Projektna biologija elektricitet u živim organizmima. Prezentacija na temu "Struja u divljini"
"Elektricitet u živim organizmima"
Šta je to, ko je otkrio, šta je struja?
Tales iz Mileta prvi je skrenuo pažnju na električni naboj. Proveo je eksperiment, trljao ćilibar s vunom, nakon takvih jednostavnih pokreta, ćilibar je počeo imati svojstvo da privlači male predmete. Ovo svojstvo manje liči na električni naboj, a više na magnetizam. Ali 1600. Gilbert je uspostavio razliku između ova dva fenomena.
Godine 1747. - 53. B. Franklin je iznio prvu konzistentnu teoriju električnih fenomena, konačno utvrdio električnu prirodu munje i izumio gromobran.
U 2. polovini 18. vijeka. počelo je kvantitativno proučavanje električnih i magnetnih pojava. Pojavili su se prvi mjerni instrumenti - elektroskopi različitih dizajna, elektrometri. G. Cavendish (1773) i C. Coulomb (1785) su eksperimentalno ustanovili zakon interakcije stacionarnih tačkastih električnih naboja (Cavendishovi radovi su objavljeni tek 1879.). Ovaj osnovni zakon elektrostatike (Coulombov zakon) omogućio je po prvi put stvaranje metode za mjerenje električnih naboja silama interakcije između njih.
Sljedeća faza u razvoju nauke o E. povezana je s otkrićem krajem 18. stoljeća. L. Galvani "životinjski elektricitet"
Glavni naučnik u proučavanju elektriciteta i električnih naboja je Michael Faraday. Eksperimentima je dokazao da efekti električnih naboja i struja ne zavise od načina njihove proizvodnje. Također 1831. godine, Faraday je otkrio elektromagnetnu indukciju - pobuđivanje električne struje u kolu smještenom u naizmjeničnom magnetskom polju. Godine 1833 - 34. Faraday je uspostavio zakone elektrolize; Ovi njegovi radovi označili su početak elektrohemije.
Dakle, šta je struja? Elektricitet je skup pojava uzrokovanih postojanjem, kretanjem i interakcijom električno nabijenih tijela ili čestica. Fenomen elektriciteta može se naći skoro svuda.
Na primjer, ako plastični češalj snažno protrljate o kosu, komadići papira će se početi lijepiti za nju. A ako protrljate balon o rukav, on će se zalijepiti za zid. Kada se trljaju ćilibar, plastika i niz drugih materijala, u njima nastaje električni naboj. Sama riječ “električni” dolazi od latinske riječi electrum, što znači “ćilibar”.
Odakle dolazi struja?
Svi objekti oko nas sadrže milione električnih naboja, koji se sastoje od čestica koje se nalaze unutar atoma - osnova sve materije. Jezgro većine atoma sadrži dvije vrste čestica: neutrone i protone. Neutroni nemaju električni naboj, dok protoni nose pozitivan naboj. Druga čestica koja rotira oko jezgra su elektroni, koji imaju negativan naboj. Tipično, svaki atom ima isti broj protona i elektrona, čiji jednaki, ali suprotni naboji se međusobno poništavaju. Kao rezultat toga, ne osjećamo nikakav naboj, a supstanca se smatra nenabijenom. Međutim, ako nekako poremetimo ovu ravnotežu, onda će ovaj objekt imati ukupni pozitivan ili negativan naboj, ovisno o tome koje čestice ostaju u njemu više - protona ili elektrona.
Električni naboji utiču jedno na drugo. Pozitivan i negativan naboj se privlače, a dva negativna ili dva pozitivna se odbijaju. Ako donesete negativno nabijenu konop za pecanje na predmet, negativni naboji predmeta će se premjestiti na njegov drugi kraj, a pozitivni naboji će se, naprotiv, približiti ribolovnoj liniji. Pozitivni i negativni naboji uže i predmeta će se međusobno privlačiti, a predmet će se zalijepiti za pecanje. Ovaj proces se naziva elektrostatička indukcija, a objekt je podvrgnut elektrostatičkom polju ribarske linije.
Šta je to, ko je otkrio šta su živi organizmi?
Živi organizmi su glavni predmet proučavanja u biologiji. Živi organizmi ne samo da se uklapaju u postojeći svijet, već se i izoluju od njega koristeći posebne barijere. Okruženje u kojem su nastali živi organizmi je prostorno-vremenski kontinuum događaja, odnosno skup pojava fizičkog svijeta, koji je određen karakteristikama i položajem Zemlje i Sunca.
Radi lakšeg razmatranja, svi organizmi su podijeljeni u različite grupe i kategorije, što čini biološki sistem njihove klasifikacije. Njihova najopćenitija podjela je na nuklearne i nenuklearne. Na osnovu broja ćelija koje čine tijelo, dijele se na jednoćelijske i višećelijske. Posebno mjesto između njih zauzimaju kolonije jednoćelijskih organizama.
