه کربن از ماهوارهها در مقیاس جهانی ارائه شدهاست. ترکیبات حالت اکسایش اکسیژن تقریباً در کلیه ترکیبات شناخته شده اکسیژن ۲− است. حالت اکسایش ۱− در چند ترکیب مانند پراکسیدها یافت میشود. ترکیبات حاوی اکسیژن در سایر حالات اکسایش بسیار نادر است: ۱/۲- (سوپر اکسیدها)، ۱/۳ (ازونیدها)، ۰ (عنصری، هیپوفلورو اسید)، ۱/۲+ (دیاکسیژنیل)، ۱ (دیاکسیژن دیفلوئورید)، و ۲+ (دیاکسید اکسید). اکسیدها و ترکیبات معدنی آب () اکسید هیدروژن و آشناترین ترکیب اکسیژن است. در یک مولکول آب، هر یک از دو اتم هیدروژن موجود از طریق یک پیوند کووالانسی و مستقل با اتم اکسیژن مرکزی پیوند میدهند اما آنها علاوهبر این اتصال، دارای یک نیروی جاذبه اضافی نسبت به هر اتم اکسیژن موجود در مولکولهای مجاور هستند که مقدار آن حدود ۲۳٫۳ کیلوژول برمول برای هر اتم هیدروژن است. این پیوندهای هیدروژن بین مولکولهای آب آنها را تقریباً ۱۵درصد نزدیکتر از آنچه انتظار میرود در یک مایع ساده که فقط دارای نیروی واندروالسی باشد، قرار دادهاست.همچنین، چون اکسیژن دارای الکترونگاتیوی بالاتری در مقایسه با هیدروژن است، تفاوت بار میان هیدروژن و اکسیژن موجب میشود، که یک مولکول آب به یک مولکول قطبی تبدیل شود. برهمکنش میان دو ممان دوقطبی متفاوت از هر مولکول موجب ایجاد یک نیروی خالص جاذبه میشود. با توجه به الکترونگاتیوی بالا، اکسیژن تقریباً با تمام عناصر دیگر در دماهای بالا پیوندهای شیمیایی تشکیل میدهد تا اکسید آن را تولید کند. با این حال، برخی از عناصر بهطور مستقیم تحت شرایط عادی فشار و دما مانند آهن، آهن اکسید تشکیل میدهند. سطح فلزاتی مانند آلومینیوم و تیتانیم در حضور هوا اکسید میشود و با یک لایه نازک اکسید پوشیده شده که فلز را غیرفعال میکند و موجب کند شدن خوردگی میگردد. برخی از اکسیدهای فلزی در طبیعت به عنوان ترکیبات غیر استوکیومتری یافت میشوند و مقدار فلز کمتری از حالت استوکیومتری نشان میدهند برای نمونه، ماده معدنی وستیت با فرمول مولکولی FeO به صورت Fe۱-xO نوشته میشود جایی که x معمولاً در حدود ۰٫۰۵ است. ترکیب یک یا چند اتم اکسیژن و یک یا چند اتم از عناصر دیگر تشکیل اکسید میدهد. اگر ترکیب اکسیژن با فلز باشد اکسید بازی و اگر اکسیژن با نافلز باشد اکسید اسیدی تشکیل میشود. زنگ زدن عبارتی است که به اکسایش آهن گفته میشود. اکسایش آهن معمولاً از طریق واکنش با اکسیژن صورت میگیرد. اما نوعهای دیگری از زنگ زدن وجود دارد که حاصل واکنش آهن و کلر است که به آن زنگ سبز میگویند. اکسیژن به عنوان یک ترکیب در مقادیر کمی به شکل کربن دیاکسید (CO۲) در جو موجود است. سنگ پوسته زمین از قسمتهای بزرگی از اکسیدهای سیلیسیم به صورت سیلیسیم دیاکسید (SiO۲) که در گرانیت و کوارتز یافت میشود، آلومینیوم (آلومینیوم اکسید (Al۲O۳)، در بوکسیت و کرندوم)، آهن اکسید (Fe۲O۳)، (در هماتیت و زنگ زدگی) و کلسیم (کلسیم کربنات (CaCO۲)، در سنگ آهک). بقیه پوسته زمین نیز از ترکیبات اکسیژن، به ویژه سیلیکاتهای پیچیده مختلف (در کانیهای سیلیکات) ساخته شدهاست. گوشته زمین، که جرم بسیار بیشتری از پوسته دارد، تا حد زیادی از سیلیکاتهای منیزیم و آهن تشکیل شدهاست. سیلیکات محلول در آب به شکل Na۲SiO۳ ،Na۴SiO۴ و Na۲Si۲O۵ بهعنوان مواد شوینده و چسب استفاده میشود. اکسیژن همچنین به عنوان یک لیگاند برای فلزات انتقالی عمل میکند و موجب تشکیل کمپلکسهای فلزات واسطه–دیاکسیژن میشود که مشخصه آنها، پیوند O۲– فلز است. این دسته از ترکیبات شامل هم پروتئینهای هموگلوبین و میوگلوبین است. یکی از واکنشهای غیرمعمول اکسیژن، واکنش با پلاتین هگزافلوئورید (PtF۶) است که منجر به تولید گونه −O۲+PTF۶ میشود. ترکیبات آلی پیوند کربن-اکسیژن یک پیوند کووالانسی میان کربن و اکسیژن است که در شیمی آلی و زیستشیمی به فراوانی یافت میشود. اکسیژن ۶ الکترون در لایهٔ ظرفیت دارد که بیشتر، دوتای آنها را در پیوند با کربن درگیر میکند و چهار الکترون دیگر به صورت الکترونهای غیر پیوندی باقی میماند. کربن و اکسیژن در گروههای عاملی پیوند دوگانه میسازند که در این صورت با نام ترکیبهای کربونیل شناخته میشوند؛ کتون، استر، کربوکسیلیک اسید و بسیاری مواد دیگر همگی از این دست اند. مهمترین ترکیبات آلی حاوی اکسیژن عبارتاند از: (در این ترکیبات "R" یک گروه آلی است): الکلها (R-OH)، اترها (ROR)، کتون (R-CO-R)، آلدهیدها (R-CO-H)، کربوکسیلیک اسیدها (R-COOH)، استرها (R-COO-R)، انیدرید اسیدها (R-CO-O-CO-R)، و آمیدها (R-CO-NR۲). بسیاری از حلالهای مهم آلی که حاوی اکسیژن هستند عبارتاند از: استون، متانول، اتانول، ایزوپروپانول، فوران، تتراهیدروفوران، دیاتیل اتر، دیوکسان، اتیل استات، دیمتیل فرمآمید، دیمتیل سولفوکسید و استیک اسید. استون (CH۳-CO-CH۳) بهعنوان یکی از حلالهای مهم مورد استفاده در صنعت و فنول (C۶H۵OH) بهعنوان یک پیشماده مهم در سنتز بسیاری از مواد مختلف محسوب میشوند. سایر ترکیبات مهم آلی که حاوی اکسیژن هستند، عبارتاند از: گلیسیرین، فرمالدهید، گلوتار آلدئید، سیتریک اسید، استیک انیدرید و استامید. اپوکسایدها اترهایی هستند که در آنها اتم اکسیژن بخشی از یک ترکیب حلقوی سه عضوی است. این ساختارها که بسیار سمی هستند دارای کاربردهای متنوعی هستند و در فرمول ترکیبات شیمیایی و طبیعی متعددی دیده میشوند. اکسیژن به صورت خود به خودی زیر دمای اتاق در یک فرایند به نام خوداکسایش با بسیاری از ترکیبات آلی واکنش نشان میدهد. بیشتر ترکیبات آلی که حاوی اکسیژن هستند با واکنش مستقیم اکسیژن ساخته نمیشوند. ترکیبات آلی مهم در صنعت و تجارت که با اکسایش مستقیم یک پیش ساز ساخته میشوند شامل اتیلن اکسید و پراستیک اسید است. نقش زیستی اکسیژن مولکولی فتوسنتز و تنفس در طبیعت، اکسیژن آزاد، بهوسیله تفکیک نوری در طول فرایند فتوسنتز تشکیل میشود. مطابق برخی تخمینها، جلبک سبز و سیانوباکتریهای موجود در محیطهای آبی، عامل تولید بیش از ۷۰ درصد از اکسیژن تولید شده بر روی زمین هستند و ۳۰ درصد دیگر توسط گیاهان روی سطح زمین تولید میشود. اگرچه برخی تخمینهای دیگر از مشارکت بالاتر اقیانوسها در تولید اکسیژن موجود در اتمسفر حکایت دارند، بعضی دیگر مقادیر کمتری پیشنهاد میدهند بهصورتی که پیشنهاد میکنند، ۴۵ درصد اکسیژن اتمسفری در هر سال توسط اقیانوسها تأمین میشود. واکنش کلی و ساده شده برای فتوسنتز بهصورت زیر است: ۶CO۲ + ۶H۲O + فوتونها → C۶H۱۲O۶ + ۶O۲ که میتوان واکنش را به زبان نوشتاری نوشت: گلوکز + دیاکسیژن → کربن دیاکسید + آب + نور خورشید تکامل اکسیژن نورکافتی در غشای تیلاکوئید موجودات فتوسنتزی رخ میدهد و به انرژی چهار فوتون نیاز دارد. مراحل زیادی انجام میشود، اما نتیجه آن تشکیل یک گرادیان پروتون در سراسر غشای تیلاکوئید است که برای سنتز آدنوزین تریفسفات (ATP) از طریق فسفردار شدن نوری استفاده میشود. O۲ باقیمانده پس از تولید مولکول آب، در جو آزاد میشود. انرژی شیمیایی اکسیژن در میتوکندری آزاد میشود تا در طول فسفرگیری اکسایشی آدنوزین تریفسفات تولید شود. واکنش تنفس هوازی در واقع معکوس فتوسنتز است و به شرح زیر ساده میشود: C۶H۱۲O۶ + ۶O۲ → ۶CO۲+ ۶H۲O+ 2880 kJ/mol در مهرهداران، O۲ از طریق غشاهای موجود در ریهها و گلبولهای قرمز خون واپخش میشود. هموگلوبین به O۲ متصل میشود و رنگ خون را از قرمز مایل به آبی به قرمز روشن تغییر میدهد. همچنین CO۲ از طریق اثر بور از قسمت دیگری از هموگلوبین آزاد میشود. حیوانات دیگر از هموسیانین (صدف و برخی از بندپایان) یا هومیرترینین (عنکبوت و شاهمیگو) استفاده میکنند. یک لیتر خون میتواند O۲ را در خود حل کند. تا زمان کشف اندامگان بیهوازی، تصور میشد اکسیژن نیاز اولیه برای تمام زندگی موجودات پیچیدهاست. گونههای فعال اکسیژن مانند سوپرکسید (-O۲) و هیدروژن پراکسید (H۲O۲) محصولات جانبی واکنشپذیری هستند که براثر مصرف اکسیژن توسط جانداران تولید میشود. بخشهایی از سیستم ایمنی موجودات پیچیده برای تخریب میکروبهای مهاجم، پراکسید، سوپراکسید، و اکسیژن یکتایی تولید میکنند. گونههای اکسیژن فعال نقش مهمی در فرایندی موسوم به پاسخ فوقحساس در گیاهان در زمان حمله عوامل بیماریزا دارند.پاسخ فوقحساس سازوکاری در گیاهان است که طی آن با استفاده از گونههای فعال اکسیژن، موجب جلوگیری از انتشار عفونت در گیاه میشود. اکسیژن که در ابتدای دوران شکلگیری حیات بر روی زمین با مقدار بسیار زیادتری در مقایسه با شرایط فعلی وجود داشتهاست، موجب آسیب به موجودات بیهوازی اجباری میشود. در حدود ۲٫۵ میلیارد سال قبل و طی رخدادی بهنام رویداد بزرگ اکسیژنی میزان اکسیژن موجود روی زمین شروع به افزایش کرد و این اتفاق در حدود یک میلیارد سال پس از نمایان شدن اولین موجودات زنده بر روی زمین رخ داد. یک انسان بالغ، با سرعت ۱٫۸ تا ۲٫۴ گرم اکسیژن در دقیقه تنفس میکند. با این احتساب، در هر سال بیش از ۶ میلیارد تن اکسیژن توسط مجموع انسانها مصرف میشود. فشار نسبی اکسیژن آزاد در بدن موجود مهرهدار در دستگاه تنفسی دارای بالاترین میزان خود است و در سایر بخشها مانند سرخرگها، بافتهای محیطی و سیاهرگها کاهش مییابد. منظور از فشار نسبی، فشاری است که اکسیژن خالص در زمان اشغال حجم مشخصی، از خود نشان میدهد. تشکیل در جو اکسیژن آزاد و به شکل گازی در حدود ۳٫۵ میلیارد سال قبل و پیش از اینکه آغازیان و باکتریها فرگشت پیدا کنند، در اتمسفر زمین وجود نداشتهاست. اولین نشانههای تولید مقادیر قابل ملاحظهای از اکسیژن آزاد به دوره پیشینزیستی دیرینه (بین ۳ تا ۲٫۳ میلیارد سال قبل) بازمیگردد. فرایند خروج اکسیژن آزاد از اقیانوسها به ۳ تا ۲٫۷ میلیارد سال قبل بازمیگردد که این فرایند موجب شد تا ۱٫۷ میلیارد سال قبل، سطح اکسیژن اتمسفر به ۱۰ درصد افزایش یابد. مقدار زیاد اکسیژن حل شده در آب و اکسیژن آزاد موجود در اتمسفر، ممکن است عامل اصلی انقراض اندامگان بیهوازی در طول رویداد بزرگ اکسیژنی در حدود ۲٫۴ میلیارد سال قبل باشد.