Tensiunea în mesajul faunei sălbatice. Electricitate cu organismele vii. Istoria descoperirii unui fenomen electric

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat pe http://www.allbest.ru/

1. Electricitate

2. Istorie

4. Electricitate în natură

1. Electricitate

Electricitatea este un ansamblu de fenomene cauzate de existența, interacțiunea și mișcarea sarcinilor electrice. Termenul a fost introdus de naturalistul englez William Gilbert în lucrarea sa „On a magnet, magnetic bodies and a large magnet - the Earth” (1600), care explică funcționarea unui compas magnetic și descrie câteva experimente cu corpuri electrificate. A descoperit că și alte substanțe au proprietatea de a electriza.

2. Istorie

Una dintre primele energie electrică a atras atenția filozofului grec Thales în secolul al VII-lea î.Hr. î.Hr., care a descoperit că chihlimbarul frecat de lână (greaca veche? lekfspn: electron) capătă proprietățile de a atrage obiecte ușoare. Multă vreme însă, cunoștințele despre electricitate nu au depășit acest concept. În 1600, a apărut termenul de electricitate în sine („chihlimbar”), iar în 1663, burgmasterul Magdeburg Otto von Guericke a creat o mașină electrostatică sub forma unei bile de sulf montată pe o tijă de metal, care a permis observarea nu numai a efectului de atracție, dar şi efectul de repulsie. În 1729, englezul Stephen Gray a experimentat cu transmiterea energiei electrice la distanță, descoperind că nu toate materialele transmit electricitate în mod egal. In 1733, francezul Charles Dufay a stabilit existenta a doua tipuri de electricitate, sticla si rasina, care erau detectate prin frecarea sticlei cu matase si rasina cu lana. În 1745, olandezul Peter van Muschenbroek creează primul condensator electric - Leiden Bank.

Prima teorie a electricității este creată de americanul B. Franklin, care consideră electricitatea ca un „lichid imaterial”, un fluid („Experiments and Observations on Electricity”, 1747). El introduce și conceptul de sarcină pozitivă și negativă, inventează un paratrăsnet și cu ajutorul lui demonstrează natura electrică a fulgerului. Studiul electricității trece în categoria științei exacte după descoperirea Legii lui Coulomb în 1785.

Mai departe, în 1791, italianul Galvani publică „Un tratat despre forțele electricității în mișcarea musculară”, în care descrie prezența curentului electric în mușchii animalelor. O altă Voltă italiană din 1800 inventează prima sursă de curent continuu - o celulă galvanică, care este o coloană de cercuri de zinc și argint separate de hârtie înmuiată în apă sărată. În 1802, Vasily Petrov a descoperit arcul voltaic.

Michael Faraday - fondatorul doctrinei câmpului electromagnetic

În 1820, fizicianul danez Oersted a descoperit experimental interacțiunea electromagnetică. Închizând și deschizând circuitul cu curentul, a văzut oscilațiile acului busolei situat în apropierea conductorului. Fizicianul francez Ampere în 1821 a stabilit că legătura dintre electricitate și magnetism se observă doar în cazul curentului electric și este absentă în cazul electricității statice. Lucrările lui Joule, Lenz, Ohm extind înțelegerea electricității. Gauss formulează teorema principală a teoriei câmpului electrostatic (1830).

Pe baza cercetărilor lui Oersted și Ampere, Faraday a descoperit fenomenul inducției electromagnetice în 1831 și a creat pe baza acestuia primul generator de electricitate din lume, inserând un miez magnetizat în bobină și înregistrând apariția curentului în spirele bobinei. Faraday descoperă inducția electromagnetică (1831) și legile electrolizei (1834), introduce conceptul de câmpuri electrice și magnetice. Analiza fenomenului de electroliză l-a condus pe Faraday la ideea că purtătorii forțelor electrice nu sunt lichide electrice, ci atomii - particule de materie. „Atomii materiei sunt cumva înzestrați cu forțe electrice”, spune el. Studiile Faraday despre electroliză au jucat un rol fundamental în formarea teoriei electronice. Faraday a creat și primul motor electric din lume - un fir cu un curent care se rotește în jurul unui magnet. Punctul culminant al cercetărilor în domeniul electromagnetismului a fost dezvoltarea teoriei fenomenelor electromagnetice de către fizicianul englez DK Maxwell. El a derivat ecuații care leagă între ele caracteristicile electrice și magnetice ale unui câmp în 1873.

În 1880, Pierre Curie descoperă piezoelectricitatea. În același an, D. A. Lachinov a arătat condițiile pentru transportul energiei electrice pe distanțe lungi. Hertz înregistrează experimental undele electromagnetice (1888).

În 1897, Joseph Thomson descoperă purtătorul material al electricității - electronul, al cărui loc în structura atomului a fost ulterior indicat de Ernest Rutherford.

În secolul XX, a fost creată teoria electrodinamicii cuantice. În 1967, s-a făcut un alt pas spre studiul energiei electrice. S. Weinberg, A. Salam și S. Glashow au creat o teorie unificată a interacțiunilor electroslabe.

O sarcină electrică este o proprietate a corpurilor (caracterizată cantitativ printr-o mărime fizică cu același nume), care se manifestă, în primul rând, prin capacitatea de a crea un câmp electric în jurul tău și prin el de a influența alte încărcări (adică, având o sarcină electrică) corpuri. Sarcinile electrice sunt împărțite în pozitive și negative (alegerea ce sarcină să numiți pozitivă și care negativă este considerată în știință ca fiind pur condiționată, cu toate acestea, această alegere a fost deja făcută istoric și acum - deși condiționat - i se atribuie un semn complet definit la fiecare acuzație)... Corpurile încărcate cu o sarcină de același semn se resping, iar cele încărcate opus se atrag. Când corpurile încărcate se mișcă (atât corpuri macroscopice, cât și particule microscopice încărcate care transportă curent electric în conductori), apare un câmp magnetic și astfel au loc pentru fenomene care fac posibilă stabilirea relației dintre electricitate și magnetism (electromagnetism) (Oersted, Faraday). , Maxwell). În structura materiei, sarcina electrică ca proprietate a corpurilor se întoarce la particulele elementare încărcate, de exemplu, un electron are o sarcină negativă, iar un proton și un pozitron sunt pozitive.

Cea mai generală știință fundamentală, care are subiectul sarcinilor electrice, a interacțiunii lor și a câmpurilor generate de acestea și care acționează asupra lor (adică acoperă aproape complet subiectul electricității, cu excepția unor detalii precum proprietățile electrice specifice substanțe, cum ar fi conductivitatea electrică (etc.) - Aceasta este electrodinamica. Proprietățile cuantice ale câmpurilor electromagnetice, particulele încărcate (etc.) sunt studiate de cea mai profundă electrodinamică cuantică, deși unele dintre ele pot fi explicate prin teorii cuantice mai simple.

4. Electricitate în natură

O manifestare izbitoare a electricității în natură este fulgerul, a cărui natură electrică a fost stabilită în secolul al XVIII-lea. Fulgerele au provocat mult timp incendii de pădure. Potrivit unei versiuni, fulgerul a fost cel care a dus la sinteza inițială a aminoacizilor și apariția vieții pe pământ (experimentul Miller-Urey și teoria Oparin-Haldane).

Pentru procesele din sistemul nervos al oamenilor și animalelor, dependența debitului membranei celulare pentru ionii de sodiu de potențialul mediului intracelular este de o importanță decisivă. După creșterea tensiunii pe membrana celulară, canalul de sodiu se deschide pentru un timp de ordinul a 0,1 - 1,0 ms, ceea ce duce la o creștere bruscă a tensiunii, apoi diferența de potențial peste membrană revine la valoarea inițială. Procesul descris se numește pe scurt impuls nervos. În sistemul nervos al animalelor și al omului, informațiile de la o celulă la alta sunt transmise prin impulsuri nervoase de excitație cu o durată de aproximativ 1 ms. Fibra nervoasă este un cilindru umplut cu electrolit. Semnalul de excitație este transmis fără o scădere a amplitudinii datorită efectului unei creșteri pe termen scurt a permeabilității membranei la ionii de sodiu.

Mulți pești folosesc electricitatea pentru a proteja și a căuta prada sub apă. Descărcările de tensiune ale anghilei electrice din America de Sud pot fi de până la 500 de volți. Puterea descărcărilor rampei electrice poate ajunge la 0,5 kW. Rechinii, lamprele și unii somni folosesc electricitatea pentru a căuta prada. Organul electric al peștelui funcționează la o frecvență de câteva sute de herți și generează o tensiune de câțiva volți. Câmpul electric este captat de electroreceptori. Obiectele din apă distorsionează câmpul electric. Prin aceste distorsiuni, peștii navighează cu ușurință în apele tulburi.

5. Imaginea electricității în cultură

În mitologie, există zei capabili să arunce descărcări de fulgere: printre greci, Zeus, Jupiter, Volgenche din panteonul Mari, Agni este zeul hindușilor, una dintre formele cărora este fulgerul, Perun este zeul tunetului în Vechiul panteon rusesc, Thor este zeul tunetului și al furtunilor în mitologia germano-scandinavă.

Ea a fost una dintre primele care a încercat să înțeleagă imaginea electricității a lui Mary Shelley în drama „Frankenstein, sau Modern Prometheus”, unde apare ca o forță cu care poți reînvia cadavre. În desenul animat Disney Black Cloak, există anti-eroul Megavolt care stăpânește asupra electricității, iar în animația și jocurile japoneze, există Pokemon electrici (dintre care cel mai faimos este Pikachu).

6. Producție și utilizare practică

Faraday electricitate natura taxă

Generare și transmisie

Experimentele timpurii din antichitate, cum ar fi experimentele lui Thales cu bețișoare de chihlimbar, au fost de fapt primele încercări de a studia problemele legate de producerea energiei electrice. Această metodă este acum cunoscută ca efect triboelectric și, deși poate atrage obiecte ușoare și poate genera scântei, este în esență extrem de ineficientă. O sursă funcțională de energie electrică a apărut abia în secolul al XVIII-lea, când a fost inventat primul dispozitiv de generare a acesteia, un stâlp de volți. Ea și versiunea sa modernă, bateria electrică, sunt surse chimice de curent electric: activitatea lor se bazează pe interacțiunea substanțelor din electrolit. Bateria oferă posibilitatea de a obține energie electrică atunci când este necesar, este o sursă de energie multifuncțională și răspândită, care este bine potrivită pentru utilizare în diverse condiții și situații, dar rezerva sa de energie este limitată, iar după epuizarea acesteia din urmă, bateria trebuie să fie înlocuit sau reîncărcat. Pentru a satisface nevoile mai semnificative pentru mai mult, energia electrică trebuie să fie generată și transmisă continuu prin liniile electrice.

De obicei, pentru generarea acestuia se folosesc generatoare electromecanice, alimentate fie prin arderea combustibililor fosili, fie folosind energia din reacții nucleare, fie prin forța curenților de aer sau de apă. Turbina modernă cu abur, inventată de Charles Parsons în 1884, generează în prezent aproximativ 80% din toată energia electrică din lume, folosind una sau alta sursă de încălzire. Aceste dispozitive nu mai seamănă cu generatorul de discuri unipolar al lui Faraday, creat de el în 1831, dar încă se bazează pe principiul inducției electromagnetice, pe care l-a descoperit - generarea unui curent electric într-o buclă închisă atunci când fluxul magnetic care trece prin el se modifică. . Spre sfârșitul secolului al XIX-lea a fost inventat transformatorul, care a făcut posibilă transmiterea mai eficientă a energiei electrice la tensiune mai mare și amperaj mai mic. La rândul său, eficiența transportului de energie a făcut posibilă generarea de energie electrică la centralele centralizate în beneficiul acestora din urmă și apoi redirecționarea acesteia pe distanțe destul de mari către consumatorii finali.