Za sve žive organizme, tj. Na biljke i životinje utječu abiotički faktori okoline (faktori nežive prirode), posebno temperatura, svjetlost i vlaga. U zavisnosti od uticaja faktora nežive prirode, biljke i životinje se dele u različite grupe i razvijaju adaptacije na uticaj ovih abiotičkih faktora.
Kao što je već rečeno, živi organizmi su raspoređeni u velikom broju. Danas ćemo pogledati žive organizme, dijeleći ih na toplokrvne i hladnokrvne:
sa konstantnom telesnom temperaturom (toplokrvni);
sa nestabilnom tjelesnom temperaturom (hladnokrvni).
Organizmi sa nestabilnom telesnom temperaturom (ribe, vodozemci, gmizavci). Organizmi sa konstantnom telesnom temperaturom (ptice, sisari).
Kakva je veza između fizike i živih organizama?
Razumijevanje suštine života, njegovog nastanka i evolucije određuje cjelokupnu budućnost čovječanstva na Zemlji kao žive vrste. Naravno, sada je akumulirana ogromna količina materijala, pažljivo se proučava, posebno u oblasti molekularne biologije i genetike, postoje šeme ili modeli razvoja, postoji čak i praktično kloniranje ljudi.
Štaviše, biologija izvještava o mnogim zanimljivim i važnim detaljima o živim organizmima, dok nedostaje nešto fundamentalno. Sama riječ "fizika", prema Aristotelu, znači "physis" - priroda. Zaista, sva materija Univerzuma, a samim tim i mi sami, sastoji se od atoma i molekula, za koje su već dobiveni kvantitativni i općenito ispravni zakoni njihovog ponašanja, uključujući i na kvantno-molekularnom nivou.
Štaviše, fizika je bila i ostaje važan faktor u ukupnom razvoju proučavanja živih organizama uopšte. U tom smislu, fizika kao kulturni fenomen, a ne samo kao polje znanja, stvara sociokulturno razumijevanje najbliže biologiji. Vjerovatno je fizička spoznaja ta koja odražava stilove razmišljanja. Logički i metodološki aspekti znanja i same prirodne nauke, kao što je poznato, gotovo su u potpunosti zasnovani na iskustvu fizičkih nauka.
Stoga, zadatak naučnog saznanja o živim bićima može biti da potkrijepi mogućnost korištenja fizičkih modela i ideja za određivanje razvoja prirode i društva, također na osnovu fizikalnih zakona i naučne analize stečenog znanja o mehanizmu procesa. u živom organizmu. Kao što je M.V. rekao prije 25 godina. Wolkenstein, „u biologiji kao nauci o živim bićima moguća su samo dva načina: ili prepoznati nemoguće objašnjenje života na osnovu fizike i hemije, ili je takvo objašnjenje moguće i mora se pronaći, uključujući i na osnovu opšti zakoni koji karakterišu strukturu i prirodu materije, supstance i polja."
Električna energija u različitim klasama živih organizama
Krajem 18. vijeka poznati naučnici Galvani i Volta otkrili su elektricitet u životinjama. Prve životinje na kojima su naučnici eksperimentisali kako bi potvrdili svoje otkriće bile su žabe. Na ćeliju djeluju različiti faktori okoline – podražaji: fizičko – mehanički, temperaturni, električni;
Pokazalo se da je električna aktivnost sastavno svojstvo žive materije. Struja stvara živčane, mišićne i žljezdane stanice svih živih bića, ali ta je sposobnost najrazvijenija kod riba. Razmotrimo fenomen elektriciteta u toplokrvnim živim organizmima.
Trenutno je poznato da je od 20 hiljada savremenih vrsta riba, oko 300 sposobno da stvara i koristi bioelektrična polja. Na osnovu prirode nastalih pražnjenja, takve ribe se dijele na visoko električne i slabo električne. Prvi uključuju slatkovodne južnoameričke električne jegulje, afričke električne somove i morske električne zrake. Ove ribe stvaraju vrlo snažna pražnjenja: jegulje, na primjer, s naponom do 600 volti, som - 350. Trenutni napon velikih morskih zraka je nizak, jer je morska voda dobar provodnik, ali trenutna snaga njihovih pražnjenja , na primjer, zrak Torpedo, ponekad doseže 60 ampera.
Ribe druge vrste, na primjer, Mormyrus i drugi predstavnici reda kljunastih kitova, ne emituju odvojena pražnjenja. Oni šalju niz gotovo kontinuiranih i ritmičnih signala (pulsa) visoke frekvencije u vodu, a ovo polje se manifestuje u obliku tzv. linija sile. Ako u električno polje uđe predmet koji se razlikuje po svojoj električnoj vodljivosti od vode, konfiguracija polja se mijenja: objekti s većom provodljivošću koncentrišu ljiljane oko sebe, a oni sa manjom provodljivošću ih raspršuju. Ribe percipiraju ove promjene pomoću električnih receptora, koji se nalaze kod većine riba u području glave, i određuju lokaciju objekta. Dakle, ove ribe obavljaju pravu električnu lokaciju.