تنفس سلولی اکسیژن در تمامی موجودات یوکاریوتی از جمله موجودات پرسلولی پیچیده مانند گیاهان و جانوران انجام میشود. تنفس سلولی با استفاده از اکسیژن مولکولی، جانداران هوازی را قادر ساخت تا بتوانند آدنوزین تریفسفات بیشتری در مقایسه با جانداران بیهوازی تولید کنند. از آغاز دوران کامبرین در حدود ۵۴۰ میلیون سال قبل، سطح اکسیژن موجود در اتمسفر دارای نوسان بودهاست بهطوری که بین مقادیر ۱۵ تا ۳۰ درصد حجمی در حال تغییر بودهاست. با نزدیک شدن به پایان دوران کربنیفر، سطح اکسیژن اتمسفر به ۳۵ درصد رسید که این موضوع احتمالاً عاملی بودهاست که منجر به افزایش اندازه حشرات و دوزیستهای آن دوره شدهاست. تغییرات در میزان اکسیژن در اتمسفر، بر روی آب و هوای گذشته نیز تأثیر داشتهاست. زمانی که سطح اکسیژن کاهش مییابد، چگالی اتمسفر افت میکند و درنتیجه تبخیر سطحی افزایش و در نتیجه بارندگی افزایش و دمای هوا افزایش مییابد. با سرعت فتوسنتز در شرایط فعلی، حدود دوهزار سال طول میکشد تا بهاندازه تمام اکسیژن فعلی موجود در اتمسفر، اکسیژن تولید شود. تولید آزمایشگاهی روشهای تولید برای اکسیژن به مقدار عنصر مورد نظر بستگی دارد. برخی از روشهای آزمایشگاهی شامل موارد زیر است. تجزیه گرمایی نمکهای خاص مانند پتاسیم کلرات یا پتاسیم نیترات: منگنز دیاکسید واکنشهای بسیاری را شامل میشود که منجر به تولید اکسیژن میگردد. رایجترین روش آزمایشگاهی برای تولید اکسیژن، گرم کردن مخلوط پتاسیم کلرات و منگنز دیاکسید است. پتاسیم کلرات به وسیله اکسیدهای فلزات واسطه کاتالیز میشود. دمای لازم برای تأثیر تکامل اکسیژن توسط کاتالیزور از ۴۰۰ درجه سانتیگراد به ۲۵۰ درجه سانتیگراد کاهش مییابد. در تهیه اکسیژن از کلرید پتاسیم فقط پتاسیم کلرات تجزیه میشود و هیچ پرکلراتی ایجاد نمیشود. ۲ KClO۳ → ۲ KCl+۳ O۲ ۲ KNO۳ → ۲ KNO۲+O۲ اکسیژن در اثر تجزیه سدیم کلرات در دمای بالا تولید میشود ۲ NaClO۳ → ۲ NaCl + ۳ O۲ پتاسیم پرمنگنات همچنین با گرم شدن اکسیژن آزاد میکند. ۲ KMnO۴ → MnO۲ + K۲MnO۴ + O۲ تجزیه حرارتی اکسیدهای فلزات سنگین: ویلهلم شیله و جوزف پریستلی از جیوه (II) اکسید در تهیه اکسیژن استفاده کردند. ۲ HgO(s)→۲ Hg(I)+O۲ تجزیه حرارتی پراکسیدهای فلزی: ۲ Ag۲O → ۴ Ag+O۲ ۲ BaO۲ → ۲ BaO+O۲ تهیه از هیدروژن پراکسید: در آزمایشگاه داخل دانشگاه، اکسیژن از تجزیه پتاسیم کلرات تهیه میشود. با این حال، پتاسیم کلرات میتواند خطرناک باشد و تهیه آن سخت است. واکنش پتاسیم کلرات به علت گرمازا بودن و انبساط گازها میتواند باعث انفجار شود. روش ایمنتر تهیه اکسیژن از محلول هیدروژن پراکسید رقیق است. در این روش پتاسیم کلرات به یک لوله آزمایش با مقدار کمی دیاکسید منگنز به عنوان کاتالیزور اضافه میشود. از لولههای شیشهای برای هدایت اکسیژن به یک شیشه وارونه که در یک وان آب قرار گرفته استفاده میشود. ۲ → ۲ + صنعتی گازهای خالص را میتوان ابتدا با خنک کردن هوا تا مایع شدن آن جدا کرد، سپس بهطور انتخابی اجزا آن را در دماهای مختلف جوش تقطیر کرد. این فرایند میتواند گازهای با خلوص بالا تولید کند اما انرژی بر است. این فرایند در اوایل قرن ۲۰ توسط کارل فن لینده اختراع شد و امروزه نیز برای تولید گازهای با خلوص بالا استفاده میشود. او این روش را در سال ۱۸۹۵ توسعه داد. فرایند جداسازی سرمایشی برای دستیابی به بازدهی خوب به یکپارچه سازی مبدلهای حرارتی و ستونهای جداسازی احتیاج دارد و تمام انرژی سردخانه از طریق فشرده سازی هوا در ورودی واحد تأمین میشود. سالانه صد میلیون تن اکسیژن از هوا با استفاده از دو روش اصلی برای مصارف صنعتی استخراج میشود. متداولترین آن، شامل تقسیم هوای مایع با روش تقطیر جزء به جزء به اجزای مختلف آن است که طی آن نیتروژن بهصورت بخار از نمونه خارج میشود و اکسیژن بهشکل مایع باقی میماند. در این روش ابتدا مخلوط هوا تا دمای میعان سرد میشود تا هوای مایع ایجاد شود. در مرحله بعد به وسیله یک برج تقطیر و افزایش تدریجی دما، اجزا سازنده هوا بر اساس دمای جوش از یکدیگر جدا میشود. این روش یکی از روشهای متداول برای تولید نیتروژن و اکسیژن به صورت انبوه است. روش اصلی دیگر برای بهدست آوردن اکسیژن، عبور جریانی از هوای تمیز و خشک از طریق بستر غربالهای مولکولی زئولیت است که نیتروژن را جذب میکند و اجازه میدهد جریانی از گاز شامل ۹۰ تا ۹۳ درصد اکسیژن از آن عبور کند. بهطور همزمان، با کاهش فشار محفظه و وارد کردن بخشی از اکسیژن جدا شده در بستر تولیدکننده در خلاف جهت بستر دیگر زئولیت اشباع شده با نیتروژن این گاز را آزاد میکند. پس از هر چرخه کامل، بسترها جابهجا میشوند، بنابراین امکان تأمین مداوم اکسیژن گازی از طریق خط لوله فراهم میشود.. این امر به عنوان جذب نوسان فشار شناخته شدهاست و برای تولید اکسیژن در مقیاس کوچک استفاده میشود. گاز اکسیژن بهطور فزاینده ای توسط این فناوریهای غیر کریوژن حاصل میشود. همچنین گاز اکسیژن از طریق الکترولیز آب به اکسیژن مولکولی و هیدروژن تولید میشود، برای این کار باید جریان مستقیم (DC) استفاده شود. در صورت استفاده از جریان متناوب (AC)، گازهای موجود در هر شاخه شامل هیدروژن و اکسیژن به نسبت ۲ به ۱ انفجاری تشکیل میشوند. برای امکان هدایت جریان الکتریکی از نسبت کمی نمک یا اسید استفاده میشود. در این روش اغلب از اسیدهای قوی مانند سولفوریک اسید (H۲SO۴)، و بازهای قوی مانند پتاسیم هیدروکسید (KOH) و سدیم هیدروکسید (NaOH) به دلیل توانایی هدایت قوی به عنوان الکترولیت استفاده میشوند. در انتخاب الکترولیت باید دقت شود زیرا یک آنیون از الکترولیت با یونهای هیدروکسید برای ترک یک الکترون رقابت میکند. یک آنیون الکترولیت با پتانسیل الکترود استاندارد کمتر از هیدروکسید به جای هیدروکسید، اکسید میشود و هیچ گاز اکسیژنی تولید نمیشود. یک روش مشابه تکامل الکتروکاتالیستی اکسیژن از اکسیدها به اکسیاسیدها است. از کاتالیزورهای شیمیایی نیز میتوان استفاده کرد، مانند ژنراتورهای شیمیایی اکسیژن یا شمعهای اکسیژن که به عنوان بخشی از تجهیزات پشتیبانی از زندگی در زیر دریاییها مورد استفاده قرار میگیرند و در صورت بروز مواقع اضطراری کاهش فشار، بخشی از تجهیزات استاندارد در هواپیماهای تجاری هستند. یکی دیگر از فناوری جداسازی هوا، وارد کردن نیرو برای انحلال هوا از طریق غشاهای سرامیکی مبتنی بر دیاکسید زیرکونیوم است که با فشار زیاد یا با جریان الکتریکی صورت میگیرد تا اکسیژن خالص تولید گردد، برای تولید گازهای خنثی اکسیژن خالص است. ذخیرهسازی روشهای ذخیرهسازی اکسیژن شامل کپسول اکسیژن با فشار بالا، فوق سردسازی و ترکیبات شیمیایی است. به دلایل اقتصادی اکسیژن اغلب به شکل عمده به صورت مایع در تانکرهای عایق مخصوص حمل میشود، زیرا یک لیتر اکسیژن مایع معادل ۸۴۰ لیتر اکسیژن گازی در فشار اتمسفر و است. چنین تانکرهایی برای پر کردن مجدد مخازن انبوه اکسیژن مایع، که در خارج از بیمارستانها و سایر موسساتی که نیاز به حجم زیادی از گاز اکسیژن خالص دارند، استفاده میشود. اکسیژن مایع از طریق مبدلهای گرمایی منتقل میشود، که مایع فوق سرد را قبل از ورود به ساختمان به گاز تبدیل میکنند. اکسیژن نیز در سیلندرهای کوچکتر که حاوی گاز فشردهاست ذخیره میشود و حمل میشود. شکلی که در کاربردهای پزشکی قابل حمل و برشکاری اکسیژنی مفید است. کاربردها ۵۵ درصد از تولید اکسیژن جهان در تولید فولاد مصرف میشود. ۲۵٪ دیگر آن به صنایع شیمیایی اختصاص یافتهاست. ۲۰٪ باقیمانده، بیشتر برای کاربردهای دارویی، برش به وسیله شعله، به عنوان اکسیدکننده موجود در سوخت موشک و تصفیه آب استفاده میشود. پزشکی جذب اکسیژن از هوا هدف اساسی تنفس است، بنابراین از مکملهای اکسیژن در پزشکی استفاده میشود. این روش درمانی نه تنها سطح اکسیژن خون را افزایش میدهد، بلکه اثر جانبی مقاومت در برابر جریان خون در بسیاری از انواع ریههای بیمار را کاهش میدهد و باعث میشود که پمپاژ قلب راحت تر شود. از اکسیژندرمانی برای درمان آمفیزم، سینهپهلو، برخی از اختلالات قلبی (نارسایی قلب)، برخی از اختلالات ناشی از افزایش فشار سرخرگ ریوی و هر بیماری که بر توانایی بدن در مصرف و استفاده از اکسیژن تأثیر بگذارد استفاده میشود. به دلیل انعطافپذیری روشهای درمانی وسایل قابل حمل در بیمارستانها و همچنین خانه بیماران مورد استفاده قرار میگیرند. از چادرهای اکسیژن نیز به عنوان مکملهای اکسیژن مورد استفاده قرار میگرفتند اما امروزه ماسکهای اکسیژن و کانولای بینی جایگزین آنها شدهاند. پزشکی پرفشار یک درمان پزشکی است که از اتاقهای اکسیژن مخصوص برای افزایش فشار نسبی اکسیژن در اطراف بیمار و در صورت نیاز کادر پزشکی استفاده میشود. این درمان شامل اکسیژن درمانی با فشار بیش از حد (HBOT)، استفاده از اکسیژن در فشار بالاتر از فشار اتمسفر، و تسریع درمانی برای بیماری کاهش فشار با هدف کاهش اثرات مضر حبابهای گاز با کاهش اندازه آنها و فراهم کردن شرایط بهبودی بیمار است. مسمومیت با مونوکسید کربن، گانگرن گازی و بیماری ناشی از کاهش ناگهانی فشار با این روش درمان میشوند. افزایش غلظت اکسیژن در ریهها به جابجایی کربن مونوکسید از گروه هموگلوبین کمک میکند. گاز اکسیژن برای باکتریهای بی هوازی گازی سمی است، بنابراین افزایش فشار جزئی آن باعث از بین رفتن آنها میشود. بیماری رفع فشار یا فشارکاهی (DCS) در غواصی رخ میدهد که موجب ورود حبابهای گاز بیاثر، اکثر نیتروژن و هلیوم در خون میشود که افزایش فشار اکسیژن در اسرع وقت به حل مجدد حبابها در خون کمک میکند تا این گازهای اضافی از طریق ریهها خارج گردند. تجویز اکسیژن نورموباریک با بالاترین غلظت موجود اغلب به عنوان اولین کمک برای هرگونه صدمه غواصی که ممکن است باعث ایجاد حباب گاز بیاثر در بافتها شود، استفاده میشود. حامی زندگی و استفاده تفریحی کاربرد قابل توجه اکسیژن بهعنوان گاز تنفس کم فشار در لباسهای فضانوردی مدرن وجود دارد که بدن سرنشینان را با گاز تنفسی احاطه میکند. این دستگاهها تقریباً از یک اکسیژن خالص با فشار تقریبی یک سوم فشار معمولی استفاده میکنند که منجر به فشار جزئی طبیعی اکسیژن خون میشود. این تبادل اکسیژن با غلظت بالا در فشار کم برای حفظ انعطافپذیری لباسهای فضایی لازم است. غواصان و خدمه