|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ВАЖЛИВІ НАУКОВІ ВІДКРИТТЯ
Електрика у тварин. Історія та суть наукового відкриття
Довідник / Найважливіші наукові відкриття До другої половини вісімнадцятого століття вивчення електричних явищ вже дало матеріал висновку про важливу роль електрики в біології. Досліди Джона Уолша та Ларошеля довели електричну природу удару схилу, а анатом Гунтер дав точний опис електричного органу цієї тварини. Дослідження Уолша та Гунтера були опубліковані у 1773 році. Таким чином, на час початку дослідів Гальвані в 1786 році не бракувало спроб фізичного трактування психічних і фізіологічних явищ. Ґрунт для виникнення вчення про тваринну електрику був цілком підготовлений. Все життя Гальвані (1737-1798) пройшла в італійському місті Болоньї. Життя його було небагате подіями. Цікаво, що університет закінчив за спеціальністю богослов'я і лише після захисту дисертації зацікавився медициною. Це сталося під впливом спілкування його з тестем – відомим лікарем та професором медицини Карло Галеацці. Незважаючи на вчений ступінь, Гальвані круто змінив свою професію та знову закінчив Болонський університет, але вже медичне відділення. Магістерська робота Гальвані була присвячена будові людських кісток. Після її успішного захисту Гальвані почав викладати медицину. У 1785, після смерті Галеацці, Гальвані зайняв його місце керівника кафедри анатомії та гінекології. Працюючи в університеті, Гальвані одночасно займався фізіологією: йому належать цікаві праці, де він довів, що будова пташиного вуха практично не відрізняється від людського. Відкриття, як часто буває, сталося випадково. У своєму трактаті Гальвані пише: "Я розрізав і препарував жабу... і, маючи на увазі зовсім інше, помістив її на стіл, на якому знаходилася електрична машина... Один із моїх помічників вістрям скальпеля випадково дуже легко торкнувся внутрішніх стегнових нервів цієї Жаби... Інший помітив, що це вдається тоді, коли з кондуктора машини витягується іскра. Здивований новим явищем, він відразу ж звернув на нього мою увагу, хоча я задумував зовсім інше і був поглинений своїми думками". Як справедливо вказав згодом ВольтаУ самому факті здригання лапки препарованої жаби при електричному розряді з фізичної точки зору не було нічого нового. Явище електричної індукції, саме явище так званого зворотного удару, було розібрано Магоном в 1779 році. Проте Гальвані підійшов до факту не як фізик, бо як фізіолог. Вченого зацікавила здатність мертвого препарату виявляти життєві скорочення під впливом електрики. Він із найбільшим терпінням та мистецтвом досліджував цю здатність, вивчаючи її локалізацію в препараті, умови збудливості, дію різних форм електрики та зокрема атмосферної електрики. Класичні досліди Гальвані зробили його батьком електрофізіології, значення якої нині важко переоцінити. Водночас Гальвані дійшов чудового відкриття. Даремно чекаючи скорочення м'язів у ясну погоду, він, "втомлений... марним очікуванням... почав притискати мідні гачки, застромлені в спинний мозок, до залізних ґрат"... "Хоча я, - пише він далі, - нерідко спостерігав скорочення , але жодне не відповідало зміні у стані атмосфери та електрики... Коли ж я переніс тварину в закриту кімнату, помістив на залізній пластині і став притискати до неї проведений через спинний мозок гачок, то з'явилися такі ж скорочення, такі ж рухи». Таким чином, Гальвані, здійснивши ряд експериментів, дійшов висновку про існування нового джерела та нового виду електрики. Його привели до такого висновку досліди складання замкнутого ланцюга з провідних тіл та металів та жабного препарату. Особливо ефектний і ефективний виявився наступний досвід: "Якщо тримати жабу пальцями за одну лапку так, щоб гачок, що проходить через спинний мозок, торкався б якоїсь срібної пластинки, а інша лапка вільно могла б торкатися тієї ж платівки, то як тільки ця лапка стосується вказаної платівки, м'язи починають негайно... скорочуватися, при цьому лапка встає і піднімається і потім, знову впавши на пластинку, разом з тим приходить у зіткнення з