Generarea de energie electrică din energia eoliană cinetică câștigă popularitate în multe țări din întreaga lume.

Întrucât este dificil să stocați energie electrică în astfel de cantități care ar fi suficiente la scară națională, este necesar să se mențină un echilibru: generați exact atâta energie electrică cât este consumată de utilizatori. Pentru a face acest lucru, companiile energetice trebuie să prezică cu atenție sarcina și să coordoneze constant procesul de producție cu centralele lor electrice. Totodată, o anumită cantitate de capacități este păstrată în rezervă pentru a asigura rețelele electrice în cazul unor probleme sau pierderi de energie.

Pe măsură ce modernizarea continuă și economia unei țări se dezvoltă, cererea de energie electrică crește rapid. În special, pentru Statele Unite, această cifră a reprezentat o creștere de 12% pe an în prima treime a secolului al XX-lea, iar în prezent se observă un progres similar în economii atât de dezvoltate ca China și India. Din punct de vedere istoric, creșterea cererii de energie electrică a depășit indicatorii similari pentru alte tipuri de energie. De asemenea, trebuie remarcat faptul că preocupările legate de impactul asupra mediului al producerii de energie au condus la concentrarea pe generarea de energie electrică din surse regenerabile - în special eolian și apă.

Aplicație

Lampa electrica

Utilizarea energiei electrice oferă o modalitate destul de convenabilă de transfer de energie și, ca atare, a fost adaptată pentru o gamă substanțială și în creștere de aplicații practice. Una dintre primele utilizări comune ale electricității a fost iluminatul; condițiile pentru aceasta au fost create după inventarea lămpii cu incandescență în anii 1870. În timp ce electrificarea a venit cu propriile riscuri, înlocuirea flăcărilor deschise cu iluminatul electric a redus semnificativ numărul de incendii în casă și la locul de muncă.

În general, încă din secolul al XIX-lea, electricitatea a fost strâns inclusă în viața civilizației moderne. Electricitatea este folosită nu numai pentru iluminat, ci și pentru transmiterea informațiilor (telegraf, telefon, radio, televiziune), precum și pentru punerea în mișcare a mecanismelor (motor electric), care este utilizat activ în transport (tramvai, metrou, troleibuz, electricitate). tren) și în aparatele electrocasnice (fier de călcat, robot de bucătărie, mașină de spălat, mașină de spălat vase).

Pentru obținerea energiei electrice au fost create centrale electrice dotate cu generatoare electrice, iar pentru stocarea acesteia - acumulatori și baterii electrice.

Astăzi, electricitatea este folosită și pentru a produce materiale (electroliza), pentru a le procesa (sudare, găurire, tăiere), uciderea criminalilor (scaun electric) și pentru a face muzică (chitară electrică).

Legea Joule-Lenz privind efectul termic al curentului electric determină posibilitățile de încălzire electrică a spațiului. Deși această metodă este destul de versatilă și oferă un anumit grad de controlabilitate, poate fi privită ca consumatoare inutil de resurse - datorită faptului că generarea de energie electrică utilizată în ea necesita deja producerea de căldură la centrala electrică. În unele țări, precum Danemarca, chiar a fost adoptată o legislație care restricționează sau interzice complet utilizarea mijloacelor electrice de încălzire în casele noi. În același timp, electricitatea este o sursă practică de energie pentru răcire, iar aerul condiționat este unul dintre domeniile cu creștere rapidă a cererii de energie electrică.

Bibliografie

1. Borgman I.I. - „Electricitate”

2. Matveev A. N. - „Electricitate și magnetism”

3. Paul R. V. - „Doctrina electricității”

4. Tamm I. Ye. - „Fundamentele teoriei electricității”

5. Franklin V. - „Experimente și observații asupra energiei electrice”

Postat pe Allbest.ru

...

Documente similare

Electricitatea este un ansamblu de fenomene cauzate de existența, interacțiunea și mișcarea sarcinilor electrice. Descoperirea electricității: lucrări și teorii ale oamenilor de știință natural Franklin, Galvani, Volta, Ampere, Coulomb, Oersted, Faraday, Gilbert.

prezentare adaugata 29.01.2014


Natura fulgerului și metodele de măsurare a acestuia. Apariția electricității statice în timpul acumulării sarcinilor staționare. Fulgerul cu bile este ca o descărcare de gaz sferică care are loc atunci când lovește un fulger obișnuit. Manifestarea fenomenelor electrice în natura vie.

rezumat, adăugat 20.10.2009


Studiul fenomenelor bioelectrice, descoperirea electrogenezei. Dezvoltarea ideilor despre natura „electricității animale”. Mecanisme ale fenomenelor bioelectrice. Teoria ionilor de membrană a lui Bernstein. Idei moderne despre natura fenomenelor bioelectrice.

rezumat, adăugat 20.04.2012


Istoria descoperirii și cercetării energiei electrice. Apariția și manifestarea unei sarcini electrice în natură. Taxe de mutare. Tensiune și curent electric. Aplicarea energiei electrice generate de frecare sau electricitate statică.

rezumat adăugat la 05/08/2008


Activitatea științifică a lui M. Faraday - fondatorul doctrinei câmpului electromagnetic. Detectarea acțiunii chimice a curentului electric, relația dintre electricitate și magnetism, magnetism și lumină. Descoperirea fenomenului de inducție electromagnetică.

prezentare adaugata la 04/06/2010


Etapele dezvoltării științei electricității. Teorii ale fenomenelor electrice. Fizica și organismele vii, legătura lor. Electricitate în diferite clase de organisme vii. Studiul fluxului de electricitate la amfibieni, experimentele lui Galvani, Alexander Volta.

rezumat, adăugat 20.12.2010


Interacțiuni fundamentale în natură, caracteristicile lor comparative: gravitaționale, electromagnetice. Electrostatica ca ramură a teoriei electricității, care studiază interacțiunile și proprietățile sistemelor de sarcină. Formularea legii lui Coulomb.

prezentare adaugata la 22.08.2015


Esența și fundamentarea fizică a fenomenului electricității electrostatice, etapele cercetării sale. Rolul lui Benjamin Franklin și Coulomb în dezvoltarea acestui domeniu de cunoaștere. Legea și formula Charles Augustin de Coulomb, modalități de dezvoltare și demonstrare.

prezentare adaugata la 29.11.2010


Câmp electric vortex. Forma integrală a ecuațiilor lui Maxwell. Teoria unificată a fenomenelor electrice și magnetice. Conceptul de curent de deplasare. Postulatul lui Maxwell, care exprimă legea creării câmpurilor electrice prin acțiunea sarcinilor în medii arbitrare.

prezentare adaugata 24.09.2013


Interacțiuni fundamentale în natură. Interacțiunea sarcinilor electrice. Proprietăți de încărcare electrică. Legea conservării sarcinii electrice. Formularea legii lui Coulomb. Forma vectorială și semnificația fizică a legii lui Coulomb. Principiul suprapunerii.

Slide 2

Istoria descoperirii unui fenomen electric

Pentru prima dată Thales din Milet a atras atenția asupra încărcării electrice la 600 de ani î.Hr. El a descoperit că chihlimbarul, frecat de lână, va dobândi proprietățile de a atrage obiecte ușoare: puf, bucăți de hârtie. Mai târziu s-a crezut că numai chihlimbarul posedă această proprietate. La mijlocul secolului al XVII-lea, Otto von Garicke a dezvoltat o mașină electrică de frecare. În plus, a descoperit proprietatea de repulsie electrică a obiectelor încărcate unipolar, iar în 1729 omul de știință englez Stephen Gray a descoperit separarea corpurilor în conductori de curent electric și izolatori. Curând, colegul său Robert Simmer, observând electrificarea ciorapilor săi de mătase, a ajuns la concluzia că fenomenele electrice se datorează împărțirii în sarcini pozitive și negative a corpurilor. Corpurile, atunci când se frecă unele de altele, provoacă electrificarea acestor corpuri, adică electrificarea este acumularea unei sarcini de același tip pe un corp, iar sarcinile de același semn sunt respinse, iar sarcinile de un semn diferit sunt atrase de reciproc și compensate atunci când sunt conectate, făcând corpul neutru (neîncărcat). În 1729, Charles Dufay a stabilit că există două tipuri de acuzații. Experimentele efectuate de Dufay au spus că una dintre încărcături a fost formată prin frecarea sticlei cu mătase, iar cealaltă prin frecarea rășinii cu lână. Conceptul de sarcini pozitive și negative a fost introdus de naturalistul german Georg Christoph. Primul cercetător cantitativ a fost legea interacțiunii sarcinilor, stabilită experimental în 1785 de Charles Coulomb cu ajutorul balanțelor de torsiune sensibile dezvoltate de el.

Slide 3

De ce oamenii electrizați au părul în sus?

Părul este electrizat cu aceeași încărcătură. După cum știți, încărcăturile cu același nume sunt respinse, astfel încât părul, ca frunzele unui sultan de hârtie, diverge în toate direcțiile. Dacă orice corp conducător, inclusiv un om, este izolat de pământ, atunci acesta poate fi încărcat la un potențial ridicat. Deci, cu ajutorul unei mașini electrostatice, corpul uman poate fi încărcat la un potențial de zeci de mii de volți.

Slide 4

Sarcina electrică plasată în acest caz asupra corpului uman are efect asupra sistemului nervos?

Corpul uman este un conductor de electricitate. Dacă este izolat de sol și încărcat, atunci încărcarea este situată exclusiv pe suprafața corpului, prin urmare încărcarea la un potențial relativ ridicat nu afectează sistemul nervos, deoarece fibrele nervoase sunt situate sub piele. Efectul unei sarcini electrice asupra sistemului nervos se simte în momentul descărcării, la care are loc o redistribuire a sarcinilor pe corp. Această redistribuire este un curent electric de scurtă durată care trece nu peste suprafață, ci în interiorul corpului.

Slide 5

De ce păsările stau impune pe firele de înaltă tensiune?

Corpul păsării care stă pe sârmă este o ramură a lanțului conectată paralel cu secțiunea conductorului dintre picioarele păsării. Când două secțiuni ale circuitului sunt conectate în paralel, mărimea curenților din ele este invers proporțională cu rezistența. Rezistența corpului păsării este enormă în comparație cu rezistența lungimii scurte a conductorului, prin urmare cantitatea de curent din corpul păsării este neglijabilă și inofensivă. De asemenea, trebuie adăugat că diferența de potențial în zona dintre picioarele păsării este mică.

Slide 6

Pește și electricitate.

Peștii folosesc descărcări: pentru a-și lumina calea; pentru a proteja, ataca și asoma victima; - transmiteți semnale unul altuia și detectați obstacolele în avans

Slide 7

Cei mai faimoși pești electrici sunt anghila electrică, raza electrică și somnul electric. Acești pești au organe speciale pentru stocarea energiei electrice. Micile tensiuni care apar în fibrele musculare obișnuite sunt rezumate aici datorită includerii secvențiale a multor elemente individuale, care sunt conectate prin nervi, ca niște conductori, în baterii lungi.