زیردریاییها نیز از اکسیژن مصنوعی متناسب با فشار استفاده میکنند، اما بیشتر آنها از فشار طبیعی یا مخلوطی از اکسیژن و هوا استفاده میکنند. استفاده از اکسیژن خالص یا تقریباً خالص در غواصی در فشارهای بالاتر از سطح دریا عموماً محدود به زمان استراحت، رفع فشار و معالجه اضطراری در عمق نسبتاً کم (عمق ۶ متر یا کمتر) در فشارهای حداکثر ۲٫۸ بار میباشد، جایی که میتوان مسمومیت حاد اکسیژن را بدون خطر غرق شدن کنترل کرد. غواصی عمیقتر نیاز به مخلوط شدن مقدار قابل توجهی از اکسیژن با سایر گازها، از جمله نیتروژن یا هلیوم دارد تا از اثر مسمومیت با اکسیژن جلوگیری شود. ارتفاعزدگی تأثیر منفی ارتفاع زیاد به دلیل رقیق شدن سریع اکسیژن روی انسان است. علائم این بیماری شامل سردرد، استفراغ، خستگی، مشکل در خواب و سرگیجه است. بیماری حاد کوه میتواند به ادم ریه در ارتفاعات بالا (HAPE) همراه با تنگی نفس و ادم مغزی همراه باشد. با کاهش ارتفاع و مصرف مایعات کافی بیماری رو به بهبودی میرود و مصرف ایبوپروفن، استازولامید یا دگزامتازون برای موارد خفیفتر توصیه شدهاست و در موارد شدید نیاز به اکسیژندرمانی دارد. این بیماری در ارتفاعهای بالاتر از ۲۵۰۰ متر و افزایش سریع ارتفاع رخ میدهد. با افزایش ارتفاع هوا رقیقتر میشود و در ارتفاعات بیش از ۵٫۵۰۰ متر هوای موجود نسبت به هوای سطح دریا ۵۰ درصد رقیقتر شدهاست. تولید گلبولهای قرمز پس از چند هفته زندگی در ارتفاعات افزایش مییابد و در نتیجه موجب افزایش غلظت هموگلوبین برای انتقال اکسیژن به بدن میشود همه این مکانیسمها علیرغم سطح اکسیژن پایین، بدن را قادر میسازد تا اکسیژن کافی به هر سلول برسد. در سطح دریا خون ما ۹۸–۹۹٪ اشباع شده از اکسیژن است و در ارتفاع ۳۰۰۰ متری این مقدار به ۸۹–۹۰٪ کاهش می یابد و در قله اورست به ۴۰٪ میرسد. کوهنوردان و هواپیماهای بدون فشار گاهی اوقات دارای مکمل اکسیژن هستند. هواپیماهای تجاری تحت فشار دارای اکسیژن اورژانسی هستند و در صورت کمبود فشار کابین بهطور خودکار در اختیار مسافران قرار میگیرد. افت فشار ناگهانی کابین، ژنراتورهای شیمیایی اکسیژن را در بالای هر صندلی فعال میکند و باعث رها شدن ماسکهای اکسیژن میشود. برای شروع جریان اکسیژن، ابتدا باید آنها را به سمت خود بکشید، این کار باعث آن میشود که پین ایمنی سیلندر تولید اکسیژن که توسط یک نخ به ماسکها وصل شدهاست جدا شود که باعث میشود واکنش شیمیایی مورد نیاز برای تولید اکسیژن انجام شود، درون سیلندر سدیم کلرات و پودر آهن وجود دارد که از واکنش گرمازای آنها یک جریان پایدار از گاز اکسیژن تولید میشود. اکسیژن بهعنوان یک سرخوشی ملایم، سابقه استفاده تفریحی در بارهای اکسیژن و ورزش را دارد. بارهای اکسیژن مؤسساتی هستند که از اواخر دهه ۱۹۹۰ در ژاپن، کالیفرنیا و لاس وگاس ظاهر شدند که افراد، در معرض غلظتی بالاتر از حد طبیعی اکسیژن با هزینه مشخص قرار میگرفتند. در جنگ جهانی اول، خلبانان همواره مجبور به پرواز در ارتفاعات بالاتر میشدند. از این رو، همیشه با مشکل کمبود اکسیژن هوا دست و پنجه نرم میکردند. از همین رو ماسک اکسیژن همراه کلاه محافظ به یکی از ملزومات خلبانان نظامی تبدیل شد. ورزشکاران حرفهای، به ویژه در فوتبال آمریکایی، گاهی اوقات بین بازیها و در زمان استراحت از ماسکهای اکسیژن برای تقویت عملکردشان استفاده میکنند. اثر دارویی استفاده از ماسکهای اکسیژن در این روش مشکوک است و احتمالاً تنها اثری دارونما دارد. مطالعات موجود افزایش عملکرد ناشی تنفس هوای غنی شده با اکسیژن را فقط در صورت تنفس حین ورزش هوازی پشتیبانی میکند. در کوههای مرتفع فشار جو کمتر است و این بدان معنی است که اکسیژن کمتری برای تنفس در دسترس است. و دلیل اصلی بیماری در ارتفاع است. همه کوهنوردان باید با این شرایط سازگار شوند، حتی کوهنوردان حرفهای که قبلاً در ارتفاعات بودهاند. بهطور کلی، کوهنوردان با رسیدن به ارتفاع ۷۰۰۰ متر برای ادامه از کپسول اکسیژن استفاده میکنند. کوهنوردی و صعود در شرایط ویژه تقریباً همیشه با یک برنامهریزی دقیق و سازگاری کوهنوردان با شرایط از قلههای ۸۰۰۰ متری صورت گرفتهاست. صنعتی ذوب سنگ آهن برای تولید فولاد، ۵۵٪ از اکسیژن تولید شده تجاری را در دنیا مصرف میکند. در این فرایند، اکسیژن با کمک فشار زیاد به آهن مذاب تزریق میشود که موجب میشود ناخالصیهای گوگرد و کربن اضافی را بهصورت گوگرد دیاکسید و کربن دیاکسید خارج میکند. این واکنشها گرماده هستند، بنابراین درجه حرارت آن به ۱۷۰۰ درجه سانتیگراد افزایش مییابد. ۲۵ درصد دیگر از اکسیژن تولید شده تجاری، توسط صنایع شیمیایی استفاده میشود. از واکنش اتیلن با اکسیژن برای ایجاد اتیلن اکساید استفاده میشود، که آن نیز به نوبه خود، به اتیلن گلیکول تبدیل میشود که مواد اولیه مورد استفاده برای تولید انبوهی از محصولات، از جمله پلیمرهای ضدیخ و پلی استر (پیشسازهای بسیاری از پلاستیکها و پارچهها) میباشد. بیشتر از ۲۰٪ باقیمانده اکسیژن تولید شده تجاری در کاربردهای پزشکی، برش و جوش فلز، بهعنوان اکسید کننده در پیشران راکت و در تصفیه آب مورد استفاده قرار میگیرد. در برشکاری اکسیژنی شعله بسیار داغ حاصل سوختن استیلن به همراه اکسیژن است. در این فرایند، فلزی تا ضخامت ۶۰ سانتیمتر ابتدا با یک شعله کوچک اکسیاستیلن گرم میشود و سپس به سرعت توسط یک جریان بزرگ از اکسیژن بریده میشود. ایمنی و احتیاط براساس استاندارد لوزی آتش، گاز اکسیژن فشرده از نظر سلامتی مضر نیست، غیرقابل اشتعال و غیر واکنش پذیر است، اما یک اکسید کننده است. اکسیژن مایع سردشده'' دارای درجه خطر سلامتی ۳ (بهعلت افزایش خطر هیپوکسی ناشی از بخارات متراکم شده و همچنین برای خطرات متداول در مایعات فوق سرد مانند سرمازدگی) است و رتبه سایر خطرات آن نیز مانند اکسیژن گازی فشرده شدهاست. مسمومیت اکسیژن گازی در فشارهای نسبی میتواند سمی باشد و منجر به تشنج و سایر مشکلات سلامتی شود. مسمومیت با اکسیژن معمولاً در فشارهای جزئی بیش از ۵۰ کیلو پاسکال یا ۲٫۵ برابر فشار جزئی اکسیژن در سطح دریا (۲۱ کیلو پاسکال؛ برابر با حدود ۵۰٪ از ترکیب اکسیژن در فشار عادی) رخ میدهد که میتواند برای بیمارانی که از دستگاه تنفس مصنوعی استفاده میکنند مشکل ایجاد کند. در ماسک اکسیژن معمولاً فقط شامل ۳۰٪ تا ۵۰٪ حجمشان را اکسیژن تشکیل میدهد که حدود ۳۰ کیلوپاسکال در فشار عادی یا استاندارد است. زمانی، نوزادان نارس در انکوباتورهای حاوی هوای سرشار و مملو از اکسیژن قرار میگرفتند، اما این عمل بعد از اینکه برخی از نوزادان با توجه به میزان اکسیژن زیاد، نابینا شدند، متوقف شد. تنفس اکسیژن خالص در برنامههای کاربردهای فضایی، از جمله در بعضی از لباسهای مدرن هوافضا یا در فضاپیماهای پیشگام مانند آپولو، به دلیل فشارهای کم در کل استفاده شده باعث ایجاد خسارت نمیشود. در لباسها فضایی، فشار نسبی اکسیژن در گازهای تنفسی عموماً بالاتر از ۳۰ کیلو پاسکال (۱٫۴ برابر نرمال) است و فشار جزئی حاصل از آن در خون شریانی فضانورد فقط در سطح دریا از حد طبیعی بالاتر است. مسمویت با اکسیژن در ریهها و دستگاه عصبی مرکزی نیز میتواند در غواصی اسکوبا و غواصیهای حرفه ای رخ دهد. تنفس طولانی مدت یک مخلوط هوا با فشار جزئی اکسیژن بیشتر از ۶۰ کیلو پاسکال میتواند منجر به فیبروز دائمی ریوی شود. قرار گرفتن در معرض فشارهای جزئی بیشتر از ۱۶۰ کیلو پاسکال (اتمسفر ۱٫۶ ~) میتواند باعث تشنج شود و معمولاً برای غواصان کشنده است. مسمومیت حاد اکسیژن (ایجاد تشنج، ترسناکترین اثر آن برای غواصان) با تنفس مخلوط هوای دارای ۲۱ درصد اکسیژن، میتواند در عمق ۶۶ متری یا بیشتر رخ دهد. این نوع مسمویت میتواند با تنفس هوایی که بهطور ۱۰۰ درصد از اکسیژن تشکیل شدهاست، تنها در عمق شش متری رخ بدهد. آتشسوزی و سایر خطرات منابع بسیار غلیظ اکسیژن موجب آتشسوزی سریع میشوند. خطر آتشسوزی و انفجار هنگامی وجود دارد که اکسید کنندهها و سوختهای غلیظ در نزدیکی یکدیگر قرار بگیرند. در هر صورت، برای شروع آتشسوزی یک اتفاق، مانند گرما یا جرقه، مورد نیاز است. اکسیژن یک سوخت نیست و اکسیدکننده محسوب میشود اما با این وجود، منبع اکثر انرژی شیمیایی آزاد شده در آتشسوزی است. ترکیبات حاوی اکسیژن و دارای پتانسیل اکسیدکنندگی زیاد مانند پراکسیدها، کلراتها، نیتراتها، پرکلراتها و دیکروماتها بهعنوان ترکیبات دارای خطر ایجاد آتشسوزی در نظر گرفته میشود، زیرا این ترکیبات میتوانند منبعی مناسب برای تأمین اکسیژن مورد نیاز برای آتش باشند. اکسیژن با غلظت و تراکم بالا اجازه میدهد تا احتراق به سرعت و پرانرژی انجام شود. لولههای فولادی و مخازن ذخیرهسازی مورد استفاده برای ذخیره و انتقال اکسیژن گازی و مایع بهعنوان یک سوخت رفتار میکنند؛ بنابراین، طراحی و ساخت سیستمهای اکسیژن نیاز به توجه و آموزش ویژه دارد تا از حداقل احتراق منابع قابل اشتعال اطمینان حاصل شود. آتشسوزی که باعث کشته شدن خدمه آپولو ۱ در آزمایش سکوی پرتاب شد، خیلی سریع گسترش یافت، زیرا کپسول حاوی اکسیژن تحت فشاری در حدود ۱ اتمسفر بود، در حالی باید فشار آن حدود فشار محیط باشد، فشاری که در چنین ماموریتهایی استفاده میشود. اگر اکسیژن مایع نشت شده در تماس با مواد آلی مانند چوب، فراوردههای پتروشیمی و آسفالت قرار بگیرد، میتواند با بروز اولین تنش مکانیکی موجب انفجار ناگهانی این مواد شود. همچنین اکسیژن مانند سایر مایعات فوق سرد، در صورت تماس با بدن انسان، میتواند باعث سرمازدگی در پوست و چشم شود. جستارهای وابسته ترکیبهای اکسیژن تاریخ زمینشناسی اکسیژن چرخه ازون-اکسیژن حسگر اکسیژن لایه ازون محدود کردن غلظت اکسیژن هیپوکسی گازهای تنفسی توضیحات منابع واژهنامه پیوند به بیرون اکسیژن (وبسایت وبالمنتز) اکسیژن بهعنوان عامل اکسیدکننده مقاله رولد هافمن در مورد اکسیژن ویژگیها، استفادهها و کاربردهای اکسیژن اکسیژن (برنامه در دوران ما، بیبیسی) اکسیژن (ویدئوهای جدول تناوبی از دانشگاه ناتینگهام) کاهش میزان اکسیژن اتمسفر بهمدت ۲۰ سال (مؤسسه پژوهشی اسکریپس) تهیه اکسیژن ، خصوصیات اکسیژن و رفتار اکسیدها اکسیژن افزودنیهای عدد ئی اکسیدکنندهها زیستشناسی و داروشناسی عنصرهای شیمیایی عناصر شیمیایی کالکوژنها گازهای تنفسی مواد شیمیایی برای اورژانسهای پزشکی نافلزها نوشتارهای صوتی