Gotovo svi love prvenstveno noću. Neke od njih slabo vide, zbog čega su ove ribe u procesu duge evolucije razvile tako savršenu metodu za otkrivanje hrane, neprijatelja i raznih objekata na daljinu.
Tehnike koje koriste električne ribe prilikom hvatanja plijena i odbrane od neprijatelja sugeriraju tehnička rješenja ljudima pri razvoju instalacija za elektro ribolov i odbijanje riba. Modeliranje električnih sistema za lociranje riba otvara izuzetne izglede. U modernoj tehnologiji podvodne lokacije ne postoje sistemi za pretragu i detekciju koji bi radili na isti način kao elektrolokatori stvoreni u prirodnoj radionici. Naučnici iz mnogih zemalja naporno rade na stvaranju takve opreme.
U živoj prirodi postoje mnogi procesi povezani sa električnim pojavama. Pogledajmo neke od njih.
Mnogi cvjetovi i listovi imaju mogućnost zatvaranja i otvaranja u zavisnosti od vremena i dana. To je uzrokovano električnim signalima koji predstavljaju akcioni potencijal. Lišće se može prisiliti da se zatvori korištenjem vanjskih električnih podražaja. Osim toga, mnoge biljke doživljavaju strujanja oštećenja. Dijelovi listova i stabljike su uvijek negativno nabijeni u odnosu na normalno tkivo.
Ako uzmete limun ili jabuku i isječete je, a zatim nanesete dvije elektrode na koru, one neće otkriti potencijalnu razliku. Ako se jedna elektroda stavi na koru, a druga na unutrašnjost pulpe, pojavit će se razlika potencijala, a galvanometar će zabilježiti pojavu struje.
Promjenu potencijala nekih biljnih tkiva u trenutku njihovog uništenja proučavao je indijski naučnik Bose. Posebno je galvanometrom povezao vanjske i unutrašnje dijelove graška. Zagrejao je grašak na temperaturu do 60C, a zabeležen je i električni potencijal od 0,5 V. Isti naučnik je pregledao jastučić mimoze, koji je iritirao kratkim impulsima struje.
Kada se stimulira, pojavio se akcioni potencijal. Reakcija mimoze nije bila trenutna, već je kasnila za 0,1 s. Osim toga, druga vrsta ekscitacije, takozvani spori val, koji se pojavljuje kada je oštećen, širi se putevima mimoze. Ovaj val prolazi duž pupoljaka, dopire do stabljike, uzrokujući pojavu akcionog potencijala, koji se prenosi duž stabljike i dovodi do spuštanja obližnjih listova. Mimoza reaguje pomeranjem lista na iritaciju jastučića strujom od 0,5 μA. Osetljivost ljudskog jezika je 10 puta manja.
Ništa manje zanimljive pojave vezane za električnu energiju mogu se naći u ribama. Stari Grci su bili oprezni u susretu s ribom u vodi, zbog čega su se životinje i ljudi smrzavali. Ova riba je bila električna raža i ime joj je bilo torpedo.
Uloga električne energije je različita u životu različitih riba. Neki od njih koriste posebne organe za stvaranje snažnih električnih pražnjenja u vodi. Na primjer, slatkovodna jegulja stvara napetost takve snage da može odbiti neprijateljski napad ili paralizirati žrtvu. Električni organi riba sastoje se od mišića koji su izgubili sposobnost kontrakcije. Mišićno tkivo služi kao provodnik, a vezivno tkivo služi kao izolator. Nervi iz kičmene moždine idu do organa. Ali općenito, to je fino pločasta struktura naizmjeničnih elemenata. Jegulja ima od 6.000 do 10.000 elemenata povezanih u niz u kolonu, i oko 70 stupova u svakom organu, koji se nalazi duž tijela.
Kod mnogih riba (himnarh, riblji nož, gnatonemus) glava je nabijena pozitivno, a rep negativno, ali kod električnog soma, naprotiv, rep je pozitivno nabijen, a glava negativno nabijena. Ribe koriste svoja električna svojstva i za napad i za odbranu, kao i za pronalaženje plijena, navigaciju u nemirnoj vodi i prepoznavanje opasnih protivnika.
Postoje i slabo električne ribe. Oni nemaju nikakve električne organe. To su obične ribe: karasi, šarani, goveče itd. Osjete električno polje i emituju slab električni signal.
Prvo su biolozi otkrili čudno ponašanje male slatkovodne ribe - američkog soma. Osjetio je metalni štap koji mu se približava u vodi na udaljenosti od nekoliko milimetara. Engleski naučnik Hans Lisman zatvarao je metalne predmete u parafinske ili staklene školjke i spuštao ih u vodu, ali nije uspeo da prevari nilskog soma i gimnarha. Riba je osjetila metal. Doista, pokazalo se da ribe imaju posebne organe koji percipiraju slabu jačinu električnog polja.