Slide 8

Raze.

„Acest pește amorțește animalele pe care vrea să le prindă, copleșindu-le cu forța loviturii care trăiește în corpul său”. Aristotel

Slide 9

Somn.

Organele electrice sunt situate aproape pe toată lungimea corpului peștelui, dând descărcări cu tensiuni de până la 360 V.

Slide 10

ȚIPAR ELECTRIC

Cele mai puternice organe electrice se găsesc în anghilele care trăiesc în râurile din America tropicală. Descărcările lor ajung la o tensiune de 650 V.

Slide 11

Tunetul este unul dintre cele mai formidabile fenomene.

Tunetele și fulgerele sunt unul dintre fenomenele formidabile, dar maiestuoase cu care omul a fost pregătit încă din antichitate. Elementul furios. A căzut asupra lui sub formă de fulgere uriaș orbitor, lovituri cu tunet formidabile, ploaie și grindină. De frica unei furtuni, oamenii au zeificat-o, considerând-o un instrument al zeilor.

Slide 12

Fulger

Cel mai adesea vedem fulgere, care amintesc de un râu întortocheat cu afluenți. Astfel de fulgere sunt numite liniare, lungimea lor la descărcarea dintre nori atinge mai mult de 20 km. Alte tipuri de fulgere sunt mult mai puțin frecvente. O descărcare electrică în atmosferă sub formă de fulger liniar este un curent electric. Mai mult, puterea curentului se modifică în 0,2 - 0,3 secunde. Aproximativ 65% din totalul fulgerelor. Care se observă la noi au o putere de curent de 10.000 A, dar rar ajung la 230.000 A. Canalul fulgerului, prin care trece curentul, se încălzește puternic și strălucește puternic. Temperatura canalului atinge zeci de mii de grade, presiunea crește, aerul se dilată și trece printr-o explozie de gaze fierbinți. Noi percepem asta ca un tunet. O lovitură de fulger asupra unui obiect de la sol poate provoca un incendiu.

Slide 13

Când fulgerul lovește, de exemplu, într-un copac. Se încălzește, umiditatea se evaporă din ea, iar presiunea aburului format și a gazelor încălzite duc la distrugere. Pentru a proteja clădirile de descărcări de trăsnet, se folosesc paratrăsnet, care sunt o tijă de metal care se ridică deasupra obiectului protejat.

Slide 14

Fulger.

La foioase, curentul curge în interiorul trunchiului de-a lungul miezului, unde este multă seva, care, sub acțiunea curentului, fierbe și vaporii sparg pomul.

Vizualizați toate diapozitivele

Îl folosim în fiecare zi. Face parte din viața noastră de zi cu zi și de foarte multe ori natura acestui fenomen ne este necunoscută. Este vorba de electricitate.

Puțini oameni știu că acest termen a apărut acum aproape 500 de ani. Fizicianul englez William Hilbert a studiat fenomenele electrice și a observat că multe obiecte, precum chihlimbarul, atrag particule mai mici după frecare. Prin urmare, în onoarea rășinii fosile, el a numit acest fenomen electricitate (din lat. Electricus - chihlimbar). Apropo, cu mult înainte de Gilbert, filozoful grec antic Thales a observat aceleași proprietăți ale chihlimbarului și le-a descris. Dar dreptul de a fi numit pionier i-a revenit în continuare lui William Gilbert, pentru că există o tradiție în știință - cine a început să studieze este autorul.

Oamenii care îmblânzeau electricitatea

Cu toate acestea, problema nu a depășit descrierile și cercetările primitive. Abia în secolele XVII-XVIII problema energiei electrice a primit o acoperire substanțială în literatura științifică. Printre cei care, după W. Hilbert, au studiat acest fenomen, se poate numi Benjamin Franklin, care este cunoscut nu numai pentru cariera sa politică, ci și pentru studiile sale despre electricitatea atmosferică.

Fizicianul francez Charles Coulomb este numit după unitatea de măsură a sarcinii electrice și legea interacțiunii sarcinilor electrice. Luigi Galvani, Alessandro Volt, Michael Faraday și André Ampere au contribuit în egală măsură. Toate aceste nume sunt cunoscute încă de la școală. În domeniul energiei electrice și-a efectuat cercetările și compatriotul nostru Vasily Petrov, care a descoperit arcul voltaic la începutul secolului al XIX-lea.

„Arc voltaic”

Putem spune că, începând din acest moment, electricitatea încetează să mai fie intrigile forțelor naturale și începe treptat să intre în viața oamenilor, deși până în prezent există secrete în acest fenomen.

Putem spune fără echivoc: dacă fenomenele electrice nu ar fi existat în natură, atunci este posibil ca până acum să nu fi fost descoperit nimic de acest fel. În vremuri străvechi, ele înspăimântau mintea fragilă a omului, dar de-a lungul timpului a încercat să îmblânzească electricitatea. Rezultatele acestor acțiuni sunt de așa natură încât nu mai este posibil să ne imaginăm viața fără el.

Omenirea a fost capabilă să „îmblânzească” electricitatea

Cum se manifestă electricitatea în natură?

Desigur, când vine vorba de electricitate naturală, fulgerul vine imediat în minte. Pentru prima dată, politicianul american menționat mai sus a început să le studieze. Apropo, în știință există o versiune conform căreia fulgerul a avut un impact semnificativ asupra dezvoltării vieții pe Pământ, deoarece biologii au stabilit faptul că electricitatea este necesară pentru a sintetiza aminoacizi.

Fulgerul este o descărcare puternică de electricitate

Toată lumea este familiarizată cu senzația când, la atingerea cu cineva sau ceva, apare o descărcare electrică, care provoacă ușoare neplăceri. Aceasta este o manifestare a prezenței curenților electrici în corpul uman. Apropo, sistemul nervos funcționează prin impulsuri electrice care călătoresc din zona iritată la creier.

În interiorul neuronilor creierului, semnalele sunt transmise electric

Dar nu numai omul generează curent electric în sine. Mulți locuitori ai mărilor și oceanelor sunt capabili să genereze electricitate. De exemplu, o anghilă electrică este capabilă să creeze o tensiune de până la 500 de volți, iar puterea de încărcare a unei raie ajunge la 0,5 kilowați. In plus, anumite specii de pesti folosesc un camp electric pe care il creeaza in jurul lor, cu ajutorul caruia pot naviga cu usurinta in apa noroioasa si la o adancime in care lumina soarelui nu patrunde.

Anghilă electrică a râului Amazon

Electricitatea în slujba omului

Toate acestea au devenit premisele pentru utilizarea energiei electrice în scopuri umane casnice și industriale. Deja din secolul al XIX-lea a început să intre în utilizare constantă și, în primul rând, pentru iluminatul spațiilor. Datorită lui, a devenit posibilă crearea de echipamente pentru transmiterea informațiilor pe distanțe mari folosind radioul, televiziunea și telegraful.

Electricitate pentru transmiterea informaţiei

Acum este dificil să ne imaginăm viața fără curent electric, deoarece toate dispozitivele obișnuite funcționează exclusiv din acesta. Aparent, aceasta a servit drept imbold pentru crearea de dispozitive de stocare a energiei electrice (baterii) și generatoare electrice pentru acele locuri unde stâlpii de înaltă tensiune nu au ajuns încă.

În plus, electricitatea este motorul științei. Multe dispozitive pe care oamenii de știință le folosesc pentru a studia lumea din jurul lor funcționează de asemenea. Electricitatea cucerește treptat spațiul. Bateriile puternice stau pe navele spațiale, iar pe planetă sunt ridicate panouri solare și sunt instalate mori de vânt, care primesc energie din natură.

Electricitatea este motorul științei

Și totuși, acest fenomen este încă învăluit în mister și întuneric pentru mulți oameni. Chiar și în ciuda educației lor școlare, unii admit că nu înțeleg pe deplin principiile electricității. Sunt și cei care sunt confuzi în termeni. Ei nu sunt întotdeauna capabili să explice care este diferența dintre tensiune, putere și rezistență.

Este puțin probabil ca Luigi Galvani, care a descoperit electricitatea „animală” la sfârșitul secolului al XVIII-lea, și Niels Bohr, care a sugerat un model planetar al atomului la începutul secolului al XX-lea, să presupună că descoperirile lor nu vor iniția doar utilizarea pe scară largă, în creștere, a electricității, dar servește și drept bază pentru cercetarea științifică privind dezvăluirea celui mai mare mister al naturii - de unde începe viața? Unde este granița dintre natura vie și cea neînsuflețită?

Electricitatea a intrat în viața omului, i-a schimbat condițiile muncii și vieții. Există multe exemple de utilizare a energiei electrice în industrie, transport, comunicații, în viața de zi cu zi, în medicină și artă. Electricitatea a făcut posibilă crearea de noi tehnologii de producție și materiale care nu există în natură. Mașina electrică înlocuind mașina, viitorul transportului personal. Există multe exemple în viață când electricitatea a salvat viața unei persoane.

O realizare uriașă în domeniul proteticei. Lucrările la crearea unei inimi artificiale sunt promițătoare. O persoană cu o inimă transplantată de la o persoană care a murit într-o catastrofă trăiește ani de zile dacă inima sa și inima donatorului său au compatibilitate cu biopotențialul.

În procesul vieții, fiecare organism viu - om, animal sau altă creatură - creează în jurul său diverse câmpuri și radiații. Tabloul lor complex reflectă munca sistemelor fiziologice care asigură homeostazia corpului, adică constanța mediului intern. Studiul biocâmpurilor și al bioradiațiilor deschide noi posibilități de diagnosticare, prin urmare, oamenii de știință din întreaga lume sunt implicați în astfel de studii, printre care oamenii de știință și inginerii autohtoni joacă un rol principal. Metodele de vizualizare a câmpurilor fizice și a radiațiilor descrise mai jos fac posibilă extinderea semnificativă a capacităților organelor noastre de simț, privirea în profunzimea corpului și a creierului și observarea vieții fiziologice în schimbările sale. Pentru diagnosticul medical, aceste metode sunt de o valoare deosebită, deoarece sunt absolut sterile și neinvazive. În plus, aceasta este baza pentru diagnosticul precoce, deoarece tulburările funcționale apar de obicei cu mult înainte de debutul patologiei ireversibile, când pacientul poate fi încă vindecat cu ușurință.

În interacțiunea cu câmpurile electromagnetice, viața a apărut și s-a dezvoltat pe Pământ. Electricitatea este inerentă tuturor viețuitoarelor, inclusiv formei sale cele mai complexe - viața umană.

Oamenii de știință au făcut multe în studiul acestei interacțiuni uimitoare dintre electricitate și viețuitoare, dar natura încă ne ascunde multe.

Scopul articolului: a investiga teoretic și experimental apariția electricității statice în natura vie.

Obiectivele cercetării:

Identificați factorii și condițiile care conduc la generarea de electricitate statică.

Stabiliți natura efectului electricității statice asupra organismelor vii.

Formulați indicații de utilizare utilă a rezultatelor obținute.

Referință istorică

De unde a venit acest cuvânt - electricitate? Istoria științei despre descoperirea fenomenelor electrice poate fi începută cu cercetările lui Hilbert, medicul reginei Elisabeta a Angliei, care în 1600 a publicat primul său tratat științific „Despre magnet, corpuri magnetice și magnetul mare - Pământul. ". A descris peste 600 de experimente privind studiul fenomenelor magnetice și electrice și a făcut prima încercare de a crea o teorie a electricității și magnetismului.