text: موسیقی یا موزیک یا خُنیا یک نوع از هنر است که عناصر اصلی تشکیلدهندهٔ آن، صدا و سکوت است و همینطور عناصر زیر مجموعه تر آن شامل زیروبمی (نَواک) (تعیینکنندهٔ ملودی و هارمونی) و ضربآهنگ (ریتم) است. موسیقی را هنر بیان احساسات به وسیلهٔ آواها گفتهاند که مهمترین عوامل آن صدا و ریتم هستند و همچنین دانش ترکیب صداها به گونهای که خوشآیند باشد و سبب انبساط و انقلاب روان شود. موسیقی را میتوان به ژانرهایی تقسیم کرد (به عنوان مثال موسیقی کانتری که نوعی موسیقی محلی آمریکا است) و ژانرها را میتوان بیشتر به زیرمجموعه ژانرها تقسیم نمود (شامل پاپ کانتری و کانتری که دوتا از مهمترین و بیشترین ژانرهای فرعی کشور هستند)، اگرچه خطوط و روابط بین ژانرهای موسیقی اغلب ظریف هستند، گاهی برای تفسیر شخصی باز، و گاهی بحثبرانگیز است. به عنوان مثال، رسم مرز بین برخی از هارد راکهای اولیه دهه ۱۹۸۰ و سبک موسیقی هوی متال میتواند دشوار باشد. در هنرها، موسیقی ممکن است به عنوان یک هنر نمایشی، یک هنر زیبا یا یک هنر شنیداری طبقهبندی شود. موسیقی ممکن است در یک کنسرت راک یا اجرای ارکستر به صورت زنده پخش یا خوانده شود و به صورت زنده به عنوان بخشی از یک اثر نمایشی (نمایش تئاتر موسیقی یا اپرا) شنیده شود، یا ممکن است در رادیو، پخش کننده MP3، دستگاه پخش سی دی، تلفن هوشمند یا به عنوان موسیقی فیلم یا نمایش تلویزیونی ضبط و گوش داده شود. در بسیاری از فرهنگها، موسیقی بخش مهمی از شیوه زندگی مردم است، زیرا در مراسم مذهبی، مراسم و جشنهای رسمی (به عنوان مثال: جشن فارغالتحصیلی و ازدواج)، فعالیتهای اجتماعی (به عنوان مثال رقص) و فعالیتهای فرهنگی اعم از آواز مبتدی کارائوکه تا بازی در گروه مبتدی فانک یا آواز خواندن در گروه کر به صورت گروهی نقش اساسی را ایفا میکند. مردم ممکن است موسیقی نواختن برایشان همچون سرگرمی باشد؛ مانند نوجوانی که در یک ارکستر ویولونسل مینوازد، یا به عنوان یک نوازنده، یا خواننده حرفه ای کار میکنند. صنعت موسیقی شامل افرادی است که آهنگها و قطعات موسیقی جدیدی (مانند ترانهسراها و آهنگسازان) میسازند؛ افرادی که موسیقی اجرا میکنند (شامل ارکستر، نوازندگان گروه جاز و گروه راک، خوانندگان و رهبران هستند)، افرادی که موسیقی ضبط میکنند (متشکل از تهیهکنندگان موسیقی و ضبط صدا هستند)، افرادی که تورهای کنسرت برگزار میکنند، و افرادی که ضبط موسیقی و نت موسیقی را به مشتریان میفروشند. حتی هنگامی که آهنگی یا قطعه ای اجرا میشود منتقدان موسیقی، روزنامه نگاران موسیقی و محققان موسیقی ممکن است قطعه و عملکرد آن را بررسی و ارزیابی کنند. واژهشناسی واژهٔ موسیقی یک وامواژه از زبان عربی است که به ایران و زبان فارسی راه یافته و تلفظ درست آن در عربی «موسیقا» است همانند «عیسی»، «موسی»، «طوبی» و حتی املای «موسیقا» تاحدودی در متون عربی رواج دارد چراکه در عربی دو حرف «ی» (با دو نقطه در زیر) و «ی» (ألف مقصوره، بدون نقطه) تلفظ و کارکرد متفاوت دارند، ریشهٔ اصلی واژه از زبان یونانی و برگرفته از واژهٔ (Mousika) μουσική و مشتق از واژهٔ Μοῦσαι است. براساس مدارک موجود، واژه «موسیقی» و همخانوادههای آن در «مفاتیح العلوم» خوارزمی و رسالهٔ موسیقی اخوان الصفاء دیده میشود که هر دو متعلق به قرن چهارم هجری قمری هستند. قبل از ورود اسلام به ایران، در زبان فارسی به جای «موسیقی» از «خُنیا» و به جای «موسیقیدان» یا «مُطرِب» از «خُنیاگر» استفاده میشد که با واژگانی نظیر «خونیاک» در پارسی میانه و «هونواک» در اوستایی نیز از آن یاد شدهاست. همچنین واژههایی نظیر «گوسان»، «کوسان» و «رامشگر» نیز برای موسیقیدان و خواننده به کار میرود. تعریف موسیقی پیشینیان موسیقی را چنین تعریف کردهاند: معرفت الحان و آنچه التیام الحان بدان بود و بدان کامل شود. ارسطو موسیقی را یکی از شاخههای ریاضی میدانسته و فیلسوفان اسلامی نیز این نظر را پذیرفتهاند، همانند ابن سینا که در بخش ریاضی کتاب شفا از موسیقی نام بردهاست ولی از آنجا که همه ویژگیهای موسیقی مانند ریاضی مسلم و غیرقابل تغییر نیست، بلکه ذوق و قریحهٔ سازنده و نوازنده هم در آن دخالت تام دارد، آن را هنر نیز میدانند. در هر صورت موسیقی امروز دانش و هنری گستردهاست که بخشهای گوناگون و تخصّصی دارد. صدا در صورتی موسیقی نامیده میشود که بتواند پیوند میان اذهان ایجاد کند و مرزی از جنس انتزاع آن را محدود نکند. افلاطون: موسیقی یک ناموس اخلاقی است که روح به جهانیان، و بال به تفکر و جهش به تصور، و ربایش به غم و شادی و حیات به همه چیز میبخشد. ارسطو: موسیقی حکمتی است که نفوس بشر از اظهار آن در قالب الفاظ عاجز است بنابراین آن را در قالب اصوات ظاهر میسازد. ابونصر فارابی: موسیقی علم شناسایی الحان است و شامل دو علم است؛ علم موسیقی عملی و علم موسیقی نظری. ابوعلی سینا: موسیقی علمی است ریاضی که در آن از چگونگی نغمهها از نظر ملایمت و سازگاری، و چگونگی زمانهای بین نغمهها بحث میشود. افلاطون: موسیقی روح انسان را مناسب و هماهنگ میکند و استعداد پذیرش عدالت را در وی برمیانگیزد. بتهوون: موسیقی مظهری است عالیتر از هر علم و فلسفهای. موسیقی هنر زبان دل و روح بشر و عالیترین تجلی قریحهٔ انسانی است. بتهوون: آنجا که سخن از گفتن بازمیماند موسیقی آغاز میشود. لئوپددوفن: ریشه موسیقی به عهد کهن ارتباط دارد. در واقع همان روزی که انسان توانست برای نخستین بار خوشیها ورنجهای خود را با صدا نمایش دهد، مبدأ موسیقی بهشمار میآید. ابن خردادبه (به نقل از یحیی بن خالد بن برمک): موسیقی آن است که تو را شاد کند و برقصاند و بگریاند و اندوهگین کند و جز آن هر چه باشد رنج و بلاست. ابن خردادبه: موسیقی ذهن را لطیف و خوی را ملایم و جان را شاد و قلب را دلیر و بخیل را بخشنده میکند، آفرین بر خردمندی که موسیقی را پدیدآورد. هگل: آنچه موسیقی متعلق به خود میداند همان اعماق زندگانی درون شخص است موسیقی هنر خاص روح است و بهطور مستقیم به روح خطاب میکند. واگنر: من موسیقی را تنها وسیله لذت گوش بهشمار نمیآورم بلکه آن را محرک قلب و مهیج احساسات میدانم. موسیقی عالیترین هنرهاست. موسیقی متعلق به دل است و جایی که دل نیست موسیقی هم وجود ندارد. نیچه: تمام پدیدهها در مقایسه با موسیقی تنها نمادند «زایش تراژدی» نیچه: زندگی بدون موسیقی اشتباهی بزرگ بودهاست. نظریههای زیباییشناسی دربارهٔ موسیقی سه نظریه زیباییشناسی دربارهٔ موسیقی وجود دارد. موسیقی به مثابه زبان احساسات موسیقی به مثابه نماد احساس ذات موسیقی صدا و حرکت است. بسیاری از پدیدههای طبیعی مانند آبشار و وزش باد از میان برگهای درختان و نوای طبیعی موسیقی ایجاد میکنند. پس باید بپذیریم موسیقی پدیدهای است در فطرت آدمی. از آنجاکه موسیقی، یکی از زیر مجموعههای فرهنگ، در همه جوامع وجود دارد، و گاه با افسانهها و حکایتها و احساسات آمیخته شدهاست. تاریخچه زیباییشناسی در موسیقی بیش از دوهزار سال است که غرب و شرق به قدرت موسیقی در برانگیختن احساسات اذعان کردهاند. به حدی که کسانی که دغدغه حفظ امنیت دولت را داشتهاند موسیقی را خطرناک تلقّی کردهاند. اما تشریح این امر که موسیقی چگونه چنین تأثیری بر ما میگذارد بسیار دشوار است. فهم دلیل این امر چندان سخت نیست. قدیمیترین و رایجترین نظریههای غربی هنر، هنر را تقلید طبیعت میدانند. اما موسیقی تماماً با این تعریف سازگار نیست. موسیقی قادر به بازنمایی اشکال و رنگها یا توصیف جهان در قالب واژگان نیست و تواناییاش در تقلید اصواتی که در عالم طبیعت وجود دارند سهم بسیار کوچکی است. اما این قالب هنری غیرمفهومی و غیر تقلیدی که مجموعهای از اصوات نظام یافتهاست به نحو معینی تجربیات زیبایی شناسانهای فراهم میآورد که در ابعاد و مراتب مختلف دارای ارزشند. از سرگرمکنندگی نسبی تا تجربههای زیبایی شناسانهای که به کنه شخصیت راه میبرند و ما را به مرتبهای بی بدیل میرسانند. این هنر از چه نوعی است؟ نظریههای زیباییشناسی موسیقی که به این پرسش پاسخ میدهند در دو گروه کلّی جای میگیرند؛ نظریههای قایل به وابستگی که ارزش زیبایی شناسانه موسیقی را بر حسب روابط آن با امر دیگری خارج از موسیقی تبیین میکنند و این امر معمولاً احساس است. نظریههای قایل به استقلال که ارزش زیبایی شناسانه موسیقی را وابسته به امری خارج از موسیقی نمیدانند بلکه آن را وابسته به ویژگیهای ذاتی موسیقی تلقی میکنند. تقسیمبندی موسیقی موسیقی به روشهای بسیاری تقسیمبندی میشود. بر اساس دورهٔ هنری پیدایش : موسیقی قرون وسطی موسیقی رنسانس موسیقی دوره باروک موسیقی کلاسیک موسیقی رومانتیک موسیقی مدرن موسیقی معاصر بر اساس ساختار آواشناسی : کوانتو تونیک (موسیقی دارای نتهای جداگانه مشخص با فاصله موسیقایی) استریم تونیک (موسیقی بدون فواصل - موسیقی دارای نتهای پیوسته) بر اساس ساختار گام|گامها : گام کروماتیک گام دیاتونیک بر اساس تعداد نتها در گام: پنتاتونیک یا پنج صدایی (مانند موسیقی ژاپن) مونوتونیک یا تک صدایی (مانند برخی سازهای تکنت همچون برخی شیپورهای نظامی یا سوتسوتک) هگزاتونیک از دیدگاه ضرباهنگ : موسیقی بیضرب - آن است که دارای وزنی آشکار نباشد که نمونهٔ آن برخی آوازهای موسیقی ایرانی هستند. موسیقی آهنگین یا رِنگ (Rhythmic) به موسیقیهایی گفته میشود که دارای وزن باشد مانند آهنگهایی که برای رقص ساخته شده باشد؛ پیشدرآمد، مارش و غیره. لارگو (خیلی آرام و آهسته) آداجیو (آهسته) پرستو (خیلی تند) آلگرو (تند) آندانته (معمولی) آلگرتو از دیدگاه ناحیه پیدایش : موسیقی بومی موسیقی نواحی موسیقی شرقی موسیقی غربی موسیقی ایرانی موسیقی عربی موسیقی فلامنکو موسیقی کانتری (و بسیاری نواحی دیگر) از دیدگاه خاستگاه معنایی-کلامی و جایگاه اجتماعی : موسیقی مذهبی موسیقی آیینی (به عنوان مثال موسیقی عرفانی یا موسیقی صوفی گری موسیقی عروسی یا عزا) موسیقی بلوز موسیقی پاپ موسیقی راک موسیقی متال موسیقی کودک نوحه خوانی تواشیح از لحاظ اولویّت کلام یا ساز : موسیقی کلامی موسیقی بیکلام از دیدگاه کاربردی : موسیقی درمانی مانند موسیقی زار جنوب ایران یا موسیقیهای مخصوص آرامش و مدیتیشن موسیقی رقص موسیقی فیلم موسیقی نظامی (مارشه) از لحاظ سازبندی (ارکستراسیون) و آوایی : موسیقی تک سازی (Solo) موسیقی سمفونیک موسیقی اپرا دو نوازی (دوئت) سه نوازی (تریو) چهارنوازی (کوارتت) موسیقی تلفیقی (فیوژن) موسیقی ضربی موسیقی آرشهای (مانند کوارتت زهی، گروه سازهای بادی) موسیقی آوایی (وکال) - مانند آثار ارکستر آوازی تهران یا گروه کر کلسیا بر پایه فرم موسیقی: سونات سمفونی پرلود (پپش درآمد) مینوئت پیشنوا (اُورتور) کنسرتو لایتموتیف یا نغمه معرف (leitmotiv به معنی نغمهٔ راهبر یا شاخص) بر اساس دستگاه یا مقام: برای موسیقی سنتی ایرانی هفت دستگاه به همراه ۵ آواز برمیشمارند مانند: دستگاه ماهور، دستگاه شور، آواز بیات ترک. هر دستگاه میتواند تعدادی «گوشه» داشته باشد. همچنین در موسیقی ایرانی ۱۲ مقام برشمردهاند مانند مقام راست، زیر، اصفهان، حجاز. تئوری موسیقی: نظریهای دربارهٔ نگارش و ساختار و قواعد موسیقی است. تئوری موسیقی از قرنهای گذشته ابداع شده و به تدریج کاملتر شدهاست. تئوری موسیقی شامل تحلیل نت (موسیقی)های ملودی و نیز بررسی آنها از دیدگاه نگارش (نت نویسی)، شناخت گامهای مینور و ماژور، آکوردشناسی، ریتم، هارمونی (هماهنگی عرضی نتها)، کنترپوان (هماهنگی طولی نتها) و ... است. در تئوری موسیقی به بررسی پویایی و دینامیک موسیقی نیز میپردازند و آن بستگی به نرمی یا سختی صداها و نتها دارد. میتوان تئوری موسیقی را براساس روابط ریاضی نیز مطرح کرد. در این صورت از روشهای ریاضی برای تحلیل موسیقی استفاده میشود. دیدگاه ادیان به موسیقی اسلام در میان فقهای اسلام کسانی مانند شهاب الدین الهیثمی و ابن ابی الدنیا موسیقی را یکسره لهو و لعب میدانستند و آن را مکروه یا حرام تلقی میکردند. ابن زیله نیز معتقد بود که موسیقی میتواند شخص را به ارتکاب عمل گناه بکشاند. با این حال فارابی معتقد بود که موسیقی نمیتواند هرگونه حالت روحی یا هر نوع شور و هیجانی را در شخص برانگیزد. ابوحامد محمد غزالی نیز موسیقی و سماع را جایز دانستهاست. از آنجاکه دامنه تمدّن اسلامی جز عربستان کشورهای بسیاری از جمله مصر، ایران، هند و آفریقا را دربرمیگرفت، موسیقی اسلامی نیز با تنوّع و گوناگونی روبهرو بودهاست. زرتشت طبق متون تاریخی پیش از حمله اعراب به ایران، زرتشتیان با آهنگهای گروهی یا تک نفره آشنا بودند. طبق آیین زرتشتی خواندن دعاها با آواز تأثیر بیشتری دارد. متن این ترانهها بیشتر از اوستا و گاتاها (منسوب به زرتشت) بودهاند. ریورس سازهای موسیقی ساز به ابزار نواختن موسیقی گفته میشود. اگرچه هر وسیلهای را که صدا بدهد میتوان ساز دانست ولی در کل منظور از ساز وسایلی است که صرفاً برای اجرای موسیقی ساخته میشود. احتمالاً قدیمیترین وسیله تولید موسیقی صدای انسانی است. بعد از آن شاید انواع سازهای کوبهای و پس از آن سازهای بادی قدمت بیشتری دارند. یک قطعه استخوان سوراخ شده مربوط به دوره انسان نئاندرتال را قدیمیترین ساز بادی کشفشده میدانند. سازهای موسیقی ایرانی سازهای بادی نی نی از قدیمیترین این نوع است و شامل یک لوله استوانهای از جنس نی بوده که دارای هفت بند و شش گرهاست. نی از دسته سازهای محلی است و تقریباً در تمام نقاط ایران معمول و رایج است. سرنا سرنا ساز دیگری از خانواده آلات موسیقی بادی است که در تمام نقاط ایران معمول است و شامل سرنای بختیاری و موسیقی آذربایجانی و خراسانی است. در ایران این ساز به همراه دهل یا نقاره نواخته میشود. لازم است ذکر شود که نواختن این ساز در نقاط مختلف کشور در مواقع خاصی و به منظورهای مختلف انجام میشود. در لرستان و کردستان با نواختن دهل و سرنا مرگ کسی را خبر میدهند و در شمال به همراهی طناب بازها سرنا نواخته میشود و در آذربایجان غربی، روستائیان در عروسیها حین رقص چوبی، سرنا مینوازند. کرنا کرنا: سازی قدیمی و تاریخی است که در استانهای مختلف ایران به شکلهای متفاوت ساخته و اجرا میشود. مهمترین کرناها، کرنای شمال، گیلان و کرنای مشهد و بختیاری است. این ساز بیشتر در خوزستان و فارس و چهار محال و گیلان مورد استعمال قرار میگیرد. نی انبان نی انبان بیشتر در جنوب ایران مورد استفاده قرار میگیرد و در بعضی نقاط ایران آن را " خیک نای " نیز مینامند. سازهای زهی کششی و زخمهای کمانچه یکی از قدیمیترین سازهای زهی، کمانچه است که اولین شکل ویولون امروزی است. این ساز نقش تک نواز و همنواز، هر دو را به خوبی اجرا میکند. کمانچه سازی ملی است. در تمام استانهای ایران نواختن آن متداول است و بیشتر در میان طوایف لر و بختیاری رواج دارد. این ساز در مناطق مختلف ایران دارای اشکال و فونکسیون گوناگونی است. به عنوان نمونه کمانچه ترکمنی کوچکتر و یک سیم کمتر دارد. امروزه این ساز در گستره آلتو هم مورد استفاده است. از سازهای دیگر میتوان از قیچک نام برد که قژک هم مینامند. این ساز امروزه در گستره باس هم ساخته و نواخته میشود. در این دسته میتوان از چند ساز گمشده در طول تاریخ هم نام برد: دلربا و رباب زهی قانون قانون یک ساز است متعلق به خانوادهٔ قدیمی سیتار (Cythare) که از سازهایی است که از کهن در موسیقی ایرانی به کار میرفته و توانایی بیان گوشههای موسیقی ایرانی را دارد. این ساز در سدههای میانه تحت عنوان Canon یا miocanon به اروپا برده شد. این ساز دارای یک جعبهٔ چوبی به شکل ذوزنقهاست که به وسیلهٔ دو انگشت سبابه و دو مضراب (که میان حلقهای که به انگشت کردهاند و خود انگشت قرار میگیرند) نواخته میشود. بربط بربط سازی ایرانی از خانواده سازهای رشتهای مفید که به آن " العود یا لوت " نیز میگویند. ساختمان این ساز شبیه گلابی است که از درازا به دو نیم شدهاست. دارای کاسهای بزرگ و دستهای کوتاه که در آغاز سه رشته سیم داشتهاست. ابعاد ذکر شده از بربت در کتب قدیم با عود امروزی تفاوت داشتهاست. رباب رباب، یکی از سازهای زهی است که از چهار قسمت شامل شکم خربزه مانند، سینه، دسته و سر تشکیل شدهاست. سیمهای رباب در قدیم از روده و امروز از نخ نایلون ساخته میشود و مضراب رباب از پر مرغ ساخته شدهاست. این ساز اساساً سازی محلی است و بیشتر در نواحی بلوچستان معمول است و همچنین در نواحی سیستان نیز نواخته میشود. تار تار یکی از سازهای زهی اصیل ایران است که یک شکم چند قسمتی و شش سیم دارد. از این گروه سازها، سه تار و دو تار را میتوان نام برد که نوازندگی دوتار در ترکمن صحرا و نواحی خراسان بسیار معمول است. سازهای گلابی شکل در طول تاریخ دچار تکامل و تغییر شدهاند. این تغییر از ساختمان اصلی دوتار؛ در ابعاد گوناگون شروع شده و به سازهای امروزی رسیدهاست. گیتار گیتار یکی از دیگر سازهای زهی با ریشهٔ اسپانیایی است که انواع مختلف، چهار سیم، شش سیم، هشت سیم، دوازده سیم و... به دستههای گیتار کلاسیک، گیتار آکوستیک و گیتار الکتریک تقسیم میشود. این ساز زهی با پیک یا انگشت نواخته میشود. سازهای ضربی از سازهای ضربی معروف ایرانی دهل و تنبک و نقاره در ابعاد و شکلها و کاربردهای گوناگون و دایره ودف و دهلک و کسسر و . . . هستند. دهل این ساز از استوانه کوتاهی از جنس چوب که قطر دایره آن حدود یک متر و ارتفاع آن ۲۵ تا ۳۰ سانتیمتر است تشکیل شده و بر دو سطح دایرهای شکل آن پوست کشیده شدهاست. مضرابش دو چوب یکی به شکل عصا و دیگری ترکهای نازک است. دهل سازی کاملاً محلی و بیشتر همراهیکننده با سرناست. در مناطق فارس، بلوچستان و کردستان و خراسان بیش از سایر جاها مورد استفاده قرار میگیرد. دایره این ساز ضربی که از حلقهای چوبی تشکیل شده که بر یکی از سطوح جانبی دایرهای شکل آن پوست کشیده شدهاست، این ساز را با ضرب سر انگشتان هر دو دست مینوازند. سازی است همراهیکننده با سایر سازها. دایره در حال حاضر در مناطق مختلف ایران مورد استفاده قرا میگیرد مثل خراسان شمالی و آذربایجان و سلیر مناطق. این ساز در موسیقی شهری نیز کاربرد دارد. در بعضی از مناطق ایران اشکال غیر گرد نیز موجود است. دایره شش و هشت گوش خراسان جنوبی. طبل طبل یکی دیگر از سازهای ضربی و کوچکتر از دهل است. مضراب دو کوبه چوبی دارد و آن را در مراسم عزاداری در اکثر مناطق ایران مینوازند. میتوان گفت نواختن این ساز طی ۱۰۰ سال گذشته در مراسم عزاداری مرسوم شده و جای دهل را گرفتهاست. نواختن طبل در مناطق غیر شهری ایران رواج کمتری دارد. تنبک تنبک سازی است از پوست و چوب (معمولاً گردو) و از دو قسمت گلویی و استوانهای تشکیل یافته، سطح بالایی آن از پوست و قسمت گلویی آن که با دهانهای گشاد دارد، باز است. تکنیک نواختن این ساز با دو دست و انگشتان به گونهای است که آن را جزو پر تکنیکترین سازهای کوبهای قرار دادهاست. کاخون کاخون (Cajon) لغتی اسپانیایی به معنی «جعبه، صندوق، صندوقچه، کمد کوچک یا میز کشودار کوچک» است که به نوعی ساز کوبهای گفته میشود. نوازنده بر روی کاخون مینشیند و با ضربات کف دست و انگشتان که بر روی صفحه جلویی ساز میکوبد، صدایی خاص و زنگ دار تولید میکند. سازهای زهی کوبهای ساز منحصربهفرد ایرانی که در این تقسیمبندی قرار میگیرد سنتور است. این ساز شامل جعبهای ذوزنقهای است و از ۷۲ رشته سیم سفید و زرد تشکیل یافتهاست. سنتور اساساً سازی است که قابلیت تکنوازی و همنوازی را داراست و نواختن آن در تمام استانهای ایران متداول است. سازهای شستیدار سازهای شستیدار سازهایی هستند که برای نواختن آنها از صفحهکلید استفاده میشود. از شناخته شدهترین اینگونه سازها میتوان به پیانو، هارپسیکورد، کلاویکورد اشاره کرد. جستارهای وابسته موسیقیشناسی موسیقیدان تاریخ موسیقی جامعهشناسی موسیقی ژانر موسیقی تئوری موسیقی آموزش موسیقی صنعت موسیقی عناصر موسیقی فناوری موسیقی موسیقی بصری زنان در موسیقی فهرست اصطلاحات موسیقی یادداشت پانویس منابع سرگرمی صوت فرهنگ هنر هنرهای نمایشی