Testirajući osjetljivost elektroreceptora u ribama, naučnici su izveli eksperiment. Pokrivali su akvarij sa ribom tamnom tkaninom ili papirom i pomerali mali magnet u blizini kroz vazduh. Riba je osjetila magnetsko polje. Zatim su istraživači jednostavno pomaknuli ruke blizu akvarija. I reagirala je čak i na najslabije bioelektrično polje koje je stvorila ljudska ruka.
Ribe registruju električno polje ništa lošije, a ponekad čak i bolje od najosjetljivijih instrumenata na svijetu i primjećuju najmanju promjenu u njegovom intenzitetu. Ribe, kako se ispostavilo, nisu samo plutajući "galvanometri", već i plutajući "električni generatori". Oni emituju električnu struju u vodu i stvaraju oko sebe električno polje koje je mnogo jače od onog koje nastaje oko običnih živih ćelija.
Uz pomoć električnih signala, ribe mogu čak i "razgovarati" na poseban način. Jegulje, na primjer, kada vide hranu, počinju generirati strujne impulse određene frekvencije, privlačeći tako svoje bližnje. A ako se dvije ribe smjeste u jedan akvarij, frekvencija njihovih električnih pražnjenja odmah se povećava.
Suparnici u Ribama određuju snagu svog protivnika po jačini signala koje emituju. Druge životinje nemaju takva osećanja. Zašto samo ribe imaju ovo svojstvo?
Ribe žive u vodi. Morska voda je odličan provodnik. U njemu se prostiru električni talasi, bez slabljenja, hiljadama kilometara. Osim toga, ribe imaju fiziološke karakteristike mišićne strukture, koje su vremenom postale "živi generatori".
Sposobnost riba da akumuliraju električnu energiju čini ih idealnim baterijama. Kada bi bilo moguće detaljnije razumjeti detalje njihovog rada, došlo bi do revolucije u tehnologiji u smislu stvaranja baterija. Elektrolokacija i podvodna komunikacija riba omogućila je razvoj sistema za bežičnu komunikaciju između ribarskog plovila i povlačne mreže.
Bilo bi prikladno završiti izjavom koja je ispisana pored običnog staklenog akvarijuma sa električnom ražom, predstavljenog na izložbi Engleskog kraljevskog društva 1960. U akvarij su spuštene dvije elektrode na koje je bio priključen voltmetar. Kada je riba mirovala, voltmetar je pokazivao 0 V, dok se riba kretala - 400 V. Čovjek još uvijek ne može razotkriti prirodu ovog električnog fenomena, uočenog mnogo prije organizacije Kraljevskog društva Engleske. Misterija električnih pojava u živoj prirodi još uvijek uzbuđuje umove naučnika i zahtijeva rješenje.
"Elektricitet u živim organizmima"
Šta je to, ko je otkrio, šta je struja?
Tales iz Mileta prvi je skrenuo pažnju na električni naboj. Proveo je eksperiment, trljao ćilibar s vunom, nakon takvih jednostavnih pokreta, ćilibar je počeo imati svojstvo da privlači male predmete. Ovo svojstvo manje liči na električni naboj, a više na magnetizam. Ali 1600. Gilbert je uspostavio razliku između ova dva fenomena.
Godine 1747. - 53. B. Franklin je iznio prvu konzistentnu teoriju električnih fenomena, konačno utvrdio električnu prirodu munje i izumio gromobran.
U 2. polovini 18. vijeka. počelo je kvantitativno proučavanje električnih i magnetnih pojava. Pojavili su se prvi mjerni instrumenti - elektroskopi različitih dizajna, elektrometri. G. Cavendish (1773) i C. Coulomb (1785) su eksperimentalno ustanovili zakon interakcije stacionarnih tačkastih električnih naboja (Cavendishovi radovi su objavljeni tek 1879.). Ovaj osnovni zakon elektrostatike (Coulombov zakon) omogućio je po prvi put stvaranje metode za mjerenje električnih naboja silama interakcije između njih.
Sljedeća faza u razvoju nauke o E. povezana je s otkrićem krajem 18. stoljeća. L. Galvani "životinjski elektricitet"
Glavni naučnik u proučavanju elektriciteta i električnih naboja je Michael Faraday. Eksperimentima je dokazao da efekti električnih naboja i struja ne zavise od načina njihove proizvodnje. Također 1831. godine, Faraday je otkrio elektromagnetnu indukciju - pobuđivanje električne struje u kolu smještenom u naizmjeničnom magnetskom polju. Godine 1833 - 34. Faraday je uspostavio zakone elektrolize; Ovi njegovi radovi označili su početak elektrohemije.
Dakle, šta je struja? Elektricitet je skup pojava uzrokovanih postojanjem, kretanjem i interakcijom električno nabijenih tijela ili čestica. Fenomen elektriciteta može se naći skoro svuda.
Na primjer, ako plastični češalj snažno protrljate o kosu, komadići papira će se početi lijepiti za nju. A ako protrljate balon o rukav, on će se zalijepiti za zid. Kada se trljaju ćilibar, plastika i niz drugih materijala, u njima nastaje električni naboj. Sama riječ “električni” dolazi od latinske riječi electrum, što znači “ćilibar”.