Până în 1600, doctrina fenomenelor electrice a rămas practic la nivelul cunoștințelor lui Thales din Milet, care, în secolul al VI-lea î.Hr., a fost unul dintre primii care a descris capacitatea chihlimbarului frecat de a atrage spre sine obiectele ușoare.

Cuvântul chihlimbar provine din letona gintaras. Grecii, care strângeau chihlimbar transparent, galben-auriu pe malul Mării Baltice, l-au numit (electro). Vechii romani și arabi aveau multe nume pentru chihlimbar: rășină de secole, lacrimi ale fiicelor Soarelui, piatra soarelui. Din cele mai vechi timpuri, au existat multe legende și tradiții despre chihlimbar. Iată una dintre ele.

Phaeton, fiul zeului soarelui Helios și al oceanului Klymene, și-a convins tatăl să-l lase să călătorească pe cer într-un car de aur în loc de el. Tatăl a cedat cererilor persistente ale fiului său. Phaethon s-a așezat într-un car și s-a repezit pe cer. Dar caii de foc înaripați au simțit imediat mâna slabă a tânărului. Au cărat carul, au zburat aproape de Pământ, pârjoindu-l cu foc. Un incendiu groaznic a început pe Pământ. Furiosul Zeus Tunetorul a aruncat un fulger de foc asupra nefericitului Phaethon și l-a ucis. Cadavrul a căzut în apa râului Eridanus. Surorile lui Phaethon, frumoasele Heliade, s-au transformat în plopi de coastă, și-au plâns neconsolat pe fratele lor decedat. Copacii subțiri de la mormânt s-au aplecat de durere, iar lacrimile amare ale fetei au înghețat ca niște ciorchini de chihlimbar în apa înghețată.

Ce a atras atenția anticilor asupra acestor pietre calde de o frumusețe uimitoare, conținând uneori mici insecte ciudate în interior? Aveau o proprietate neobișnuită - puteau atrage particule de praf, bucăți de fire, bucăți de papirus. Această proprietate a chihlimbarului, evident, și-a determinat în antichitate numele în limbile diferitelor popoare: grecii l-au numit electron - atrăgând la sine, romanii - harpax, care însemna un tâlhar, perșii - kavuba, adică , o piatră capabilă să atragă pleava.

Se credea că uimitoarea proprietate a chihlimbarului a fost descoperită de fiica lui Thales din Milet. Dar cel mai probabil era cunoscut înainte. Așadar, Humboldt, care a vizitat indienii din bazinul râului Orinoco la sfârșitul secolului trecut, s-a convins că aceste triburi, neafectate de civilizație, cunoșteau și proprietățile electrice ale chihlimbarului. Cel mai probabil, povestea fusului de chihlimbar al fiicei filozofului Milesian este doar un frumos basm antic.

În acele vremuri îndepărtate, chihlimbarul era considerat un produs cosmetic medicinal valabil. Se credea că colierele de chihlimbar și mărgelele rozariului protejează de nenorociri, boli și „ochiul rău”. Acesta este probabil motivul pentru care în picturile vechilor flamanzi, Madona cu bebeluși în brațe era adesea înfățișată cu coliere de chihlimbar.

În 1551 a fost publicat tratatul lui Cardan „Despre acuratețe”, în care el indică faptul că chihlimbarul atrage diferite substanțe la sine, iar un magnet - doar fier. O jumătate de secol mai târziu, Hilbert, în tratatul său Despre magnet, folosește pentru prima dată cuvântul electric: „Corpurile electrice sunt cele care atrag la fel ca chihlimbarul”. Gilbert include sulf, sticlă, jet (un fel de cărbune), iris, safir, carborundum, diamant Bristol, ametist, cristal de stâncă, șisturi, ceară de etanșare, sare gemă etc. S-a dovedit că există destul de multe astfel de substanțe. . Hilbert le-a numit substanțe electrice și a observat că flacăra distruge proprietățile electrice ale corpurilor dobândite în timpul frecării.

Omul și electricitatea

Din cele mai vechi timpuri, omul a încercat să înțeleagă fenomenele din natură. Multe ipoteze ingenioase care explică ceea ce se întâmplă în jurul unei persoane au apărut în momente diferite și în țări diferite. Gândurile oamenilor de știință și filosofilor greci și romani care au trăit chiar înainte de epoca noastră: Arhimede, Euclid, Lucrețiu, Aristotel, Democrit și alții - și acum ajută la dezvoltarea cercetării științifice.

Interesante în studiul temei „Electricitate și om” primele informații despre electricitate și magnetism. Ei provin din vechiul oraș comercial de pe Marea Mediterană Milet, autorul lor este filozoful milesian Thales (sfârșitul secolului al VII-lea - începutul secolului al VI-lea î.Hr.). Discipolii lui Thales au acumulat informații despre electrificare, care, într-o măsură sau alta, era asociată cu un organism viu, cu o persoană. Deci, în antichitate, proprietățile electrice ale unor specii de pești erau cunoscute și chiar erau folosite ca remediu. Cu 30 de ani înaintea erei noastre, Diascord a tratat guta și durerile de cap cu șocuri electrice. În cronicile rusești din secolul al XIV-lea, există o descriere din care se poate observa că acest remediu vindecător uimitor era cunoscut și rușilor. Electricitatea și omul este o întrebare care îl interesează pe omul timpului nostru. În studiul electricității, multe experimente sunt efectuate cu participarea oamenilor. De exemplu, efectuând experimente cu electrificarea unei persoane, acesta este plasat pe o bancă izolată. Acest lucru se face astfel încât toate încărcăturile să rămână în corp și să nu se scurgă în pământ. Experimentele electrice care sunt efectuate cu participarea unei persoane nu o afectează întotdeauna bine. Deci, cu ajutorul unei mașini electrostatice, corpul uman poate fi încărcat la un potențial de zeci de mii de volți. Corpul uman este un conductor de electricitate. Dacă este izolat de sol și încărcat, atunci încărcarea este situată exclusiv pe suprafața corpului, prin urmare încărcarea la un potențial relativ ridicat nu afectează sistemul nervos, deoarece fibrele nervoase sunt situate sub piele. Efectul unei sarcini electrice asupra sistemului nervos se simte în momentul descărcării, la care are loc o redistribuire a sarcinilor pe corp. Această redistribuire este un curent electric de scurtă durată care trece nu peste suprafață, ci în interiorul corpului.

Un șoc electric cu un rezultat grav este posibil la tensiuni care încep de la aproximativ 30 V.

Corpul uman este un conductor de sarcini electrice, la contact are loc o redistribuire a sarcinilor, iar sarcinile de diferite semne sunt atrase (inductie electrostatica). Acest lucru se întâmplă dacă aduci mâna la o mânecă încărcată suspendată pe un fir de mătase, în acest caz mâneca va fi trasă la mână.

Curentul duce la modificări în corpul organismului. Curentul, care trece prin corpul uman, afectează sistemul nervos central și periferic, provocând perturbarea inimii și a respirației.

O furtună este, de asemenea, un fel de electricitate. Potrivit unor rapoarte, se crede că nu poți sta în mulțime în timpul unei furtuni deoarece vaporii eliberați atunci când oamenii respiră măresc conductivitatea electrică a aerului.

Organele corpului uman creează un câmp magnetic în jurul lor. S-a stabilit că un câmp magnetic se formează de-a lungul nervului excitat cu aproximativ cinci zece miimi de secundă înainte de transmiterea excitației. Aparent, în momentul iritației, moleculele care poartă sarcina asupra lor își schimbă cumva poziția în spațiu, permițând unui val de excitare să treacă de-a lungul nervului. Această mișcare a moleculelor este probabil motivul apariției câmpului magnetic.

Pentru prima dată, electrificarea corpului uman a fost realizată în 1740 de starețul Nole. Experimentul constă în faptul că demonstratorul este ridicat pe un suport metalic de 80 cm grosime și conectat la un generator electrostatic, care generează o tensiune negativă de 30 kV față de pământ.

Contactul electric al demonstrantului cu platforma trebuie să fie impecabil și pentru aceasta trebuie să se descalțe. În realitate, o talpă de 1 cm grosime nu este un obstacol pentru încărcături (pot pătrunde într-un strat de aer de șaizeci de metri!), dar în același timp acumularea lor s-ar face într-un mod foarte neplăcut: cu ajutorul multor scântei mici. alunecând de la talpă la picior.

Un calcul aproximativ arată că, cu o diferență de potențial de 300 kV față de Pământ, excesul de electroni acumulat pe demonstrator - aproximativ 10 trilioane - este ridicol de mic. Această cifră poate părea uriașă, dar, de fapt, dacă o compari cu numărul de electroni prezenți în mod natural în toți atomii și moleculele corpului nostru (aproximativ 1027), atunci nesemnificația ei devine evidentă. Subliniem că o acumulare semnificativă de încărcături este din nou împiedicată de forța colosală a respingerii lor reciproce, astfel încât experimentul, oferind spectatorilor efecte uimitoare, rămâne complet în siguranță.

În primul rând, părul stă pe capăt. Ele arată distribuția câmpului electric în apropierea capului, adică direcția liniilor de forță: perpendicular pe suprafața conducătoare, așa cum ar trebui să fie.

În al doilea rând, atunci când un subiect electrificat își întinde degetul arătător spre flacără, el aduce o tijă de metal la o altă tijă - legată la pământ - ținută de asistentul său, apoi o scânteie sare între tije (lanseta demonstratorului este încărcată negativ, tija cu împământare este pozitiv). ).

În al treilea rând, o coroană este aprinsă în jurul capului și a degetelor în întuneric. Ce este curios: coroana pozitivă se dovedește a fi mult mai extinsă decât cea negativă. Acest lucru se datorează mobilității diferite a ionilor pozitivi și negativi din aer. Acestea din urmă sunt în mare parte pe electroni, iar grupurile de molecule blocate pe un electron sunt relativ voluminoase și destul de inactive.

Electricitate și auz

Electricitatea acționează nu numai asupra persoanei în ansamblu, ci și asupra organelor sale.

R. Brenner, medic la Spitalul Maximilian din Sankt Petersburg, a studiat în detaliu ce organe ale auzului sunt afectate de un curent electric. Într-o lucrare majoră publicată în anii 60 ai secolului al XIX-lea, el a rezumat rezultatele propriilor cercetări și datele altor autori. Scopul lucrării sale este de a dezvolta o terapie pentru bolile organelor auditive pe baza unor legi fiziologice mai generale. Rezultatele studiilor privind apariția și natura senzațiilor auditive au arătat că la pacienți (care suferă de surditate) și la persoanele sănătoase, acestea sunt diferite sub acțiunea curentului continuu de diferite valori. Brenner a remarcat în special dependența senzației de deschiderea și închiderea unui circuit electric, locația electrozilor și dimensiunea suprafeței lor. S-au folosit diverși electrozi, s-au schimbat polaritatea și amplasarea acestora. Principalul a fost un electrod activ plasat în canalul auditiv extern umplut cu o soluție de clorură de sodiu 1%. Al doilea electrod era o placă metalică subțire de o suprafață mult mai mare, localizată în experimentele lui Brenner și ale cercetătorilor ulterioare pe gât sau antebraț. Chiar și atunci s-a putut stabili apariția senzațiilor auditive la persoanele cu auz normal în condițiile în care catodul este electrodul activ situat în ureche. Datorită suprafeței sale mici, densitatea de curent a catodului este mult mai mare decât cea a anodului. Cu această aranjare a electrozilor, apare o senzație auditivă clară atunci când

Circuit electric DC, atunci când circuitul este deschis, nu este. Fenomenul opus are loc atunci când aria electrozilor și locația lor se schimbă, când anozii sunt un electrod situat în canalul urechii, iar catodul este un electrod cu o suprafață mai mare. Senzația de sunet apare atunci când circuitul este deschis. Senzațiile de auz sunt evaluate diferit de către diferiți oameni - cum ar fi sunete, bătăi, bubuituri sonore, șuierat. Cel mai adesea sunt judecati ca sunând.