останньою, знову з тієї ж причини, піднімається вгору, і, таким чином, продовжує далі поперемінно підніматися і падати, так що ця лапка, на неабияке захоплення і радості спостерігає за нею, починає, здається, суперничати з якимсь електричним маятником. У такій досить непростій формі було відкрито нове джерело електрики, що створює в замкнутому ланцюгу, що проводить, тривалий розряд. З об'єктивних причин фізіолог Гальвані було допустити й думки, що причина явища у контакті різнорідних металів. Вчений припустив, що м'яз є своєрідною батареєю лейденських банок, що безперервно збуджується дією мозку, що передається нервами. Теорія тваринної електрики підводила базу під практичну електромедицину, і відкриття Гальвані справило сенсацію. Серед послідовників болонського анатома виявився Вольта. Алессандро Вольта (1745-1827) народився в італійському місті Комо. Вже з 18 років Алессандро листується з Нолле з питань фізики. Ще через рік він пише латинську поему про сучасні фізико-хімічні відкриття. Перша робота 1764 присвячена лейденській банку, наступна робота 1771 - "Емпіричні дослідження способів збудження електрики та поліпшення конструкції машини". У 1774 році Вольта стає викладачем фізики у рідному місті. В 1777 він винаходить електрофор, потім конденсатор і електрофор з конденсатором. Але це не все. На його "рахунку" винахід електричного пістолета, водневої лампи, евдіометра. В 1777 Вольта призначається професором фізики в Павій. У вісімдесятих роках винаходить полум'яний зонд. За винахід стовпа він отримав нагороду від Наполеона та був обраний членом Інституту. У перших своїх статтях, надрукованих на початку дев'яностих, Вольта поділяє думку Гальвані. Але незабаром планується майбутній відхід цієї теорії, першому плані висуваються фізичні моменти ефекту. Спочатку Вольта встановлює, що відповідним чином "препарована жаба представляє, якщо можна так висловитися, тваринний електрометр, незрівнянно більш чутливий, ніж будь-який інший чутливий електрометр". Далі вчений визначає важливість контакту різнорідних металів. "Така відмінність металів безумовно необхідна; якщо ж обидві обкладки з того самого металу, то слід, щоб вони відрізнялися, принаймні, за способом їх застосування..." (тобто за станом контактної поверхні). Далі Вольта показує, що струм електричного флюїду обумовлений контактом різнорідних металів і може робити не тільки м'язові скорочення, а й інші подразнення нервів. Нарешті, Вольта встановлює полярність ефекту: зміна обкладок подекуди викликає зміну смаку з кислого на лужний. У світлі цих фактів теорія м'язової лейденської банки Вольта є неспроможною. Надалі Вольта остаточно пориває з теорією тваринної електрики. Він дає фізичне трактування ефекту. У листі до Кавалло Вольта пише: "...я відкрив новий дуже чудовий закон, який відноситься власне не до тваринної електрики, а до звичайної електрики, оскільки цей перехід електричного флюїду, перехід, який не є моментальним, яким був би розряд, але постійним і триває весь час, поки зберігається повідомлення між обома обкладками, має місце незалежно від того, чи ця обкладка накладена на живу або мертву тварину речовину, або на інші не металеві, але досить хороші провідники, як, наприклад, на воду або на змочені нею тіла”. А раніше 10 лютого 1794 року в листі до того ж Кавалло Вольта прямо починає питанням: "Що ви думаєте про так звану тваринну електрику? Щодо мене, то я давно переконаний, що вся дія виникає спочатку внаслідок дотику металів до якогось вологого тіла чи самій воді". Фізіологічні роздратування нервів є результатом струму, що проходить, і ці роздратування тим сильніше, чим далі відстоять один від одного застосовані два метали в тому ряду, в якому вони поставлені нами тут; цинк, олов'яна фольга, звичайне олово в пластинках, свинець, залізо, латунь та різної якості бронза, мідь, платина, золото, срібло, ртуть, графіт. Цей знаменитий ряд напруг Вольта і відкритий ним закон напруги складають ядро всього ефекту. Тварини, за Вольта, " є чисто пасивними, простими, дуже чутливими електрометрами, і активні не