Odakle dolazi struja?
Svi objekti oko nas sadrže milione električnih naboja, koji se sastoje od čestica koje se nalaze unutar atoma - osnova sve materije. Jezgro većine atoma sadrži dvije vrste čestica: neutrone i protone. Neutroni nemaju električni naboj, dok protoni nose pozitivan naboj. Druga čestica koja rotira oko jezgra su elektroni, koji imaju negativan naboj. Tipično, svaki atom ima isti broj protona i elektrona, čiji jednaki, ali suprotni naboji se međusobno poništavaju. Kao rezultat toga, ne osjećamo nikakav naboj, a supstanca se smatra nenabijenom. Međutim, ako nekako poremetimo ovu ravnotežu, onda će ovaj objekt imati ukupni pozitivan ili negativan naboj, ovisno o tome koje čestice ostaju u njemu više - protona ili elektrona.
Električni naboji utiču jedno na drugo. Pozitivan i negativan naboj se privlače, a dva negativna ili dva pozitivna se odbijaju. Ako donesete negativno nabijenu konop za pecanje na predmet, negativni naboji predmeta će se premjestiti na njegov drugi kraj, a pozitivni naboji će se, naprotiv, približiti ribolovnoj liniji. Pozitivni i negativni naboji uže i predmeta će se međusobno privlačiti, a predmet će se zalijepiti za pecanje. Ovaj proces se naziva elektrostatička indukcija, a objekt je podvrgnut elektrostatičkom polju ribarske linije.
Šta je to, ko je otkrio šta su živi organizmi?
Živi organizmi su glavni predmet proučavanja u biologiji. Živi organizmi ne samo da se uklapaju u postojeći svijet, već se i izoluju od njega koristeći posebne barijere. Okruženje u kojem su nastali živi organizmi je prostorno-vremenski kontinuum događaja, odnosno skup pojava fizičkog svijeta, koji je određen karakteristikama i položajem Zemlje i Sunca.
Radi lakšeg razmatranja, svi organizmi su podijeljeni u različite grupe i kategorije, što čini biološki sistem njihove klasifikacije. Njihova najopćenitija podjela je na nuklearne i nenuklearne. Na osnovu broja ćelija koje čine tijelo, dijele se na jednoćelijske i višećelijske. Posebno mjesto između njih zauzimaju kolonije jednoćelijskih organizama.
Za sve žive organizme, tj. Na biljke i životinje utječu abiotički faktori okoline (faktori nežive prirode), posebno temperatura, svjetlost i vlaga. U zavisnosti od uticaja faktora nežive prirode, biljke i životinje se dele u različite grupe i razvijaju adaptacije na uticaj ovih abiotičkih faktora.
Kao što je već rečeno, živi organizmi su raspoređeni u velikom broju. Danas ćemo pogledati žive organizme, dijeleći ih na toplokrvne i hladnokrvne:
sa konstantnom telesnom temperaturom (toplokrvni);
sa nestabilnom tjelesnom temperaturom (hladnokrvni).
Organizmi sa nestabilnom telesnom temperaturom (ribe, vodozemci, gmizavci). Organizmi sa konstantnom telesnom temperaturom (ptice, sisari).
Kakva je veza između fizike i živih organizama?
Razumijevanje suštine života, njegovog nastanka i evolucije određuje cjelokupnu budućnost čovječanstva na Zemlji kao žive vrste. Naravno, sada je akumulirana ogromna količina materijala, pažljivo se proučava, posebno u oblasti molekularne biologije i genetike, postoje šeme ili modeli razvoja, postoji čak i praktično kloniranje ljudi.
Štaviše, biologija izvještava o mnogim zanimljivim i važnim detaljima o živim organizmima, dok nedostaje nešto fundamentalno. Sama riječ "fizika", prema Aristotelu, znači "physis" - priroda. Zaista, sva materija Univerzuma, a samim tim i mi sami, sastoji se od atoma i molekula, za koje su već dobiveni kvantitativni i općenito ispravni zakoni njihovog ponašanja, uključujući i na kvantno-molekularnom nivou.
Štaviše, fizika je bila i ostaje važan faktor u ukupnom razvoju proučavanja živih organizama uopšte. U tom smislu, fizika kao kulturni fenomen, a ne samo kao polje znanja, stvara sociokulturno razumijevanje najbliže biologiji. Vjerovatno je fizička spoznaja ta koja odražava stilove razmišljanja. Logički i metodološki aspekti znanja i same prirodne nauke, kao što je poznato, gotovo su u potpunosti zasnovani na iskustvu fizičkih nauka.
Stoga, zadatak naučnog saznanja o živim bićima može biti da potkrijepi mogućnost korištenja fizičkih modela i ideja za određivanje razvoja prirode i društva, također na osnovu fizikalnih zakona i naučne analize stečenog znanja o mehanizmu procesa. u živom organizmu. Kao što je M.V. rekao prije 25 godina. Wolkenstein, „u biologiji kao nauci o živim bićima moguća su samo dva načina: ili prepoznati nemoguće objašnjenje života na osnovu fizike i hemije, ili je takvo objašnjenje moguće i mora se pronaći, uključujući i na osnovu opšti zakoni koji karakterišu strukturu i prirodu materije, supstance i polja."