text: نُت نشانهای برای بیان صدای موسیقایی است. در زبان انگلیسی این کلمه به معنی صدا نیز کاربرد دارد. هر نت در موسیقی میزان نواک (زیر و بمی) و دیرَند (میزان کشش) یک صدا را بیان میکند. حامل حامل عبارت است از تعدادی خطوط افقی و موازی، با فواصل مساوی که نتهای موسیقی روی خطوط و بین خطوط و یک نت بالای حامل و یک نت پایین حامل نوشته میشوند. خطوط حامل از پایین به بالا شمرده میشوند. در پرکاربردترین حالت حامل از پنج خط تشکیل شدهاست. بهوسیلهٔ حامل پنج خطی میتوان تعداد یازده نت را نشان داد که عبارتند از: پنج نت در روی خطوط، چهار نت بین خطوط، یک نت در بالا (مماس با خط پنجم) و یک نت در زیر حامل (مماس با خط یکم). علامتها و نشانههای تغییردهنده صدا تعریف : علائمی که در سمت چپ نتهای موسیقی میآیند و بدون تغییر در مکان آنها بر روی حامل باعث تغییر فرکانس نتها میشوند. این علائم شامل: (دیِز) و (بِمُل) و X (دوبل دیِز) و (دوبل بِمُل) و (بِکار) هستند. در موسیقی ایرانی دو علامتِ سُری و کُرُن نیز وجود دارد. (دیِز): هرگاه سمت چپ نتی قرار گیرد، آن را نیم پرده زیرتر میکند. (بِمُل): هرگاه سمت چپ نتی قرار گیرد، آن را نیم پرده بمتر میکند. X (دوبل دیِز): هرگاه سمت چپ نتی قرار گیرد، آن را یک پرده زیرتر میکند. (دوبل بِمُل): هرگاه سمت چپ نتی قرار گیرد، آن را یک پرده بمتر میکند. (بِکار): هرگاه سمت چپ نتی قرار گیرد، باعث خنثی شدن نشانه تغییردهنده میشود و نت به حالت طبیعی برمیگردد. نامگذاری در نتنویسی موسیقایی، علامتهای تغییر دهنده قبل از نتها قرار میگیرند. تغییرات سیستماتیک روی هفت نت در گامها را میتوان در سرکلید نوشت، با توجه به اینکه آنها روی تمامی نتهای مورد نظر در قطعه تأثیر میگذارند. تأثیرات سرکلید و علامتهای تغییردهندهٔ محلی (عرضی) با هم ترکیب نمیشوند. اگر سرکلید G را نشان میدهد، علامت عرضی آن را به G تغییر میدهد نه به G، اما بعضی اوقات این نوع از علامتهای تغییردهندهٔ نادر بهمعنی (طبیعی)، همراه با یک برای واضح کردن آن بکار میرود. همچنین (و عموماً)، علامت در سرکلید همراه با علامت بهمعنای دوبل دیز است نه سه دیز. مانند نتهای مترادف، بسیاری از علامتهای تغییردهنده صداهای برابری ایجاد میکنند که متفاوت نوشته میشوند. برای نمونه، بالا بردن نت B به B آن را معادل نت «دو» خواهد کرد. در تمامی حالتها، گام کامل کروماتیک پنج مجموعهٔ جدید به نتهای اصلی اضافه میکند که تعداد آنها به ۱۲ نت میرسد (سیزدهمین نت همان اکتاو است)، که هر کدام نیم پرده با دیگری تفاوت دارد. نتهایی که بر مبنای گام دیاتونیک قرار دارد، بعضاً بنام نتهای دیاتونیک خوانده میشوند؛ نتهایی که خارج از این مجموعه هستند بعضاً نتهای کروماتیک خوانده میشوند. در شیوهٔ دیگر نتنویسی، که اغلب در کشورهای انگلیسی استفاده میشود، از پسوند "is" برای نشان دادن و "es" (فقط "s" بعد از A, E) برای نشان داده . برای مثال Fis برای F, Ges برای G, Es برای E. این سیستم در آلمان ایجاد شد و اکنون در تمام کشورهای اروپایی که زبان اصلی آنها انگلیسی یا رومانی، نیست بکار میرود. در بسیاری از کشورها که از این سیستم استفاده میکنند، حرف H برای نشان دادن B طبیعی در انگلیسی بکار میرود، حرف B برای نشان داده B و Heses برای B (نه Bes، که همچنان در سیستم وجود دارد). بلژیک و هلند از همان پسوند استفاده میکنند اما نتهای گفته شده A تا G بکار برده میشوند، که B همان Bes است. دانمارک همچنین از H استفاده میکند اما bes بهجای Heses برای B استفاده میشود. جدول کامل گام کروماتیک بر مبنای C4 یا دوی میانی در زیر آورده میشود: پنج خط حامل که نُتهای C, D, E, F, G, A, B, C را نشان میدهند. جستارهای وابسته موسیقی سُلفِژ منابع ویکیپدیای انگلیسی کتابشناسی Nattiez, Jean-Jacques (1990). Music and Discourse: Toward a Semiology of Music (Musicologie générale et sémiologue, 1987). Translated by Carolyn Abbate (1990). . پیوند به بیرون Converter: Frequencies to note name, +/- cents Note names, keyboard positions, frequencies and MIDI numbers Music notation systems − Frequencies of equal temperament tuning - The English and American system versus the German system Frequencies of musical notes نتنویسی


text: موسیقیِ سازی یا موسیقی بیکلام (به انگلیسی: Instrumental) قطعهای موسیقی است که تنها برای صدای سازها تصنیف یا تنظیم شده و صدای انسانی یا آواز در آن نیست، و فقط از صداهای طبیعی یا سازهای مختلف در آن استفاده میشود. موسیقی سنتی ایرانی به دو بخش کلیِ «سازی» و «آوازی» تقسیم میشود. جستارهای وابسته موسیقی آوازی آواز منابع آثار موسیقایی فرمهای ترانه فهرستهای موسیقی موسیقیهای سازی


text: الگو مدل یا یک سلسله قوانین است که با استفاده از آن میتوان هر چیزی یا قسمتی از یک چیز را تولید نمود. دانش شناسایی الگوها به شناسایی الگو معروف است. الگو در واقع تولید هر چیزی است که با تکرار عجین و سرشته شده باشد. تکرار میتواند زیرالگوها یا زیرالگوهای اصلاح شده بر طبق چند قانون ساده داشته باشند. در فرهنگ سخن آمده که الگو واژهای ترکی است. بهصورت کلی میتوان بهوسیله مردم الگوها را تشخیص داد یا کشف نمود (در بعضی از حالات نیز میتوان از رایانه استفاده کرد) گاه الگوها مانند فرش کردن منظم یک صفحه، پدیده، و تقسیم نمودن دودویی متوازن نامگذاری میشوند. برخالها (فرکتالها / فراکتالها) الگوهای ریاضی هستند. الگوهای پدیدههای طبیعی از اصول معینی تبعیت مینمایند که در برخالهاها یافت میشوند، برای مثال خود-همسانی. اگر چه خود-همسانی در طبیعت فقط تقریبی و کُترهای (تصادفی) است، میتوان اندازهگیریهای انتگرالی را، که بیانکننده ویژگیهای برخالها میباشند، به «برخالهای» طبیعی مثل کرانه دریا، شکل درختان و جز اینها، اعمال کرد (رجوع کنید به هندسه برخال). درحالیکه ظاهر بیرونی الگوهای خود-همسانی کاملاً پیچیده به نظر میرسند، قوانین مورد نیاز برای ایجاد یا توصیف شیوه تشکیل آنها میتواند بسیار ساده باشند (برای نمونه سامانه لیندرمایر برای توصیف شکل درختان). افزون بر الگوهای ایستا، ممکن است از الگوهای پویا مانند نوسان نیز سخن به میان آید. الگوها در پدیدههای طبیعی سخت پوستان دریایی. تپه شنی، تنگههای بزرگ و غیره. سرخسها، نحوه تقسیم شاخههای یک درخت، کرانهها، ابرها و جز اینها. الگوها در هنر هنر مدرن، موندریان، هنر دیدگانی (آپ آرت). امپرسیونیسم، پرداز نقطهرنگ (پوینتیلیسم). هنر نمایشی: دوایر گیسوزده. الگوها در علوم و ریاضی برخالها بلورها فرش کردن پنزور برداشتهای دیگر از" الگو اغلب "الگو" به معنی مدل یا قالب میباشد، مثل قالب برش شیرینی. رجوع شود به الگوی طراحی (معماری) و الگوی طراحی (دانش رایانه). جستارهای وابسته تشخیص الگو بیان منظم اشکال عمده DNA. الگوها مفهومها در متافیزیک طراحی


text: تغییر یا دگرگونی، کیفیت ناپایداری و جریان، یک گذشته پرتحول داشتهاست. در فلسفه یونان قدیم، درحالیکه هراکلیتوس دگرگونی را فراگیر و حاضرتر از همیشه دید، پارمنیدس مجازا وجود آن را انکار کرد. اوید در یک نوشتار کلاسیک، چگونگی رفتار با تغییر را به صورت دگردیسی در فرضیه دگردیسی اخترشناسی افلاطونی یک جهان ایستا و رؤیایی را بیان نمود، با تغییر نامنظم که به اجسام کروی بیاهمیت محدود شدهاست. تفکر میانسدهای احترام زیادی برای رجوع به منابع و وحی قائل شده، قیود سختی برای تشویق دگرگونی قرار داد. ایساک نیوتن و گوتفرید لایبنیتز برای ایجاد نمودن مدلهای ریاضی دگرگونی، مفاهیم ریاضی را تحت کنترل حسابان درآوردند. این کار یک قدم بزرگ برای درک جریان و ناپایداری را فراهم کرد. با رشد صنعتی شدن و سرمایه داری، اهمیت وابستگی به خلاقیت پدیدار گردید، و تحولات و فشارهای سیاسی و اجتماعی اغلب دگرگونیهایی را با انقلاب خشونتآمیز ایجاد کرد (مثل آمریکای شمالی در سده ۱۸ام و بعداً دنباله روها). در پایانههای سده بیستم تفکر بسیاری از بازرگانان و تازه به دوران رسیدهها مشتاقانه روی انتقال در مدیریت، به صورت عملی و نظری متمرکز شده بود، در حالیکه نسبت به دگرگونیها در جامعه و جغرافیای سیاسی تجاهل یا دلسوزی داشتند؛ و مدیسون اونیو در مقابل تکرار مناجات تحلیلی خود در مورد هوس تغییر، انعام دریافت میدارد: در دنیای با تغییرات سریع امروز، شما به... کالای X احترام یاج دارید. از دید فرهنگ عقاید فرهنگی برای دگرگونی خود در یکی از دو دسته زیر قرار میگیرد: نظریهای که دگرگونی را، با فقدان جبر گرایی یا الهیات تصادفی میداند. نظریههایی که دگرگونی را دوره میداند، که بهوسیله آن یک شخصی انتظار روی دادن دوباره پیشامدی را دارد. این تفکر، اغلب در باورهای مشرقزمین مانند هندوگرایی و بوداگرایی دیده میشود، با این وجود در سدههای میانه در اروپا بسیار هواخواه داشت، که اغلب در نگارشها از آن به نام چرخ آینده یاد میشود. نظریه اسلامی که دگرگونی را اختیاری و وابسته به اراده انسانها میشناسد. دگرگونی ممکن است سازوارهها (ارگانیزمها) یا سازمانهایی برای وفق دادن نیاز داشته باشد. رجوع کنید به تکامل. هویت و دگرگونی و جهانی سازی را مقایسه کنید. واژه ' تغییر' با توجه به مفهومش ممکن است در موارد دیگری مثل تبدیل پول، ترابری و غیره به معنی ویژه آن بکار رود. بوداگرایی در چین تائوئیسم فلسفه چینی فلسفه زمان مفهومها در متافیزیک