De mare importanță în înțelegerea mecanismului senzațiilor auditive au fost rezultatele unui studiu în care s-au folosit curenți de diferite frecvențe, ceea ce a făcut posibilă stabilirea aspectului unei senzații muzicale, care a fost observată la utilizarea unui curent cu o frecvență de 1000. Hz și în moduri tranzitorii în timpul descărcării unui condensator de mare capacitate. Determinarea frecvenței curentului la care apar senzațiile auditive a fost efectuată în comparație cu senzația sunetului unui diapazon reglat la o anumită frecvență. Generalizarea rezultatelor obținute a extins semnificativ înțelegerea mecanismului percepției auditive. Cercetătorii auzului au stabilit că numai fibrele subțiri ale nervului auditiv sunt structuri, a căror iritare cu curenți de diferite frecvențe provoacă senzații auditive sub forma unui sunet de tonalitate muzicală, volum sonor, într-un cuvânt, doar ele sunt caracterizate printr-un percepția diferențiată a unui stimul electric, care este complet absent la persoanele care suferă de hipoacuzie.

Confruntarea cu deficiența de auz este o problemă socială. La vârsta de 60-70 de ani, aproximativ un sfert din populație suferă de un anumit grad de pierdere a auzului. Deficiența de auz apare atunci când aparatul de conducere și de recepție a sunetului este deteriorat (bolnav). Pierderea auzului este tratată cu terapii convenționale; dacă acest lucru nu ajută, atunci se folosesc amplificatoare auditive.

Sudarea electrică în țesuturi vii

Institutul de sudare electrică numit după E. O Patona (Ucraina), condusă de Boris Evgenievich Paton, este cel mai mare centru de cercetare din lume în domeniul sudării electrice și electrometalurgiei. Descoperirile și evoluțiile oamenilor de știință ai săi sunt folosite în diverse domenii ale tehnologiei și producției. Și recent, sudarea electrică a început să fie folosită în medicină. Patonoviții nu numai că au înaintat și fundamentat teoretic și experimental ideea conectării țesuturilor vii cu un curent electric, dar și, în colaborare cu medici și specialiști în domeniul electrotermiei, au pus-o în practică.

Se știe că de mai multe generații de oameni de știință au lucrat și lucrează la crearea de noi materiale de sutură de înaltă calitate pentru chirurgie, capsatoare, diverși adezivi pentru conectarea țesuturilor calculate. La urma urmei, din păcate, operațiile nu se termină întotdeauna cu succes: adesea o infecție pătrunde în rană, are loc un proces inflamator și o cicatrice rămâne mult timp, sau chiar pentru totdeauna. Pentru a utiliza aceeași intervenție chirurgicală, curentul electric a fost de mult refuzat, deoarece în zona de acțiune, țesutul viu moare.

Lucrând la problema „sudării electrice”, un grup de oameni de știință a reușit să oprească viabilitatea organelor și țesuturilor în zona de expunere la curentul electric. Proteina, care este conținută în celulele și spațiul intercelular al corpului uman, a fost folosită ca „material de sudură”. Când chirurgul, folosind o clemă specială inclusă în circuitul electric al „mașinii de sudură”, conectează și comprimă marginile țesutului, sub influența unui curent electric de o anumită tensiune și frecvență, proteina se coagulează la locul disecția țesuturilor și, astfel, este „sudat” în mod fiabil. Au fost stabiliți experimental parametrii necesari ai efectului asupra țesutului cu un curent electric (tensiune, frecvență, durata de acțiune etc.). Experimental (în experimente pe animale de laborator) s-a constatat că la 4-6 săptămâni după sudare, structura țesutului viu este complet restaurată și fără formarea de cicatrici.

Prima practică din lume a sudării țesuturilor umane vii la îndepărtarea stomacului de la un pacient a fost efectuată în iunie 2000. Acum tehnica de efectuare a operațiilor cu utilizarea sudării electrice pe vezica biliară, ficat, intestine și alte organe ale cavității abdominale este dezvoltată și stăpânită. Oamenii de știință, la fel ca sudorii adevărați, verifică în mod repetat (în condiții de laborator) fiabilitatea îmbinărilor diferitelor țesături. Este foarte mare: de exemplu, cusătura sudată a unui organ atât de delicat precum vezica biliară poate rezista la o presiune de până la 300 mm Hg. Artă. Ca urmare, atunci când intervențiile chirurgicale la om au început în ultimii doi ani, au fost efectuate peste 500 de articulații tisulare electrosudate și nu au fost observate complicații postoperatorii. Deci, există toate motivele să credem că posibilitatea unei extinderi semnificative a domeniului de utilizare a sudării electrice în medicină. Inginerii de sudare au creat deja echipamentele automate necesare pentru aceasta. Elementele principale ale unității sale de sudare sunt o sursă de curent electric alternativ de înaltă frecvență și un computer care controlează funcționarea mașinii. Au fost create și seturi de instrumente chirurgicale convenționale și speciale necesare pentru sudarea țesuturilor vii.

Câmp electric

Onoarea de a descoperi bioelectricitatea îi aparține profesorului de la Universitatea din Boulogne Luigi Galvani. El a descoperit că un curent electric trecut prin nervul piciorului unei broaște pregătite provoacă contracția acesteia (acest „dispozitiv” a fost folosit de ceva timp chiar și de celebrul om de știință Georg Ohm). Când Galvani a atins corpul broaștei cu doi conductori din metale diferite, un curent a trecut prin ei. Pe baza acestei experiențe, Galvani a decis că un corp viu este sursa de electricitate animală. Un alt profesor italian, Alessandro Volta, nu a fost puternic de acord cu această afirmație. Cu ajutorul experimentelor sale, a demonstrat că între doi conductori ia naștere curentul, chiar dacă aceștia sunt scufundați în rășină sau într-o soluție asemănătoare acesteia în compoziție, astfel încât electricitatea animală nu are nicio legătură cu aceasta. Și amândoi au greșit: Galvani - în interpretarea experienței sale, și Volta - în negarea (bio-)electricității animale. Apropo, descendenții au făcut și mai multă confuzie, numind sursa de curent chimic care funcționează pe fenomenul descoperit de Volta galvanică, iar dispozitivul de măsurare a diferenței de potențial a curentului electric (care a înlocuit piciorul broaștei) - un voltmetru.

Cu toate acestea, apariția unui voltmetru și posibilitatea înregistrării stabile a electricității animalelor au pus bazele metodelor de studiere a caracteristicilor electrice ale organelor corpului uman, în primul rând inima și creierul. Oamenii de știință germani R. Kelliker și I. Müller (1856) au fost primii care au descoperit prezența fenomenelor electrice în contractarea mușchiului inimii pe un preparat de broaște, iar Charpy (1880) și Waller (1887) au fost primii care au înregistrat un om. electrocardiogramă.

O fotografie veche înfățișează un bărbat în vârstă pe jumătate gol care stă în mijlocul camerei cu picioarele în două lighe de soluții. În dreapta și în stânga, mai sunt două lighene pe suporturi, în care mâinile persoanei sunt coborâte. Camera este plină cu un fel de aparate voluminoase conectate prin fire la chiuvete. Pe chipul unui om, o expresie de severă hotărâre, vorbind de o extraordinară putere a minții.Așa a fost înregistrată electrocardiograma la începutul acestui secol, când această metodă abia începea să fie introdusă în practica medicală. Care este esența procesului de electrocardiografie în sine?

Fiecare fibră musculară, inclusiv fibra mușchiului inimii, este înconjurată de o teacă - o membrană care reprezintă un obstacol în calea mișcării ionilor substanțelor dizolvate în fluidele biologice ale corpului nostru. Unii ioni depășesc mai ușor aceste obstacole, alții mai dificil, prin urmare concentrația de ioni în exteriorul și în interiorul fibrei nu este aceeași. Fiecare ion este o particulă încărcată electric, prin urmare, o cantitate diferită de particule încărcate se acumulează în exteriorul și în interiorul membranei și apare o diferență de potențial electric. În timpul contracției musculare, în fibra musculară și membrana acesteia au loc procese electrochimice complexe, în urma cărora proprietățile membranei se schimbă dramatic: permeabilitatea crește instantaneu, iar ionii trec prin membrană, care în repaus nu ar putea trece prin ea. . Dar mișcarea ionilor este un curent electric!

Măsurătorile folosind microelectrozi aduși în contact direct cu țesuturile inimii arată că modificarea potențialelor în timpul funcționării acestui organ este de aproximativ 100 mV. Datorită conductivității electrice a țesuturilor din jur, un curent electric trece prin piept cu fiecare bătaie a inimii. Prin conectarea unui dispozitiv sensibil la oricare două puncte de pe suprafața corpului, este posibilă urmărirea modificării diferenței de potențial (1-2 mV). Aceste modificări, amplificate și înregistrate pe hârtie, se numesc electrocardiogramă (ECG).

Forma ECG depinde de grosimea diferitelor părți ale mușchiului inimii și de locația inimii în piept și de starea diferitelor sale părți. Dacă electrozii sunt întotdeauna plasați în aceleași puncte ale corpului, este posibil să se tragă concluzii adecvate din forma curbelor. În practica medicală, cele mai răspândite sunt 12 metode standard de plasare a electrozilor (conductelor) pe corpul uman. După examinarea pacientului, medicul primește 12 curbe, care îi permit, parcă, să examineze inima pacientului din diferite unghiuri pentru a pune un diagnostic mai precis.

Sunt prezentate electrocardiogramele unei persoane sănătoase (a), precum și ale pacienților cu diferite boli cardiace (b-d). ECG normal constă din trei unde direcționate în sus (P, R și T) și două unde direcționate în jos (Q și S). Abateri de la normă - o modificare a intervalelor de timp ale ciclului general între toate sau fazele sale individuale, o modificare a valorilor de amplitudine ale tensiunilor dinților etc. indică o încălcare a inimii.

Se face o electrocardiogramă folosind un electrocardiograf - un dispozitiv care vă permite să măsurați tensiuni de la 0,01 la 0,50 mV cu înregistrarea rezultatelor (pe o bandă sau pe un ecran de osciloscop). Dacă împărțim tensiunea corespunzătoare undei de pe curba ECG (0,3-0,5 mV) la rezistența de intrare a electrocardiografului (0,5-2 MΩ), obținem puterea curentului (10-11-10-12 A). Cunoscând curentul și tensiunea, este posibil să se estimeze cantitatea de energie electrică generată de inimă într-o anumită perioadă de timp.