Električna energija u različitim klasama živih organizama
Krajem 18. vijeka poznati naučnici Galvani i Volta otkrili su elektricitet u životinjama. Prve životinje na kojima su naučnici eksperimentisali kako bi potvrdili svoje otkriće bile su žabe. Na ćeliju djeluju različiti faktori okoline – podražaji: fizičko – mehanički, temperaturni, električni;
Pokazalo se da je električna aktivnost sastavno svojstvo žive materije. Struja stvara živčane, mišićne i žljezdane stanice svih živih bića, ali ta je sposobnost najrazvijenija kod riba. Razmotrimo fenomen elektriciteta u toplokrvnim živim organizmima.
Trenutno je poznato da je od 20 hiljada savremenih vrsta riba, oko 300 sposobno da stvara i koristi bioelektrična polja. Na osnovu prirode nastalih pražnjenja, takve ribe se dijele na visoko električne i slabo električne. Prvi uključuju slatkovodne južnoameričke električne jegulje, afričke električne somove i morske električne zrake. Ove ribe stvaraju vrlo snažna pražnjenja: jegulje, na primjer, s naponom do 600 volti, som - 350. Trenutni napon velikih morskih zraka je nizak, jer je morska voda dobar provodnik, ali trenutna snaga njihovih pražnjenja , na primjer, zrak Torpedo, ponekad doseže 60 ampera.
Ribe druge vrste, na primjer, Mormyrus i drugi predstavnici reda kljunastih kitova, ne emituju odvojena pražnjenja. Oni šalju niz gotovo kontinuiranih i ritmičnih signala (pulsa) visoke frekvencije u vodu, a ovo polje se manifestuje u obliku tzv. linija sile. Ako u električno polje uđe predmet koji se razlikuje po svojoj električnoj vodljivosti od vode, konfiguracija polja se mijenja: objekti s većom provodljivošću koncentrišu ljiljane oko sebe, a oni sa manjom provodljivošću ih raspršuju. Ribe percipiraju ove promjene pomoću električnih receptora, koji se nalaze kod većine riba u području glave, i određuju lokaciju objekta. Dakle, ove ribe obavljaju pravu električnu lokaciju.
Gotovo svi love prvenstveno noću. Neke od njih slabo vide, zbog čega su ove ribe u procesu duge evolucije razvile tako savršenu metodu za otkrivanje hrane, neprijatelja i raznih objekata na daljinu.
Tehnike koje koriste električne ribe prilikom hvatanja plijena i odbrane od neprijatelja sugeriraju tehnička rješenja ljudima pri razvoju instalacija za elektro ribolov i odbijanje riba. Modeliranje električnih sistema za lociranje riba otvara izuzetne izglede. U modernoj tehnologiji podvodne lokacije ne postoje sistemi za pretragu i detekciju koji bi radili na isti način kao elektrolokatori stvoreni u prirodnoj radionici. Naučnici iz mnogih zemalja naporno rade na stvaranju takve opreme.
AMFIBIDI
Da bismo proučavali protok električne energije kod vodozemaca, uzmimo Galvanijev eksperiment. U svojim eksperimentima koristio je zadnje noge žabe povezane s kičmom. Dok je kačio ove preparate na bakarnu kuku sa gvozdene ograde balkona, primetio je da kada se udovi žabe njišu na vetru, njihovi mišići se skupljaju pri svakom dodiru ograde. Na osnovu toga, Galvani je došao do zaključka da je trzanje nogu uzrokovano “životinjskom strujom” koja potiče iz kičmene moždine žabe i prenosi se preko metalnih provodnika (kuka i balkonska ograda) na mišiće udova. Fizičar Alexander Volta suprotstavio se ovom Galvanijevom stavu o "životinjskom elektricitetu". Godine 1792. Volta je ponovio Galvanijeve eksperimente i ustanovio da se te pojave ne mogu smatrati "životinjskim elektricitetom". U Galvanijevom eksperimentu, izvor struje nije bila kičmena moždina žabe, već strujni krug formiran od različitih metala - bakra i željeza. Volta je bio u pravu. Galvanijev prvi eksperiment nije dokazao prisustvo "životinjskog elektriciteta", ali su ove studije privukle pažnju naučnika na proučavanje električnih pojava u živim organizmima. Kao odgovor na Voltin prigovor, Galvani je izveo drugi eksperiment, ovaj put bez učešća metala. Zabacio je kraj išijadičnog živca staklenom kukom na mišić žabljeg uda - a istovremeno je uočena i kontrakcija mišića. Jonska provodljivost se javlja iu živom organizmu.
Formiranje i odvajanje jona u živoj materiji je olakšano prisustvom vode u proteinskom sistemu. Od toga zavisi dielektrična konstanta proteinskog sistema.