вони, а метали, тобто що з дотику останніх і походить початковий поштовх електричного флюїду, одним словом, що такі метали не прості провідники або передавачі струму, але справжні двигуни електрики..." В одному з приміток до цієї статті Вольта знову підкреслює, що до ідеї про контактну напругу він прийшов уже понад три роки тому і вже в 1793 дав свій ряд металів. Таким чином, суть ефекту полягає, на думку Вольта, у властивості провідників "викликати і приводити в рух електричний флюїд там, де кілька таких провідників різного класу та сорту зустрічаються та стикаються між собою". "Звідси і виходить, що якщо з них три і більше, і до того ж різні, становлять разом провідний ланцюг, якщо, наприклад, між двома металами - сріблом і залізом, свинцем і латунню, сріблом і цинком і т. д. - ввести один або більше провідників, саме з того класу, який названий класом вологих провідників, так як вони представляють рідку масу або містять деяку вологу (до них зараховуються тваринні тіла та всі їх свіжі та соковиті частини), якщо, кажу я, провідник цього другого класу знаходиться в середині і стикається з двома провідниками першого класу з двох різних металів, то внаслідок цього виникає постійний електричний струм того чи іншого напряму, дивлячись по тому, з якої зі сторін дія на нього виявляється сильнішою в результаті такого зіткнення. Так ясно і чітко Вольта сформулював умови виникнення постійного струму: наявність замкнутого ланцюга з різних провідників, причому, принаймні, один має бути провідником другого класу та стикатися з різними провідниками першого класу. Гальваністи у відповідь наводили досліди, в яких м'язові рухи порушувалися дугою з однорідного провідника і навіть, як у дослідах Валлі, зіткнення різних препаратів без металевого провідника. На це Вольта вказував, що й у цих дослідах є неоднорідність. Кінці однієї провідної дуги різні, здійснити їхню повну однорідність майже неможливо, контактна різниця може виникнути і при зіткненні різних провідників другого класу. "...Неметалічні провідники, провідники рідкі або містять в собі в тій чи іншій мірі вологу, ті, які ми називаємо провідниками другого класу, і вони одні, поєднуючись один з одним, будуть збудниками, як метали, або провідники першого класу в поєднанні з провідниками другого класу..." Надалі Вольта з метою усунення будь-яких сумнівів не фізіологічної, а суто фізичної суті справи виключає тваринні препарати, які служили до того часу індикаторами струму. Він розробляє методику вимірювання контактних різниць потенціалів своїм конденсаторним електрометром. Про ці класичні досліди Вольта повідомляє в листі до Грена у 1795 році та Альдіні у 1798 році. 20 березня 1800 року Вольта написав свій знаменитий лист Бенксу з описом свого стовпа - винаходи, який зробив справжню революцію в науці про електрику. П.С. Кудрявцев пише у своїй книзі: "Природа відкритого ефекту була дуже складна, і при тодішньому рівні фізико-хімічних наук і фізіології розкрити картину явища було неможливо. У суперечці про природу явища по суті мали рацію обидві сторони. Гальвані став основоположником електрофізіології, а Вольта - основоположником вчення про електрику.В лабіринті суперечливих дослідів і спостережень Вольта намацав правильний шлях, знайшов досвідчений фізичний закон напруг, дав правильний опис ланцюга електричного струму.Попереду ще були великі суперечки з питання про причину і природу контактної різниці потенціалів, але в її існування не залишалося, а вольтовому стовпі наука отримала сильне знаряддя дослідження, яким вона й не уповільнила користуватися " . Автор: Самін Д.К.
▪ Бензол
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Зниження навантаження на очі користувача смартфона ▪ Акустичний контроль у наносвіті
▪ Розділ сайту Веселі завдання. Добірка статей ▪ стаття Пружина для кордової моделі. Поради моделісту ▪ стаття Як виміряти і зважити Сонце? Детальна відповідь ▪ стаття Цукрова тростина. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Простий ЧС детектор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page