Activitatea creierului este investigată într-un mod similar. Electroencefalografia (din greacă. Creier) este o înregistrare rezumată grafică a biopotențialelor sale individuale, regiuni și zone, regiuni și lobi. Cu toate acestea, activitatea electrică a creierului este mică și se exprimă în milioane de fracțiuni de volt, așa că este înregistrată numai cu ajutorul unor dispozitive speciale foarte sensibile - electroencefalografe.

Prima electroencefalogramă (EEG) a fost realizată în 1913 de omul de știință rus V.V. Pravdin-Neminsky. Folosind un galvanometru cu corzi, el a înregistrat diferite tipuri de modificări ale potențialelor creierului gol al unui câine și a prezentat, de asemenea, descrierea și clasificarea acestora. În 1928, psihiatrul german Berger a înregistrat pentru prima dată biocurenții creierului uman, folosind ace ca electrozi de plumb, pe care i-a introdus în regiunile frontală și occipitală ale capului. Această metodă de deturnare a biocurenților din creier a fost curând înlocuită cu aplicarea de plăci metalice (electrozi) pe scalp. EEG-ul reflectă atât trăsăturile morfologice (legate de structură) ale structurilor creierului, cât și dinamica funcționării acestora.

Pacientul este plasat într-o cabină separată; pe cap îi sunt fixate un set de electrozi-senzori cu fire care se prelungesc de la ei. În primul rând, pentru a identifica trăsăturile morfologice ale creierului, se efectuează un EEG în repaus, iar apoi se înregistrează dinamica funcționării acestuia: semnale sonore de diferite intensități și frecvențe sună în cabină, lumini intermitente, pacientul este rugat să-și țină în mână. respirați și, dimpotrivă, respirați adânc și expirați.

EEG-ul unui adult sănătos are două tipuri principale de ritmuri: ritm alfa (frecvență 8-13 Hz, amplitudine 25-30 μV) și ritm beta (frecvență 14-30 Hz, amplitudine 15-20 μV). Pentru încălcări ale normei, este posibil să se determine severitatea și localizarea leziunii (de exemplu, pentru a identifica zona tumorii sau a hemoragiei). Este interesant de observat că atunci când are loc moartea, activitatea electrică a creierului crește foarte repede la început și abia apoi dispare. Impulsurile electrice neregulate sunt uneori observate timp de o oră.

O altă metodă importantă de cercetare este asociată cu un câmp electric intens care se creează în jurul unui organism viu datorită acumulării unei sarcini triboelectrice pe piele. Această sarcină curge în jos prin stratul cornos adânc în corp, iar timpul de relaxare, în funcție de rezistența epidermei, se poate schimba într-un interval larg: de la 15 minute la 10 secunde. Rezistenta epidermei variaza de la 10 11 la 10 9 Ohm/cm 2 datorita difuziei apei prin microcapilare in timpul respiratiei cutanate, care este unul dintre principalele mecanisme de termoreglare. Astfel, dinamica câmpului electric din jurul corpului reflectă reacțiile de termoreglare ale corpului. În plus, câmpul electric extern datorat vibrației suprafeței încărcate a corpului cauzată de mișcarea mecanică a organelor interne este modulat de ritmurile inimii, respirația, peristaltismul stomacului și intestinelor, microtremorul (tremorurile) ale muschii etc.

Astfel, distribuția spațio-temporală a câmpului electric în spațiul care înconjoară orice obiect biologic reflectă în timp real funcționarea sistemelor sale fiziologice.

Medicina datorează mult fenomenelor electrice. Efectul terapeutic al fenomenelor electrice asupra unei persoane, conform observațiilor existente în vremuri îndepărtate, poate fi considerat ca un fel de remediu stimulant și psihogen.

Raze X

În vremea noastră, este probabil imposibil să ne imaginăm un medicament fără raze X. Roentgen a descoperit o sursă de radiații fundamental diferită, pe care a numit-o raze X. Mai târziu, aceste raze au fost numite raze X. Mesajul lui Roentgen a făcut furori. În toate țările, multe laboratoare au început să reproducă instalația Roentgen, să repete și să-și dezvolte cercetările. Acest lucru a stârnit un interes deosebit în rândul medicilor. Laboratoarele de fizică, unde au fost create echipamentele folosite de Roentgen pentru a obține raze X, au fost atacate de medici și de pacienții acestora, care bănuiau că trupurile lor conțineau ace înghițite, butoane metalice etc. în domeniul electricității, așa cum sa întâmplat cu un nou instrument de diagnostic - raze X.

Noile progrese în inginerie electrică au extins în mod corespunzător posibilitățile de cercetare a electricității „animale”. Fizicianul italian Matteuchi, folosind un galvanometru creat în acel moment, a demonstrat că un potențial electric apare în timpul vieții unui mușchi. După ce a tăiat mușchiul peste fibre, a conectat secțiunea transversală a acestuia cu unul dintre polii galvanometrului și suprafața longitudinală a mușchiului cu celălalt pol și a primit un potențial în intervalul 10 - 80 mV. Valoarea potențialului este determinată de tipul de mușchi. Potrivit lui Matteuchi, „biocurent curge” de la suprafața longitudinală la secțiunea transversală, iar secțiunea transversală este electronegativă.

Un câmp electric static relativ slab nu pare să afecteze o persoană în niciun fel. Trebuie doar să ne amintim că trăim în câmpul electric al Pământului, care este aproximativ egal cu 100 V/m. În timpul unei furtuni, acest câmp se mărește de zece ori. Într-un câmp electric puternic, aerul se poate ioniza, ceea ce, în general, este dăunător sănătății. Sunt posibile și descărcări electrice, care pur și simplu pot ucide

În ceea ce privește câmpurile electromagnetice de înaltă frecvență, acestea sunt foarte periculoase, deoarece provoacă supraîncălzirea locală a organelor interne și a părților corpului. (De exemplu, radiația cu microunde cu o lungime de undă de ordinul 3-10 cm este dăunătoare pentru ochi). Ca urmare a expunerii la radiațiile cu microunde de pe corp, sunt posibile tulburări grave de sănătate, iar riscul de boli oncologice crește semnificativ.

Alexandru Leonidovici Cijevski

Alexander Leonidovich Chizhevsky s-a născut la 8 februarie 1897 în orașul Tsekhanovets din fosta provincie Grodno, unde atunci era o brigadă de artilerie, în care a slujit tatăl său, un soldat de carieră. În anul nașterii fiului său, Leonid Vasilyevich Chizhevsky avea gradul de căpitan (în 1916 a devenit general). Fiind o persoană bine educată, a fost interesat de știință, invenție (a inventat un raportor pentru tragerea cu arme către o țintă invizibilă din poziții închise), armele cu rachete. Mama viitorului om de știință - o persoană poetică și muzicală - a murit de tuberculoză când nu avea nici măcar un an.

Băiatul și-a primit studiile primare acasă, care includeau științele naturii și matematica, dar cel mai mare interes la o vârstă fragedă a fost trezit de subiectele umanitare care corespundeau înclinațiilor sale interioare: iubea muzica, poezia, pictura. Cărțile au devenit sursa pasiunii sale pentru astronomie, care a fost întărită de observațiile „noapte” ale cerului înstelat cu ajutorul unui telescop achiziționat pentru ei. Aceste observații au stârnit admirație în băiat și i-au dezvăluit „splendoarea nespusă a lumii supramundane”. A fost foarte impresionat de observațiile Lunii și mai ales a cometei Halley.

Chizhevsky a studiat electricitatea atmosferică, și anume acțiunea biologică a ionilor de aer - moleculele de aer încărcate. Ipoteza despre influența ionilor de aer asupra activității vitale a organismelor a necesitat o confirmare experimentală, iar Chizhevsky a înființat un laborator acasă pe cheltuiala familiei sale (rudele sale au vândut unele dintre lucruri și au ajutat să aibă grijă de animalele experimentale) . În 1924, a devenit angajat al Laboratorului Practic de Zoopsihologie Kaluga (și în curând membru al Consiliului științific al acestuia), unde a efectuat multe observații ale animalelor. În 1929, una dintre revistele franceze și-a publicat articolul, care a fost prima lucrare temeinic fundamentată asupra efectului terapeutic al ionilor de aer în bolile tractului respirator al animalelor și oamenilor; a fost prima dată când a fost folosit termenul de „aeroionoterapie”. În același an, Alexandru Leonidovici a fost ales membru al Academiei de Științe din Toulon.

Trebuie remarcat faptul că, chiar și în epoca timpurie a dezvoltării cunoștințelor despre electricitate, s-a observat influența sarcinilor atmosferice asupra plantelor și animalelor, dar aceste observații au fost ambigue, întâmplătoare și în majoritatea cazurilor nu au avut valoare practică. Abia la începutul acestui secol a devenit clar că o parte din aer (în special straturile sale adiacente suprafeței terestre) se află într-o stare ionizată (ionizarea are loc în principal sub influența radiațiilor substanțelor radioactive conținute în scoarța terestră, precum și ca raze cosmice).

Ionii de aer (aeroionii) au capacitatea de a se atașa de ei înșiși mai multe molecule de gaz neutru și de a forma complexe stabile de 10-15 molecule purtătoare de sarcină. Un astfel de complex de particule se numește ion de lumină. Atașând la ei înșiși cele mai mici particule lichide și solide suspendate în aer, ionii devin grei și de obicei inactivi. Atât ionii ușori, cât și cei grei vin în două polarități - pozitivă și negativă. Numărul de ioni din aer variază în funcție de condițiile meteorologice și geofizice, de perioada anului sau a zilei și de alte motive. În aerul de țară sau de munte, numărul de ioni de aer ușor ai ambelor zodii într-o zi însorită ajunge la 1000 v1 cm3 (în unele stațiuni numărul lor se ridică la câteva mii); ionii grei sunt de obicei absenți în aerul curat. În aerul orașelor industriale, numărul de ioni ușori scade - uneori la 50-100, iar numărul de ioni grei - crește la câteva mii, chiar zeci de mii la 1 cm3. Astfel, starea electrică a aerului curat de țară și a aerului poluat din oraș este foarte diferită.

Această distincție este importantă pentru sănătatea umană, deoarece ionii grei, sau pseudoionii (praf încărcat, funingine, fum, diverși vapori) sunt nocivi, iar ionii ușori, cu semn negativ, au un efect benefic și vindecător asupra organismelor vii. Omul de știință care a stabilit pentru prima dată acest fapt și a studiat în detaliu acțiunea ionilor de aer este A. L. Chizhevsky.

Deși ideea acțiunii biologice a ionilor naturali de aer a fost exprimată de mulți oameni de știință, ea nu a avut nicio fundamentare teoretică și experimentală și nu a găsit aplicație practică. Și numai Chizhevsky a arătat în lucrările sale necesitatea de a controla ionizarea aerului în spațiile publice, industriale și rezidențiale, în același mod în care sunt reglate temperatura și umiditatea acestuia. Potrivit lui Chizhevsky, acest lucru s-a întâmplat deoarece aproape toți experimentatorii nu au acordat importanță polarității ionilor și a studiat în mod special efectul ionilor de aer pozitivi și negativi asupra organismelor vii separat.

În aceste scopuri a folosit o sursă de înaltă tensiune cu redresor, la care era conectat un dispozitiv metalic cu vârfuri, cu ajutorul căruia a primit -10 4 aeroioni în 1 cm 3, având doar sarcini negative și numai pozitive. Experimentele i-au permis să stabilească că ionii negativi de aer au un efect benefic asupra organismului, iar cei pozitivi au cel mai adesea un efect advers (de exemplu, suprimă apetitul și creșterea șobolanilor). Ulterior, omul de știință a efectuat numeroase serii de experimente cu diverse obiecte (plante, animale de companie etc.), care i-au confirmat concluzia.