Nosioci naboja u ovom slučaju su vodikovi joni - protoni. Samo se u živom organizmu sve vrste provodljivosti ostvaruju istovremeno.
Odnos između različitih provodljivosti mijenja se ovisno o količini vode u proteinskom sistemu. Danas ljudi još ne poznaju sva svojstva složene električne provodljivosti žive materije. Ali ono što je jasno je da upravo o njima ovise ona fundamentalno različita svojstva koja su svojstvena samo živim bićima.
Na ćeliju djeluju različiti faktori okoline – podražaji: fizičko – mehanički, temperaturni, električni.
Struja u divljini Travnikov Andrej 9 "B"
Električna energija Elektricitet je skup pojava uzrokovanih postojanjem, interakcijom i kretanjem električnih naboja.
Elektricitet u ljudskom tijelu Ljudsko tijelo sadrži mnoge kemikalije (kao što su kisik, kalij, magnezij, kalcij ili natrij) koje međusobno reagiraju stvarajući električnu energiju. Između ostalog, to se događa u procesu takozvanog "ćelijskog disanja" - ekstrakcije od strane ćelija tijela energije potrebne za život. Na primjer, u ljudskom srcu postoje ćelije koje u procesu održavanja srčanog ritma apsorbuju natrijum i oslobađaju kalij, što stvara pozitivan naboj u ćeliji. Kada naelektrisanje dostigne određenu vrijednost, ćelije stiču sposobnost da utiču na kontrakcije srčanog mišića.
Munja Munja je ogromna električna varnica u atmosferi koja se obično može javiti tokom grmljavine, što rezultira jakim bljeskom svjetlosti i pratećom grmljavinom.
Struja u ribama Sve vrste električnih riba imaju poseban organ koji proizvodi električnu energiju. Uz njegovu pomoć, životinje love i brane se, prilagođavajući se životu u vodenom okruženju. Električni organ svih riba je isto dizajniran, ali se razlikuje po veličini i lokaciji. Ali zašto nijedan električni organ nije pronađen ni u jednoj kopnenoj životinji? Razlog za to je sljedeći. Samo voda sa otopljenim solima u njoj je odličan provodnik struje, što omogućava korištenje djelovanja električne struje na daljinu.
Električna raža Električna raža je odred hrskavičnih riba kod kojih se upareni električni organi u obliku bubrega nalaze na bočnim stranama tijela između glave i prsnih peraja. Red uključuje 4 porodice i 69 vrsta. Električne ražane poznate su po svojoj sposobnosti da proizvode električni naboj, čiji se napon (ovisno o vrsti) kreće od 8 do 220 volti. Stingrays ga koriste u odbrani i mogu omamiti plijen ili neprijatelje. Žive u tropskim i suptropskim vodama svih okeana
Električna jegulja Dužina od 1 do 3 m, težina do 40 kg. Električna jegulja ima golu kožu, bez ljuski, a tijelo je jako izduženo, zaobljeno sprijeda i nešto stisnuto bočno pozadi. Boja odraslih električnih jegulja je maslinasto-smeđa, donja strana glave i grla je svijetlo narančasta, rub analne peraje svijetli, a oči smaragdno zelene. Generiše pražnjenje naponom do 1300 V i strujom do 1 A. Pozitivno naelektrisanje je u prednjem delu tela, a negativno je na zadnjem delu. Jegulja koristi električne organe za zaštitu od neprijatelja i za paralizaciju plijena, koji se sastoji uglavnom od malih riba.
Venerina muholovka Venerina muholovka je mala zeljasta biljka sa rozetom od 4-7 listova koji rastu iz kratke podzemne stabljike. Stabljika je lukovičasta. Listovi su veličine od tri do sedam centimetara, ovisno o godišnjem dobu, dugi listovi se obično formiraju nakon cvatnje. U prirodi se hrani insektima, ponekad se mogu naći i mekušci (puževi). Pomicanje listova nastaje zbog električnog impulsa.
Mimosa pudica Odličan vizuelni dokaz ispoljavanja strujanja delovanja u biljkama je mehanizam savijanja listova pod uticajem spoljašnjih podražaja kod Mimoze pudica, koja ima tkiva koja se mogu oštro kontrahovati. Ako donesete strani predmet na njegove listove, oni će se zatvoriti. Odatle potiče i naziv biljke.
Pripremajući ovu prezentaciju naučila sam mnogo o organizmima u prirodi i načinu na koji koriste električnu energiju u svom životu.
Izvori http://wildwildworld.net.ua/articles/elektricheskii-skat http://flowerrr.ru/venerina-muholovka http:// www.valleyflora.ru/16.html https://ru.wikipedia.org
Koristimo ga svakodnevno. To je dio našeg svakodnevnog života, a vrlo često nam je priroda ovog fenomena nepoznata. Govorimo o struji.
