Električne pojave u prirodi. Struja sa živim organizmima Poruka o naponu u živoj prirodi

Od davnina ljudi znaju da postoje "električne" ribe, poput jegulje ili raža, koje stvaraju pražnjenje slično pražnjenju kondenzatora. I tako je profesor anatomije na Univerzitetu u Bolonji, Luigi Galvani (1737-1798), odlučio da otkrije da li druge životinje imaju tu sposobnost. Godine 1780. secirao je mrtvu žabu i objesio žablju nogu o bakarnu žicu na balkonu da se osuši. Vjetar je zanjihao šapu, a Galvani je primijetio da se, kada dotakne željeznu ogradu, skupila, baš kao živo biće. Iz ovoga je Galvani izveo pogrešan (kako se kasnije ispostavilo) zaključak da mišići i živci životinja proizvode električnu energiju.

Ovaj zaključak je bio netačan u slučaju žabe. U međuvremenu, ribe koje proizvode električnu energiju, i to u znatnim količinama, postoje i prilično su česte. Evo šta o tome piše naučnik, specijalista u ovoj oblasti N.I.

U toplim i tropskim morima, u rijekama Afrike i Južna Amerika Postoji nekoliko desetina vrsta riba koje su sposobne povremeno ili stalno emitovati električna pražnjenja različite jačine. Ove ribe koriste svoju električnu struju ne samo za odbranu i napad, već i da signaliziraju jedna drugoj i unaprijed otkrivaju prepreke (lokacije). Električni organi se nalaze samo u ribama. Da ih imaju druge životinje, naučnici bi to odavno znali.

Električne ribe postoje na Zemlji milionima godina. Njihovi ostaci pronađeni su u veoma drevnim slojevima zemljine kore. Na drevnim grčkim vazama nalaze se slike električnog raža - torpeda.

U spisima starogrčkih i rimskih pisaca i prirodnjaka postoje mnoge reference na divnu, neshvatljivu snagu kojom je torpedo obdaren. Doktori Drevni Rim Držali su ove ražanke kod kuće u velikim akvarijumima. Pokušali su koristiti torpeda za liječenje bolesti: pacijenti su bili prisiljeni dodirivati raža, a činilo se da su se pacijenti oporavili od strujnih udara.

Čak i danas na obali Sredozemno more i na atlantskoj obali Iberijskog poluotoka, stariji ljudi ponekad lutaju u plitkim vodama - nadajući se da će se izliječiti od reume ili gihta pomoću "iscjeljujućeg" električnog torpeda.

Električna energija u instrument tabli se proizvodi u posebnim organima - "električnim baterijama". Nalaze se između glave i prsne peraje i sastoje se od stotina heksagonalnih stubova želatinozne supstance. Stubovi su odvojeni jedan od drugog gustim pregradama, kojima se približavaju živci. Vrhovi i osnove stubova su u kontaktu sa kožom leđa i trbuha. Nervi koji vode do električnih organa su visoko razvijeni i imaju oko pola miliona završetaka unutar “baterije”.
Za nekoliko desetina sekundi, torpedo emituje stotine i hiljade kratkih pražnjenja, koje teku od trbuha do leđa. U napon različite vrste nagibi se kreću od 80 do 300 V sa strujom od 7 - 8 A.

U vodama naših mora žive neke vrste bodljikavih raža - raja ili, kako ih mi zovemo, morske lisice. Učinak električnih organa ovih raža je mnogo slabiji od djelovanja torpeda. Može se pretpostaviti da im slabi, ali dobro razvijeni električni organi raija služe za međusobnu komunikaciju i igraju ulogu bežičnog telegrafa.

Nedavno su naučnici otkrili da afrička slatkovodna riba Gymnarhus neprekidno emituje slabe, ali česte električne signale tokom svog života. Sa njima, gimnarhus kao da ispituje prostor oko sebe. Samouvjereno pliva u mutnoj vodi, među algama i kamenjem, ne dodirujući tijelom prepreke. Istu sposobnost imaju i "slabostrujni" rođaci električne jegulje - južnoamerička gimnastičarka i afrička riba Mormyrops.