De asemenea, a mai aflat cum aerul, lipsit de ioni de aer, acționează asupra animalelor prin înființarea unui astfel de experiment: aerul a fost furnizat într-o cameră de sticlă etanșă, unde animalele de testat au fost plasate printr-un tub în care a fost introdus un tampon de bumbac liber (grosimea acestuia). a fost determinată în prealabil astfel încât să absoarbă toți ionii de aer conținuti în aer fără a-și modifica compoziția chimică); lotul martor de animale se afla exact în aceeași cameră, cu aceeași dietă și mod de viață, dar aerul le era furnizat printr-un tub lipsit de un tampon de bumbac. Relativ după o perioadă scurtă de timp, animalele de testat s-au îmbolnăvit și apoi au murit - Chizhevsky a constatat că aerul lipsit de ioni este periculos pentru organism.

Pentru a se asigura că ionii de aer sunt un factor necesar vieții, omul de știință, folosind aceleași dispozitive, a creat ionizarea artificială a aerului deja filtrat în interiorul camerei: în spatele unui strat de vată, a lipit un vârf subțire în tub, care a fost conectat la polul negativ al sursei de înaltă tensiune: animalele în În acest caz, nu s-au îmbolnăvit și au crescut chiar mai bine decât cele de control.

În 1931, a fost emis un decret al Consiliului Comisarilor Poporului din URSS cu privire la lucrările științifice ale lui A. L. Chizhevsky în acest domeniu; a fost distins cu premiile Consiliului Comisarilor Poporului și ale Comisariatului Poporului pentru Pământ al URSS; concomitent s-a înființat Laboratorul Central de Cercetare a Ionificației cu un număr de filiale, din care a fost numit director. La TsNILI au fost efectuate experimente cu mii de obiecte biologice - iepuri, oi, porci, vite, păsări, semințe de diverse plante și plantele în sine. În toate cazurile, a fost stabilit efectul benefic al ionilor negativi de aer, care stimulează creșterea și dezvoltarea organismelor.

Câțiva ani mai târziu, aceste studii au fost confirmate în lucrările oamenilor de știință autohtoni și străini. De asemenea, a fost confirmată eficacitatea utilizării ionizării artificiale a aerului în medicină în scopuri preventive de sănătate.

Câmpurile electromagnetice și creierul uman

Oamenii de știință ai Institutului Comun de Fizică al Pământului poartă numele O. Yu. Schmidt RAS a investigat influența câmpurilor fizice de natură variată (în principal electromagnetică) asupra reacțiilor comportamentale ale organismelor vii, inclusiv ale oamenilor. Câmpurile electrice și geomagnetice atmosferice slabe (de fundal), care acționează constant asupra creaturilor terestre, sunt schimbătoare: experimentează fluctuații anuale, zilnice și mai rapide. Dar prezența și variațiile lor sunt atât de comune încât, de regulă, nu sunt observate, deși parametrii oscilațiilor câmpurilor electrice și magnetice naturale sunt ambigui și au o gamă largă de valori. De exemplu, amplitudinea (în acest caz, abaterea de la valoarea medie) a intensității câmpului electromagnetic este deosebit de mare la o frecvență de la 1 Hz la 20 kHz, iar rezonanțe (modificări bruște) sunt observate la frecvențe de 8-10, 16-17, 20-24 Hz.

Este de remarcat faptul că aceste frecvențe sunt apropiate de frecvențele principalelor ritmuri ale creierului uman, de asemenea, infrasunetele, care, potrivit multor oameni de știință, afectează subconștientul uman (acest lucru, în special, explică cazurile de groază inexplicabilă care uneori prinde marinari). , deoarece una dintre sursele naturale de infrasunete este entuziasmul pe mare). Numeroase studii au stabilit că această coincidență de frecvență joacă un rol important: modificările cu o asemenea frecvență a câmpurilor electrice și magnetice au un efect negativ asupra oamenilor.

În ultimii ani, oamenii de știință și-au dat seama care ar trebui să fie abaterile câmpurilor fizice de la o stare stabilă, astfel încât să simtă la fel ca, de exemplu, furtunile magnetice ale unor oameni. În același timp, a fost descoperit un fapt uimitor: caracteristicile fizice ale câmpurilor naturale „dăunătoare” diferă aproape imperceptibil de cele „normale”. Cu toate acestea, manifestarea unor modificări foarte mici simultan a mai multor câmpuri chiar slabe (electrice) poate avea un efect vizibil dacă acțiunile lor sunt în concordanță cu ritmurile proceselor fiziologice.

Miracole în măduva osoasă

La începutul anilor 1950, dr. Marcus Singer de la Universitatea din Cleveland a arătat că nervii ar trebui să alcătuiască cel puțin o treime din masa totală de țesut în membrele care se regenerează spontan. Prin transportarea unui nerv suplimentar la piciorul amputat al broaștei, el a crescut aproximativ 1 cm de țesut nou. Dar este sistemul nervos capabil să furnizeze semnalul electric necesar pentru declanșarea blastemului? În căutarea unui răspuns, Becker a început să măsoare tensiunile electrice pe partea „exterioară” a fibrelor nervoase. Conform conceptelor tradiționale, există un singur mecanism pentru transmiterea unui semnal electric - impulsuri scurte care „curg” de-a lungul fibrei nervoase. Becker s-a convins că aici există un alt canal - celulele perineale, prin care curentul curge continuu. Acest curent, pătrunzând în rețeaua densă de nervi periferici, formează „modelele” câmpului de suprafață. De îndată ce este deformat ca urmare a unei răni, țesutul perineal începe să „dea” electricitate, trăgând-o din intestinele corpului; iar dacă masa „nervoasă” din zona afectată este suficient de mare, stresurile generate pot iniția regenerarea. În caz contrar, se formează cicatrici.

Fuziunea țesutului osos este un exemplu al capacității umane de a se regenera spontan, deși nu numai nervii „funcționează” aici. Când sunt îndoite sau rupte, oasele în sine sunt polarizate electric. Structura lor „cristalină”, cristalină, transformă stresul mecanic în energie electrică. Și această energie interferează cu mecanismul de reparare celulară, ajutând, în primul rând, formarea blastemului pe partea deteriorată. Din păcate, uneori se întâmplă ceva cu acest mecanism, iar fuziunea nu are loc. Și atunci numai electricitatea poate ajuta un tratament de succes.

Studiile pe animale au confirmat această idee și au început lucrările pe oameni. Trecând un curent electric chiar prin fractură, dr. Carl Brigton și colegii săi de la Universitatea din Pennsylvania au vindecat câțiva pacienți în stare critică care riscau amputarea: membrele lor rănite au fost infectate. Multe clinici din Statele Unite au adoptat această experiență. Electricitatea a devenit tratamentul preferat pentru fracturile greu de vindecat. Au apărut mai multe metode de electroterapie. Cu toate acestea, Bassett preferă „bobinele” electrice - un solenoid - electrozilor, nu trebuie să fie implantați. Procedurile sale au succes în proporție de 85% și speră să îmbunătățească rezultatele la 95 - 98%.

Bioenergie

În anii 1950, Robert O. Becker, folosind echipamente electronice, a început să studieze „tabloul electric al rănilor”. S-a dovedit următoarele. De îndată ce apare o rană, celulele deteriorate încep să producă curent electric. Măsurând stresul generat de părțile deteriorate ale corpului, Becker a descoperit cheia unuia dintre cele mai ciudate paradoxuri ale naturii, formulat astfel: de ce o salamandra slab organizată poate regenera o treime din greutatea totală a corpului, în timp ce o persoană este abia reușit să repare măcar un singur organ deteriorat? Pentru că doar curenții de câteva miliarde de amper sunt capabili să se întoarcă la mecanismul evolutiv uitat.

Ghidat de această considerație, Becker, folosind electrozi implantați, a stimulat regenerarea labei anterioare amputate a șobolanului la articulația genunchiului. Partea în creștere a labei, deși nu era perfectă, avea o organizare cu mai multe țesuturi, inclusiv mușchi, oase, cartilaj și nervi noi.

Timp de mai bine de 20 de ani, Becker a lucrat cu insistență la teoria neortodoxă, conform căreia animalele superioare, fie că este vorba despre o broască, un șobolan sau un om, nu sunt capabile să se regenereze în mod natural, deoarece organismele lor nu produc suficientă electricitate pentru a „declanșa”. mecanismul de regenerare”, dar dacă celulele sunt create corespunzător „mediului electric”, ele, ca și celulele unei salamandre, se pot transforma în țesuturi noi. Este timpul ca medicina tradițională să înțeleagă că regenerarea poate face minuni. Metoda este aplicabilă tuturor țesuturilor: creierul, terminațiile nervoase periferice, degetele, membrele, organele sunt restaurate. „Dacă am fost capabili să identificăm mecanismele care stimulează regenerarea în salamandre, atunci nimic nu ne împiedică să facem același lucru cu oamenii”, spune Becker.

Acum în lume există multe operațiuni, și nici aici nu a fost fără electricitate. Poate că fiecare persoană a fost supusă anesteziei într-o măsură sau alta. Chirurgii apelează la anestezie locală și generală pentru operații abdominale și non-abdominale. Consecința anesteziei este, desigur, dureroasă, dar în multe cazuri operația salvează vieți. Și acesta este principalul lucru.

O contribuție uriașă la crearea anesteziei bioelectrice a Institutului Central de Cercetare „Electronică”.

Există o știință precum resuscitarea, a realizat multe. Atâta timp cât activitatea electrică a inimii rămâne, lupta pentru viața celui muribund continuă și, în multe cazuri, persoana poate fi salvată.

Capul bărbatului aplecat într-o parte tremura, mâinile îi tremurau. Medicamentele au fost de puțin ajutor. După ce a așezat pacientul pe un scaun, medicul a plasat mici plăci de metal placate cu argint pe tâmple - electrozi, fixându-le cu un plastar obișnuit. Un curent electric a trecut prin electrozi în corpul pacientului. Tremuratul capului și a mâinilor a scăzut sub influența curentului. Și în ochii lui s-a aprins speranța însănătoșirii.

Electricitate în corpurile animalelor

Folosind broasca ca exemplu, vom arăta cum puteți crea un curent în corpul broaștei. Galvani de la lal urmatoarea experienta. După ce a conectat două fire din metale diferite, a atins labele broaștei proaspăt pregătite cu capătul uneia dintre ele și nervii lombari cu capătul celuilalt; în același timp, mușchii labei s-au contractat convulsiv. Acest lucru poate fi explicat prin faptul că Tao-ul metalului și lichidul piciorului formează o celulă galvanică. Curentul care apare atunci când circuitul este închis irită terminațiile nervoase ale broaștei.

Pasărea are și electricitate în corpul său. Corpul păsării care stă pe sârmă este o ramură a lanțului conectată paralel cu secțiunea conductorului dintre picioarele păsării. Când două secțiuni ale circuitului sunt conectate în paralel, mărimea curenților din ele este invers proporțională cu rezistența. Rezistența corpului păsării este enormă în comparație cu rezistența lungimii scurte a conductorului, prin urmare, mărimea curentului în corpul păsării este neglijabilă și inofensivă.De asemenea, trebuie adăugat că diferența de potențial în zona dintre picioarele păsării sunt mici.