Malo ljudi zna da se ovaj izraz pojavio prije skoro 500 godina. Engleski fizičar William Gilbert proučavao je električne fenomene i primijetio da mnogi objekti, poput ćilibara, privlače manje čestice nakon trljanja. Stoga je u čast fosilne smole ovaj fenomen nazvao elektricitet (od latinskog Electricus - ćilibar). Inače, davno prije Gilberta, drevni grčki filozof Thales primijetio je ista svojstva ćilibara i opisao ih. Ali pravo da se naziva otkrićem i dalje je pripalo Vilijamu Gilbertu, jer u nauci postoji tradicija - ko god je prvi počeo da uči, autor je.
Ljudi koji su ukrotili struju
Međutim, stvari nisu išle dalje od opisa i primitivnih istraživanja. Tek u 17.–18. veku pitanje električne energije dobilo je značajnu pažnju u naučnoj literaturi. Među onima koji su, nakon W. Gilberta, proučavali ovaj fenomen, može se navesti Benjamin Franklin, koji je poznat ne samo po svojoj političkoj karijeri, već i po istraživanju atmosferskog elektriciteta.
Jedinica mjerenja električnog naboja i zakon interakcije električnih naboja nazvani su po francuskom fizičaru Charlesu Coulomb-u. Ništa manje značajan doprinos dali su Luigi Galvani, Alessandro Volt, Michael Faraday i Andre Ampere. Sva ova imena su poznata još od škole. Naš sunarodnik Vasilij Petrov, koji je otkrio naponski luk početkom 19. vijeka, također je vodio svoja istraživanja u oblasti električne energije.
"Volta Arc"
Možemo reći da, počevši od ovog vremena, električna energija prestaje biti mahinacija prirodnih sila i postepeno počinje ulaziti u živote ljudi, iako su do danas u ovom fenomenu ostale misterije.
Definitivno možemo reći: da električni fenomeni nisu postojali u prirodi, onda je moguće da ništa slično ovome do sada ne bi bilo otkriveno. U davna vremena su plašili krhki um čovjeka, ali je s vremenom pokušao ukrotiti elektricitet. Rezultati ovih akcija su takvi da više nije moguće zamisliti život bez njega.
Čovječanstvo je uspjelo "ukrotiti" električnu energiju
Kako se elektricitet manifestuje u prirodi?
Naravno, kada se razgovor okrene prirodnom elektricitetu, munje odmah padaju na pamet. Pomenuti američki političar prvi ih je proučio. Inače, u nauci postoji verzija da je munja imala značajan uticaj na razvoj života na Zemlji, jer su biolozi utvrdili da je za sintezu aminokiselina potrebna struja.
Munja je snažno pražnjenje električne energije
Svima je poznat osjećaj kada, kada dodirnete nekoga ili nešto, dođe do električnog pražnjenja koje uzrokuje blagu neugodnost. Ovo je manifestacija prisustva električnih struja u ljudskom tijelu. Inače, nervni sistem funkcioniše zahvaljujući električnim impulsima koji iz nadraženog područja dolaze do mozga.
Signali se prenose električnim putem unutar moždanih neurona
Ali ne samo da ljudi stvaraju električne struje u sebi. Mnogi stanovnici mora i okeana sposobni su za proizvodnju električne energije. Na primjer, električna jegulja je sposobna stvoriti napon do 500 volti, a snaga punjenja raža doseže 0,5 kilovata. Osim toga, određene vrste riba koriste električno polje koje stvaraju oko sebe, uz pomoć kojeg se lako snalaze u mutnoj vodi i na dubinama gdje sunčeva svjetlost ne prodire.
Električna jegulja rijeke Amazone
Struja u službi čovjeka
Sve je to postalo preduvjet za korištenje električne energije u kućne i industrijske svrhe. Već u 19. veku počinje da se redovno koristi, pre svega za unutrašnje osvetljenje. Zahvaljujući njemu, postalo je moguće stvoriti opremu za prijenos informacija na velike udaljenosti pomoću radija, televizije i telegrafa.
Električna energija za prijenos informacija
Sada je teško zamisliti život bez električne struje, jer svi uobičajeni uređaji rade isključivo na njoj. Očigledno je to bio poticaj za stvaranje uređaja za pohranu električne energije (baterije) i električnih generatora za ona mjesta do kojih visokonaponski stupovi još nisu stigli.
Osim toga, električna energija je motor nauke. Mnogi instrumenti koje naučnici koriste za proučavanje svijeta oko sebe također se napajaju njime. Postepeno, električna energija osvaja prostor. Na svemirske brodove ugrađuju se moćne baterije, a na planeti se grade solarni paneli i postavljaju vjetroturbine koje primaju energiju iz prirode.
Nauka o električnim motorima
Pa ipak, ovaj fenomen je za mnoge ljude još uvijek obavijen velom misterije i tame. Čak i uprkos školskom obrazovanju, neki priznaju da ne razumiju u potpunosti principe funkcioniranja struje. Ima i onih koji su zbunjeni terminima. Oni nisu uvijek u stanju da objasne razliku između napona, snage i otpora.