text: فَضا عبارت است از یک گستره سهبعدی نامحدود که اجسام در آن وجود و رویدادها در آن رخ میدهند و فاصله و جهت نسبی دارند. فضای فیزیکی اغلب در سه بُعد خطی تصور میشود، اما فیزیکدانان نوین معمولاً آن را در کنار زمان به عنوان یک پیوستار نامحدود ۴ بعدی به نام فضازمان توصیف میکنند. مفهوم فضا اهمیتی بنیادین در درک جهان فیزیکی دارد. اما بین فیلسوفان همچنان بر سر اینکه آیا فضا خود یک موجودیت است یا اینکه رابطهای میان موجودیتها یا بخشی از یک چارچوب مفهومی است، اختلاف نظر وجود دارد. بحث در مورد ماهیت و حالت وجودی فضا به دوران باستان بازمیگردد مثلاً در رسالههایی چون تیمائوس افلاطون، یا سقراط در بازتابهایش از آنچه یونانیها khôra (به معنی فضا) میخواندند، یا در رساله فیزیک ارسطو (کتاب ۴، دلتا) در تعریف topos (به معنی مکان) یا بعدتر به عنوان مفهوم هندسی مکان در رساله «قول فی المکان» دانشمند سده یازده، ابن هیثم. بسیاری از پرسشهای کلاسیک فلسفی در رنسانس مورد بحث قرار گرفت و در قرن هفدهم و در زمان آغاز شکلگیری مکانیک کلاسیک مجدداً فرمولبندی شد. از دید ایزاک نیوتن، فضا مطلق بود، یعنی همیشگی بود و مستقل از اینکه مادهای در آن باشد یا نباشد. سایر فیلسوفان طبیعی از جمله گاتفرید لایبنیتز فکر میکردند که فضا مجموعهای از روابط میان اجسام بود که توسط فاصله و جهتشان نسبت به یکدیگر مشخص میشد. در قرن هجدهم یک فیلسوف و خداشناس به نام جرج بارکلی تلاش کرد تا قابلیت دیدن عمق فضایی را در مقالهاش با عنوان «به سوی نظریه جدیدتری برای دیدن» رد کند. امانوئل کانت متافیزیک دان چنین گفت که مفاهیم فضا و زمان، مفاهیم تجربی نیستند که از تجربیات دنیای خارج به دست آمدهباشند، بلکه اجزایی از یک چارچوب سیستماتیک هستند که در اختیار انسان قرار دارند و برای ساختار بخشیدن به همه تجربیات استفاده میشوند. در سدههای ۱۹ام و ۲۰ام ریاضیدانان شروع به بررسی هندسههای نااقلیدسی نمودند که در آنها فضا به جای تخت بودن دارای انحناست. بنا بر نظریه نسبیت عام اینشتین، فضای اطراف میدانهای گرانشی از فضای اقلیدسی پیروی نمیکند آزمونهای نسبیت عام تأیید کردهاند که هندسههای نااقلیدسی مدل بهتری برای شکل فضا ارائه میکنند. فلسفه فضا گالیلئو گالیله نظریههای گالیلهای و کارتزین دربارهٔ فضا، ماده و حرکت از بنیانهای انقلاب علمی هستند که با انتشار مبادی ریاضیات نیوتن در سال ۱۶۸۷به اوج رسید. نیوتن به کمک نظریههایش دربارهٔ فضا و زمان توانست حرکت اجسام را توضیح دهد. اگرچه نظریه وی به عنوان تاثیرگذارترین در فیزیک شناخته میشود، در واقع برآمده از ایدههای پیشینیان او در همان مورد بود. گالیله به عنوان یکی از پیشگامان دانش نوین، ایدههای ارسطو و بطلمیوس درباره مرکزیت زمین در جهان بازبینی کرد. او با نظریه کوپرنیک موافق بود که خورشید مرکزی بود و در آن زمین و سایر سیارات به دور یک خورشید ثابت میگردند. اگر زمین حرکت میکند، باور ارسطویی مبنی بر اینکه گرایش طبیعی به سکون دارد، زیر سؤال میرود. گالیله میخواست به جای آن ثابت کند که خورشید دور محور خود میگردد؛ که حرکت هم دقیقاً به اندازه سکون، حالتی طبیعی برای یک جسم است. به عبارت دیگر برای گالیله، اجرام آسمانی از جمله زمین تمایل طبیعی به حرکت در مسیرهای دایرهای داشتند. رنه دکارت دکارت میخواست جهانبینی ارسطویی را با نظریه ای درباره فضا و حرکت که توسط قوانین طبیعی تعیین میشوند، جایگزین کند. به عبارت دیگر او در جستجوی یک بنیان متافیزیکی یا توضیحی مکانیکی برای نظریههایش در مورد ماده و حرکت بود. فضای دکارتی ساختاری اقلیدسی دارد (نامتناهی، همگن و تخت)و به عنوان آنچه ماده را در برمیگیرد، تعریف میشود. مفهوم دکارتی فضا، ارتباط تنگاتنگی با نظریههای او درباره ماهیت بدن، ذهن و ماده دارد. او بسیار به خاطر گفته معروفش؛ cogito ergo sum (من فکر میکنم پس هستم) و ایده اینکه تنها حقیقتی که میتوانیم به آن اطمینان داشته باشیم این است که شک میکنیم و در نتیجه فکر میکنیم، پس وجود داریم. نظریههای وی در مکتب خردگرایی جای میگیرند که دانش ما از جهان را به توانایی ما در تفکر نسبت میدهد؛ در مقابل تجربهگرایی که آن را به تجربیات نسبت میدهد او تمایز مشخصی بین ذهن و جسم قائل بود که به دوگانهانگاری دکارتی معروف است. گافرید لایبنیتز و ایزاک نیوتن در قرن هفدهم فلسفه فضا و زمان به عنوان یک مسئله اساسی در اپیستمولوژی و متافیزیک ظهور کرد که در قلب آن گاتفرید لایبنیتز، فیلسوف و ریاضیدان آلمانی و ایزاک نیوتن، فیزیکدان و ریاضیدان انگلیسی قرار داشتند که دو نظریه مخالف در زمینه چیستی فضا ارائه دادند. لایبنیتز به جای آنکه فضا را موجودیت مستقلی بداند که در فرا و ورای ماده وجود دارد، بر این باور بود که فضا چیزی جز روابط فضایی میان اجسام در جهان نیست: «فضا یعنی چیزی که از در نظر گرفتن مکانها با هم نتیجه میشود» نواحی اشغال نشده، نواحی هستند که میتوانست جسمی در آنها قرار بگیرد و در نتیجه روابط فضایی با سایر مکانها داشته باشد؛ بنابراین برای لایبنیتز فضا یک انتزاع ایدئال از رابطه بین موجودیتها یا مکانهای آنها بود و در نتیجه نمیتوانست پیوسته باشد و میبایست گسسته باشد. فضا را میتوان شبیه به روابط بین اعضای خانواده تصور نمود. اگرچه افراد در خانواده با یکدیگر رابطه دارند، رابطهها مستقل از افراد وجود ندارند. لایبنیتز چنین استدلال کرد که فضا نمیتواند مستقل از اجسام در جهان وجود داشته باشد زیرا در این صورت دو جهان که دقیقاً یکسان باشند و تنها از نظر موقعیت دنیای مادی یکسان نباشند، از هم متفاوت خواهند بود. اما از آنجا که هیچ راه تجربی برای جدا کردن این دوجهان از یکدیگر وجود ندارد، بنا بر اصل هویت بازنشناختنیها هیچ تفاوت واقعی میان این دو جهان وجود ندارد. بر طبق اصل دلیل کافی هر نظریهای از فضا که از آن نتیجه شود که میتوان دو جهان متفاوت با چنین شرایطی داشت، نادرست است. نیوتن باور داشت که فضا چیزی بیشتر از روابط میان اجسام مادی است و دیدگاهش را بر پایه مشاهده و آزمایش بنا نمود. یک نسبیتگرا نمیتواند تفاوتی بین حرکت لخت که در آن جسم با سرعت ثابت حرکت میکند و حرکت غیر لخت که در آن سرعت با زمان تغییر میکند، قائل شود زیرا همه اندازهگیریهای فضایی نسبت به اجسام دیگر و حرکتهای آنهاست. اما نیوتن استدلال نمود که چون حرکت غیر لخت نیرو ایجاد میکند، میبایست مطلق باشد او از مثال آب در یک سطل چرخان برای توضیح استدلالش استفاده نمود. آب در یک سطل آویزان از یک طناب نخست سطح صافی دارد و پس از شروع به چرخیدن سطل، سطح آب مقعر میشود. اگر سطل را از چرخش بازداریم سطح آب مقعر میماند زیرا به چرخش ادامه میدهد. در نتیجه مشخص است که سطح مقعر ناشی از حرکت نسبی میان سطل و آب نیست. بلکه طبق نظر نیوتن میبایست ناشی از حرکت غیر لخت نسبت به خود فضا بودهباشد. برای چندین قرن از استدلال سطل آب برای اینکه نشان داده شود که فضا مستقل از ماده وجود دارد، استفاده میشد. امانوئل کانت در قرن هجدهم، فیلسوف آلمانی، امانوئل کانت نظریهای در مورد دانش ارائه داد که در آن دانش در مورد فضا میتواند هم پیشینی و هم ترکیبی باشد. بر طبق نظر کانت، دانش در مورد فضا ترکیبی است، زیرا گزارههایی که در مورد فضا بیان میشوند را نمیتوان صرفاً بر مبنای معانی کلمات در گزاره، درست دانست. در اثر خود کانت این دیدگاه که فضا یا باید ماده باشد یا رابطه را رد کرد. در عوض او به این نتیجه رسید که فضا و زمان توسط انسان کشف نشدهاند که ویژگیهای عینی دنیا باشند بلکه به عنوان بخشی از یک چارچوب که تجربه را سازماندهی میکند، توسط ما تحمیل میشوند. هندسه نااقلیدسی کتاب عناصر اقلیدس شامل پنج اصل است که زیربنای هندسه اقلیدسی را تشکیل میدهند. یکی از این اصول به نام اصل توازی موضوع بحث و اختلاف ریاضیدانان در سدههای متمادی بودهاست. این اصل چنین میگوید که در هر صفحهای که در آن یک خط راست L و یک نقطه P در خارج خط قرارگرفته باشد، تنها یک خط وجود دارد که از P میگذرد و با L موازی است. تا قرن نوزدهم عده کمی در درستی این اصل تردید داشتند و بحثها بیشتر حول این بود که آیا این یک اصل است یا اینکه یک نظریه است که میتوان آن را از اصول دیگر نتیجه گرفت. اما در حدود سال ۱۸۳۰، یانوش بوبویی مجارستانی ونیکلای لباچفسکی روس، بهطور جداگانه رسالههایی دربارهٔ نوعی از هندسه منتشر نمودند که شامل اصل توازی نبود و هندسه هذلولوی نام داشت. در این نوع از هندسه، بینهایت خط مختلف موازی میتوانست از P بگذرد. در نتیجه مجموع زاویهها در مثلث کمتر از ۱۸۰ درجه خواهد بود و و نسبت محیط دایره به قطر آن از عدد پی بزرگتر است. در دهه ۱۸۵۰، برنهارد ریمان نظریه معادلی برای هندسه بیضوی ارائه داد که در آن هیچ خط موازی از P نمیگذرد. در این نوع هندسه مجموع زوایای مثلث بیش از ۱۸۰ درجه و نسبت محیط دایره به قطر آن از عدد پی کوچکتر است. کارل فریدریش گاوس و آنری پوانکاره اگرچه یک اجماع کانتی در آن زمان حاکم بود، وقتی هندسههای نااقلیدسی به رسمیت رسیدند برخی شروع به تأمل در مورد خمیدگی فضا نمودند. کارل فریدریش گاوس، یک ریاضیدان آلمانی نخستین کسی بود که به فکر یک بررسی تجربی در مورد ساختار هندسی فضا افتاد. او در این اندیشه بود که آزمونی برای بررسی مجموع زوایای یک مثلث ستارهای ترتیب دهد و گزارشهایی وجود دارد که او این کار را در مقیاسی کوچکتر با مثلثسازی قلههای کوهها در آلمان انجام داد. آنری پوانکاره، یک ریاضیدان و فیزیکدان فرانسوی اواخر قرن نوزدهم، دیدگاه مهمی را معرفی نمود که طی آن سعی داشت بیثمر بودن هر گونه تلاش برای تعیین هندسه فضا از طریق آزمایش زا نمایش دهد. برای او اینکه چه هندسهای برای توصیف فضا به کار رود، یک مسئله قراردادی بود. آلبرت اینشتین در سال ۱۹۰۵ آلبرت اینشتین نظریه نسبیت خاص را منتشر نمود که به این مفهوم منتهی میشد که فضا و زمان را میتوان به عنوان یک ساختار واحد به نام فضازمان در نظر گرفت. در این نظریه سرعت نور در خلاء برای تمام ناظرها یکسان است. از این موضوع میتوان نتیجه گرفت که اگر دو رویداد که از دید یک ناظر خاص همزمان هستند ممکن است برای ناظر دیگر همزمان نباشند. اگر ناظرها نسبت به هم در حرکت باشند ممکن است رویدادها از دید ناظر دیگر همزمان نباشند. علاوه بر این برای یک ناظر، ساعتی که نسبت به ناظر در حرکت است، کندتر از ساعتی که نسبت به او ساکن است، کار میکند؛ و اجسام در جهتی که نسبت به او حرکت میکنند، کوتاهتر میشوند. در پی آن اینشتین روی نظریه نسبیت عام کار کرد که نظریهای در مورد نحوه برهمکنش گرانش با فضازمان است. به جای در نظر گرفتن گرانش به عنوان یک میدان نیرو که در فضازمان عمل میکند، اینشتین پیشنهاد داد که گرانش ساختار هندسی فضازمان را تغییر میدهد بر طبق نظریه عام او زمان در مکانهایی با پتانسیل گرانشی کمتر، آهستهتر میگذرد و پرتوهای نور در نزدیکی یک میدان گرانشی خمیده میشوند. دانشمندان با بررسی رفتار تپاخترهای دوتایی به تأیید پیشبینیهای اینشتین رسیدند و معمولاً برای توصیف فضازمان از هندسه نااقلیدسی استفاده میشود. در فیزیک تعریف فضا در فیزیک مورد اختلاف است. مفاهیم گوناگونی که برای تعریف فضا استفاده شدهاند عبارتاند از: ساختاری که توسط یک مجموعه از «روابط فضایی» بین چیزها تعریف شدهاست. خمینهای (منیفلدی) که توسط یک دستگاه مختصاتی تعریف شده باشد که در آن بتوان مکان چیزها را تعیین کرد. نهادی که اشیاء موجود در جهان را از تماس و برخورد با یکدیگر بازمیدارد. وضعیتی در حوزهٔ معنایی وجود که «زمینه» ی اَشکال بروز یافته را فراهم میکند و بدین ترتیب حرکت و پویایی فیزیکی را ممکن میسازد. در فیزیک کلاسیک، فضا، یک فضای اقلیدسی سهبعدی است که در آن هر موقعیتی را میتوان با استفاده از سه مختصات توصیف کرد. فیزیک نسبیت از فضا-زمان به جای فضا استفاده میکند، فضا-زمان به صورت یک خمینه چهاربعدی مدل میشود. از جمله پرسشهای فلسفی دربارهٔ فضا عبارتاند از: آیا فضا مطلق است یا کاملاً نسبیتی است؟ آیا فضا هندسهٔ درست واحدی دارد یا اینکه هندسهٔ فضا فقط قرارداد است؟ از جمله شخصیتهای برجسته تاریخیای که در این مباحث موضع مشخصی داشتهاند، میتوان از آیزاک نیوتن (فضا مطلق است)، گوتفرید لایبنیتس (فضا نسبی است)، و هانری پوانکاره (هندسهٔ فضایی قراردادی است) نام برد. تجربهٔهای ذهنی مرتبط با این پرسشها، بحث سطل نیوتن و جهان کروی پوانکاره هستند. نگاه کنید به: مختصات کروی، مختصات دکارتی، فلسفه فیزیک در معماری با اینکه بسیاری از معماران، فضا را ذات و ماهیت معماری میدانند و با وجود مطالب زیادی که در باب اهمیت فضا در معماری عنوان شده و میشود، در فرهنگها و دانشنامهها تعریفی از مفهوم فضا در معماری به چشم نمیخورد. فقدان واژه فضا در کتابهای مرجع معماری نیز کاملاً قابل توجه و تعجبانگیز است. دلیل این امر شاید این باشد که تلقی و کاربرد معماران از واژه فضا چنان واضح است که نیازی به توضیح واژهای کاملاً مشخص، احساس نمیکنند. اما این برهان ساده، آنجا که درمییابیم این واژه در متن تاریخ طولانی معماری نسبتاً جدید میباشد و در دهههای اخیر مفهومی بحثانگیز بودهاست، اعتبار خود را از دست میدهد. با توجه به کمبود منابع جامع دربارهٔ فضای معماری و جدید بودن این مبحث، برای تبیین مفهوم فضا در تئوری معماری، بایستی به دیدگاههای معماران و نظریهپردازان در مورد مفهوم فضای معماری استناد نماییم. در میان نظریهپردازان معماری مدرن، برونو زوی و زیگفرید گیدئون از جمله افرادی هستند که به شکل نسبتاً جامعی مفهوم فضای معماری را مورد کنکاش قرار داده و سعی نمودهاند اهمیت آن را در معماری بازنمایانند. برونو زوی معماری را هنر فضا و فضا را ذات معماری معرفی میکند، ولی او طبیعت فضای مورد بحث را مشخص نمینماید. برداشت او از فضا صورت واقعگرایانه دارد. به اعتقاد او، نماها و دیوارهای یک خانه، کلیسا یا کاخ مهم نیست که چقدر زیبا باشند، آنها تنها ظرفند و به جعبه شکل میدهند، نهاد و مظروف فضای داخلی است. ذات معماری برای زوی، سازماندهی معنادار فضا از طریق فرایند محدودسازی است؛ بنابراین از این دیدگاه، فضا مادهای با گسترش یکسان است که میتوان از طریق تعیین محدودهها در آن، به شیوههای مختلف به آن شکل داد. برونو زوی با تعمیم مفهوم فضای معماری، فضای جدیدی با عنوان فضای شهری را نیز تعریف مینماید. او بر این عقیدهاست که تجربه فضایی معماری در شهر تداوم مییابد. در خیابانها، میدانها، کوچهها، پارکها، استادیومهای ورزشی، حیاط خانهها و در هر جایی که ساخته دست انسان خلاءها را محدود کرده و فضاهای بستهای به وجود آوردهاست. اگر در داخل بنایی فضا محدود به شش سطح باشد (کف، سقف و چهار دیوار)، بدین مفهوم نیست که خلاء بسته شده در پنج سطح (مانند یک حیاط یا یک میدان) به جای شش سطح، فضا بهشمار نمیآید. اما آیا میتوان حرکت در فضای بزرگراه خط مستقیم و یکنواختی را که کیلومترها در دشتی غیرمسکونی پیش رفتهاست، به عنوان یک تجربه فضایی مطرح ساخت؟ مسلم است آنچه در جهت دید بهوسیله یک سطح چه از طریق دیوارسازی یا از طریق کاشتن درخت یا بهوسیله عناصری که فضاهای معماری را متمایز میکنند، محدود شده باشد، فضای شهری محسوب میشود. زوی با استناد به توضیحات فوق، چنین نتیجهگیری میکند که هر بنا همزمان دو فضا را به وجود میآورد: فضای داخلی که بهوسیله اثر معماری معین شدهاست و فضای خارجی یا شهری که بهوسیله آن اثر معماری و آثار نزدیک به آن ایجاد شدهاست. مفهومی که برونو زوی از فضای معماری مطرح مینماید، هنوز پذیرش عام دارد و مورد استناد بسیاری از نظریهپردازان میباشد. برای نمونه به گفته وان درلان، فضای معماری با برافراشتن دو دیوار پا به عرصه وجود مینهد، دو دیوار فضایی جدید میان خود پدیدمیآورند که از فضای طبیعی پیرامون آنها مجزا میشود. در واژهنامه تخصصی معماری واژه فضا در حوزه معماری و هنرهای دیداری این گونه تعریف شدهاست: ۱. (۲) اجزاء و مثل اتاقها و تالار و حیاط، جای تهی، حجم پر نشده و توخالی، کیفیت و بیان معماری. فضای سه بعدی فضای سه بعدی شامل عمق، طول و عرض است. فضای چهار بعدی، علاوه بر ابعاد سهگانه بعد زمان را میرساند که به آن، فضای لایتناهی میگویند. تصویری است که توهم فضا در آن معادل بی بیکرانگی در محیط است. فضای کنترل شدهٔ ساختمان بخشهایی از فضای داخلی ساختمان که مورد کاربرد انسانها قرار میگیرد و در طول اوقات سرد سال، گرم شده و طی اوقات گرم سال، خنک میشود. شرایط دمای این فضاها در ساختمان باید در محدودهٔ آسایش باشد. فضای کنترل نشدهٔ ساختمان بخشهایی از فضای درونی ساختمان که در اوقات گرم یا سرد سال ضروری نیست خنک یا سرد شوند. م. انبارها، پارکینگهایی که از سه طرف با دیوار محصورند، دالانها و مانند آنها. فضای معماری فضای معماری، فضایی که توسط سطوح، به شکلهای گوناگون محدود گشته و به عملکردهای تعیین شده پاسخ میگوید که موضوع و جوهر اصلی معماری است. معماری عبارت است از علم و هنر شکل بخش فضای زیست انسان، به عبارت دیگر معماری به وجود آورندهٔ فضایی است که انسان را از عوامل طبیعی مصون داشته و فعالیت زندگی فردی و اجتماعی او را دربرگرفته و به نیازهای مادی و معنوی انسان پاسخگو خواهد بود. پس میتوان گفت، فضایی که توسط سطوح عمودی و افقی به وجود میآید، موضوع و جوهر اصلی معماریست به عبارت دیگر موضوع اصلی و در حقیقت جوهر معماری، فضا است. یک ساختمان، فقط مجموعهای از طول، عرض و عمق نیست بلکه مجموعهای است از اندازههای مختلف فضاهای خالی که انسان میتواند در آن حرکت و زندگی کند. در ستارهشناسی فضا قسمتهای نسبتاً تهی کیهان است که بیرون از جوّ سیارات قرار دارد. فضا را گاهی برای تمایز از فضای جوّ و مکانهای زمینی، «فضای میان ستارهای» مینامند. از آنجا که جوّ زمین ناگهان تمام نمیشود، بلکه کمکم با افزایش ارتفاع رقیق میشود، مرز مشخصی میان فضا و جوّ وجود ندارد. در ایالات متحده آمریکا، به افرادی که بالاتر از بلندای ۵۰ مایلی (۸۰ کیلومتری) سفر کنند، فضانورد گفته میشود. ارتفاع ۴۰۰٬۰۰۰ پایی (۱۲۰ کیلومتری) مرزی است که آثار جوّی در ورود دوباره مشهود میشوند. غالباً از ارتفاع ۱۰۰ کیلومتری به عنوان مرز میان جوّ و فضا یاد میشود. نگاه کنید به: فیزیک نجومی، هوافضا، فناوری فضایی، مهاجرت به فضا، شاتل فضایی، فضا-زمان در ریاضیات در ریاضیات، فضا مجموعهای است که معمولاً ساختار اضافیای هم دارد. برای نمونه، نگاه کنید به فضای اقلیدسی، فضای برداری، فضای برداری هنجارین، فضای باناخ، فضای ضرب داخلی، فضای هیلبرت، فضای توپولوژیک، فضای یکنواخت، فضای متریک. در روانشناسی اصطلاح فضای درون گاهی برای توصیف محتویات ذهن انسان به کار برده شدهاست. فضای تاریخی ممکن است شیئی متعلق به گذشتههای دور باشد. چقدر دور؟ این سؤال یک معنای عام و یک معنای خاص دارد. برای خیلی از افراد ده هزار سال قبل با بیست هزار سال قبل تفاوتی نمیکند. حتی برای بعضیها صدسال قبل با پنجاه سال قبل هم فرق نمیکند. درحالیکه برای باستانشناس، مورخ، دانشمند یا هرکس که علاقهمند به دورههای تاریخی باشد، بسیار متفاوت است. چگونه میشود این دورهها را احساس کرد و از هم تمیز داد؟ آشنا شدن با آثار به جا مانده از دورهها در همهٔ زمینههای معماری، ادبیات، هنر، لباس و ... میتواند این احساس را ایجاد یا تقویت کند. گاهی برای ما دورهٔ خاصی از تاریخ اهمیت ندارد اما یک احساس عمومی و کلی از گذشته ما را در یک فضای تاریخی قرار میدهد. برای اینکار باید اشیاء و آثار اصلی را دید. به یاد داشته باشیم که اشیای گذشته متعلق به زمانی هستند که در یک مجموعهٔ زنده و پویا مورد استفاده قرار میگرفتند. حتی کلمات و ادبیات و محاورات در زمان خودش بیشترین زندگی و حیات را داشتهاست، اما به تدریج جان باخته و جسمی از آن به یادگار ماندهاست، لذا به هر میزان که بتوانیم خود را در شرایط و زندگی همزمان این آثار قرار دهیم. گویی که تقریباً حیات فرهنگی و تمدنی آن روزگار را احساس کردهایم و خود را اگرچه با فاصلهٔ زیاد یکی از افراد آن روزگار میپنداریم در این صورت به فضای تاریخ وارد شدهایم. میتوان گفت هرچه ما نسبت زمانی خود را با اثر گذشته کم کرده و به آن زمان نزدیک شویم، وارد فضای تاریخ و هرقدر خود را از شیء یا اثر گذشته دور بدانیم با دیدن یا قرار گرفتن در یک یا مجموعهای از آنها به فضای تاریخی نزدیک شدهایم. گاهی اوقات آثار گذشتگان به دلایل عام یا خاص با ما ارتباط بیشتری پیدا میکنند؛ مثلاً بعضی از این آثار امروز هم مورد استفاده قرار میگیرند. اگرچه با تغییر در کاربری آن مثل فرش و... این باعث پیوند ما به گذشته و احساس مشترک با آنها میشود. هرچه این تعلق به آثار بیشتر باشد، این پیوند قویتر است. پیوند به بیرون سازمان فضایی ایران منابع Reichenbach, Hans. The Philosophy of Space & Time, Translated by Maria Reichenbach and John Freuned, Dover Publications, Inc. , New York, 1957. Standard Book Number: ۴۸۶-۶۰۴۴۳-۸ صدر، سید ابوالقاسم. (۱۳۸۰). دائرةالمعارف معماری و شهرسازی (مصور). ویرایش محسن نیکبخت، تهران: انتشارات آزاده. تعاریف فیزیک توپولوژی طبیعت فضازمان هیچ