Păsările mor cel mai adesea când stau pe un fir de linie electrică, ating stâlpul cu aripa, coada sau ciocul, adică se conectează la pământ.

Un alt fenomen interesant. Când curentul este pornit, păsările zboară de pe fire. Acest lucru se datorează faptului că atunci când tensiunea înaltă este pornită, pe penele păsărilor ia naștere o sarcină electrică statică, datorită prezenței căreia penele păsării diverg, precum periile unui sultan de hârtie conectate la un electric. mașinărie. Această sarcină statică este cea care face ca pasărea să zboare de pe fir.

Unii pești folosesc curentul pentru autoapărare. Acești pești sunt numiți centrale electrice vii. Cei mai faimoși pești electrici sunt anghila electrică, raza electrică și somnul electric. Acești pești au organe speciale pentru stocarea energiei electrice. Mica tensiune care apare în fibrele musculare obișnuite este rezumată aici datorită includerii secvențiale a multor elemente individuale, care sunt conectate prin nervi, ca niște conductori, în baterii lungi. Deci anghila electrică, care trăiește în apele Americii tropicale, are până la 8 mii de plăci, separate una de cealaltă printr-o substanță gelatinoasă. Un nerv care se extinde din măduva spinării se apropie de fiecare placă. Din punct de vedere al fizicii, aceste dispozitive reprezintă un fel de sistem de condensatori de mare capacitate. Anghila, acumulând energie electrică în acești condensatori și descarcând-o la propria discreție prin corpul care o atinge, produce șocuri electrice extrem de sensibile pentru oameni și fatale pentru animalele mici. Într-o anghilă mare care nu se descarcă mult timp, tensiunea curentului electric în momentul impactului poate ajunge la 800 V. De obicei, este ceva mai mică.

Printre alți pești electrici, se remarcă raia Torpedo, care se găsește în oceanele Atlantic, Indian și Pacific. Dimensiunile torpilei ajung la doi metri, iar organele sale electrice constau din câteva sute de plăci. Torpila este capabilă să ofere până la 150 de descărcări pe secundă timp de 10-16 secunde, 80V fiecare. Organele electrice ale torpilelor mari dezvoltă o tensiune de până la 220V.

Într-un somn electric, care dă descărcări de până la 360V, un organ electric este situat într-un strat subțire sub piele pe tot corpul.

O trăsătură caracteristică a peștilor cu organe electrice este susceptibilitatea lor scăzută la acțiunea curentului electric. Deci, de exemplu, o anghilă electrică tolerează o tensiune de 220V fără a se dăuna.

Un alt peste care este asociat cu electricitatea este lamprea de mare. În stare excitată, emite impulsuri electrice scurte. Fiecare astfel de impuls este un curent electric care curge dintr-o parte a corpului lamprei prin apă în alta. Lamprey acceptă orice modificare a impulsului pe care îl trimite. De obicei, o astfel de schimbare înseamnă că la nu mai mult de zece centimetri de cap există un obiect care diferă în conductivitatea sa electrică de apă. Adesea, acest obiect se dovedește a fi un pește, de care lampreda se lipește imediat cu gura fără fălci și începe să „găuie” o gaură, ajungând la sânge.

De unde peștii obțin electricitate?

Membranele celulare, capabile să „sorteze” ionii pozitivi și negativi în exteriorul și în interiorul celulei, sunt „organizatorii” diferenței de potențial. În funcție de starea celulei, membranele sale au o conductivitate electrică diferită. Nu există entuziasm, începe sortarea, apare o diferență de potențial. Celula este excitată, conductivitatea a crescut, ionii din diferite părți ale membranei, pozitivi și negativi, se grăbesc unul spre celălalt, în urma cărora se stabilește un potențial zero. Cu alte cuvinte, celula generează constant curent electric. Bioelectricitatea, transferând anumite informații, coordonează astfel cele mai complexe procese de viață.

Unii pești care nu au organe electrice speciale emit și descărcări. Dar sunt mici și slabi.

Semnalele peștilor sunt ușor de detectat. Deoarece este electromagnetic, componenta sa electrică este captată de electrozi, iar componenta magnetică este captată de antene speciale. Componenta magnetică depășește cu ușurință ecranele care sunt impenetrabile unui câmp electric normal. Prin urmare, semnalele peștilor pot fi prinse chiar și în aer deasupra acvariului folosind inductori, chiar și atunci când acvariul în care se află peștii este înconjurat de o rețea Faraday.

Peștii nu numai că generează, ci și primesc semnale electrice. Au corpuri speciale pentru asta. Când dau semnale, peștii folosesc uneori un sistem de codare destul de complex - vibrații de joasă frecvență, impulsuri de diferite frecvențe, durate și tensiuni. Acest limbaj abia începe să fie descifrat.

Se știa că există corpuri care sunt buni conductori pentru fluidul electric, în timp ce altele sunt dielectrice. Benjamin Franklin a sugerat că multe exemple de atracție și repulsie a corpurilor încărcate pot fi explicate pe baza ideii de exces sau lipsă de fluid electric. Când un electrod are un exces de fluid electric, acesta este considerat pozitiv și notat cu semnul plus și invers.

Franklin a descris sarcinile electrice în termeni de plus și minus, deoarece două corpuri care au fost inițial neutre din punct de vedere electric pot fi încărcate prin frecare. Sarcina unui corp este complet diferită de încărcarea celuilalt, deoarece, deși aceste corpuri sunt atrase unul de celălalt, fiecare dintre ele va respinge un corp încărcat similar. Mai mult, aceste două corpuri pot fi aduse în contact, astfel încât să redevină neutre, sau cu sarcină zero.

Franklin a numit în mod arbitrar sarcina „negativă” care apare pe cauciucul dur atunci când este frecat de lână sau păr. În consecință, haina sau părul sunt încărcate pozitiv.

Evaluarea gradului de electrificare

Când multe corpuri se freacă de blană, se observă electrificare. Mi-am propus să aflu a cui blană este mai electrizată. Pre-uscat părul pisoiului și al câinelui (electrificarea este slăbită semnificativ la umiditate ridicată). În timpul experimentelor, a fost necesar să se asigure că pisoiul - marchizul nu a avut timp să-și lingă pielea și, prin urmare, să încalce condițiile experimentului. Apoi a frecat pieptene pe rând pe părul fiecărui animal de același număr de ori, l-a adus pe un manșon de folie suspendat pe un fir și a măsurat unghiul de abatere de la verticală. (fila.)

Unghi de deformare Lână animală Lână

Pisicuta Moale, catifelata

Câine lung, mediu dur

Pe baza rezultatelor experimentului se poate face următoarea ipoteză: cu cât lâna este mai dură, cu atât capacitatea de a electriza alte corpuri este mai slabă. Poate că părul de pisică are proprietăți electrizante mai bune decât părul de câine. Cu toate acestea, pentru a verifica aceste afirmații, sunt necesare cercetări suplimentare cu un număr mare de experimente. Bine că în această zonă pisoiul s-a dovedit a fi campion, care în masă, viteză, putere de tracțiune și volum nu și-a putut depăși rivalul în niciun fel.

Este bine când părul este electrolizat?

Pentru a afla cum afectează electricitatea o persoană, am efectuat un experiment.

Am luat doi piepteni, unul de lemn și unul de plastic. După pieptănarea părului (uscat) cu piepteni, s-a dovedit că părul a fost apoi atras de piepteni. Dar sunt mai bine atrași de un pieptene de plastic, decât de unul din lemn. Acest lucru se poate explica prin faptul că copacul este mai puțin electrificat. Înainte de a freca pieptenii pe păr, numărul de sarcini pozitive și negative de pe păr și pieptene este același. După frecarea pieptenului de păr, pe acesta din urmă apare o sarcină pozitivă și o sarcină negativă pe pieptene.

Când părul este electrificat, nu este foarte convenabil și, în general, nu este natural, de aceea este mai bine să folosiți piepteni din lemn, va fi mai bine pentru părul dvs. și pentru dvs.

Omenirea a încercat să explice în mod logic diverse fenomene electrice, exemple ale cărora le-a observat în natură. Așadar, în antichitate, fulgerul era considerat un semn sigur al mâniei zeilor, marinarii medievali tremurau fericiți în fața luminilor Sfântului Elmo, iar contemporanii noștri se tem să nu se întâlnească cu fulgerul cu minge.

Toate acestea sunt fenomene electrice. În natură, totul, chiar și tu și eu, poartă în sine. Dacă obiecte cu sarcini mari de polarități diferite se unesc, atunci are loc interacțiunea fizică, al cărei rezultat vizibil devine un flux de plasmă rece colorată, de obicei în galben sau violet, între lor. Fluxul său se oprește de îndată ce sarcinile din ambele corpuri sunt echilibrate.

Cele mai frecvente fenomene electrice din natură sunt fulgerele. Câteva sute lovesc suprafața Pământului în fiecare secundă. Fulgerul lovește, de regulă, obiectele înalte detașate, deoarece, conform legilor fizice, transmiterea unei sarcini puternice necesită cea mai scurtă distanță între un nor de tunete și suprafața Pământului. Pentru a proteja clădirile de loviturile de trăsnet, proprietarii acestora instalează paratrăsnet pe acoperișuri, care sunt structuri metalice înalte cu împământare, care, atunci când lovește fulgerul, permit deturnarea întregii deversări în sol.

Un alt fenomen electric, a cărui natură a rămas neclară foarte mult timp. Majoritatea marinarilor s-au ocupat de el. Luminile s-au manifestat în felul următor: când o navă a lovit o furtună, vârfurile catargelor au început să aprindă cu o flacără strălucitoare. Explicația fenomenului s-a dovedit a fi foarte simplă - rolul fundamental a fost jucat de tensiunea înaltă a câmpului electromagnetic, care este observată de fiecare dată înainte de apariția unei furtuni. Dar marinarii nu sunt singurii care pot face față luminilor. Piloții de avioane mari au experimentat și ei acest fenomen atunci când au zburat printre nori de cenușă aruncați pe cer de erupțiile vulcanice. Incendiile apar din frecarea particulelor de cenușă împotriva învelișului.

Atât fulgerele, cât și luminile Sfântului Elm sunt fenomene electrice pe care mulți le-au văzut, dar nu toată lumea a reușit să le facă față. Natura lor nu a fost pe deplin înțeleasă. De obicei, martorii oculari descriu fulgerul cu minge ca pe o formațiune sferică luminoasă strălucitoare, care se mișcă haotic în spațiu. În urmă cu trei ani, a fost înaintată o teorie care punea sub semnul întrebării realitatea existenței lor. Dacă mai devreme se credea că diverse mingi de foc sunt fenomene electrice, atunci teoria sugera că nu sunt altceva decât halucinații.

Mai există un fenomen de natură electromagnetică - aurora boreală. Apare ca urmare a influenței vântului solar asupra aurorelor nordice superioare, asemănătoare cu fulgerările de diferite culori și se înregistrează, de regulă, la latitudini destul de mari. Există, desigur, și excepții - dacă este suficient de mare, atunci locuitorii din latitudinile temperate pot vedea strălucirea pe cer.

Fenomenele electrice sunt un subiect de cercetare destul de interesant pentru fizicienii de pe întreaga planetă, deoarece majoritatea necesită o fundamentare detaliată și un studiu serios.