U istočnom dijelu tropskih voda Tihog okeana živi ocelirana zraka diskopige. Zauzima neku vrstu srednjeg položaja između torpeda i bodljikavih raža. Hranjenje raža mali rakovi i lako ih izvlači bez upotrebe električne struje. Njegova električna pražnjenja ne mogu nikoga ubiti i vjerovatno mu služe samo da otjera grabežljivce.

Nisu samo ražanke te koje imaju električne organe. Tijelo afričkog riječnog soma, Malapterurus, umotano je, poput bunde, u želatinozni sloj u kojem se stvara električna struja. Električni organi čine oko četvrtinu težine cijelog soma. Napon pražnjenja ove ribe doseže 360 V; nije bezbedan za ljude i, naravno, fatalan za ribe.

U Indiji, Pacifiku i Atlantic Oceans, u Sredozemnom i Crnom moru žive male ribe koje liče na gobije - zvijezde. Obično leže na obalnom dnu, čekajući plijen koji pliva odozgo. Stoga njihove oči, koje se nalaze na gornjoj strani glave, gledaju prema gore. Odatle dolazi njihovo ime. Neke vrste promatrača zvijezda imaju električne organe koji se nalaze u očnoj duplji i vjerovatno služe samo za signalizaciju.

Električna jegulja živi u tropskim rijekama Južne Amerike. Ovo je sivoplava zmijolika riba duga do 3 m. Glava i trbušni dio čine samo 1/5 njenog tijela, a složeni električni organi smješteni su duž 4/5 tijela s obje strane. Sastoje se od 6.000 - 7.000 ploča, odvojenih jedna od druge tankom ljuskom i izolovanih odstojnicima od želatinozne supstance. Ploče čine neku vrstu baterije, dajući pražnjenje u smjeru od repa prema glavi. Struja jegulje dovoljna je da ubije ribu ili žabu u vodi. Ljudi koji plivaju u rijeci također se loše provode: električni organ jegulje proizvodi napon od nekoliko stotina volti. Jegulja proizvodi posebno jak strujni napon kada se savija u luku tako da se žrtva nalazi između repa i glave: dobija se zatvoreni električni prsten.

Električno pražnjenje jegulje privlači druge jegulje u blizini. Ovo svojstvo akni može se koristiti i umjetno. Puštanjem bilo kojeg izvora struje u vodu bilo je moguće privući cijelo stado jegulja, samo je bilo potrebno odabrati odgovarajući napon i učestalost pražnjenja.

Procjenjuje se da bi 10.000 jegulja moglo pokrenuti električni voz u roku od nekoliko minuta. Ali nakon toga vlak bi stajao nekoliko dana dok jegulje ne bi povratile električnu energiju

"Elektricitet u živim organizmima"

Šta je to, ko ga je otkrio, šta je struja?

Tales iz Mileta prvi je skrenuo pažnju na električni naboj. Izveo je eksperiment, trljao ćilibar s vunom, nakon takvih jednostavnih pokreta, ćilibar je počeo imati svojstvo privlačenja male stvari. 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 razni dizajni, 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) je po prvi put omogućio 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 - pobudu 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 se može naći skoro svuda.

Na primjer, ako plastični češalj snažno protrljate o kosu, komadići papira će se početi lijepiti za nju. I ako ga protrljaš po rukavu balon, onda 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 se ne uklapaju samo u njih postojeći svet, ali se i izolovali od toga koristeći posebne barijere. Okruženje u kojem su nastali živi organizmi je prostorno-vremenski kontinuum događaja, odnosno skup pojava. fizički svijet, koji je određen karakteristikama i položajem Zemlje i Sunca.

Radi lakšeg razmatranja, svi organizmi su raspoređeni prema 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 abiotski faktori okoline (faktori nežive prirode), posebno temperatura, svjetlost i vlažnost. 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 spomenuto, živi organizmi se dijele na veliki broj. Danas ćemo pogledati žive organizme, dijeleći ih na toplokrvne i hladnokrvne:

sa stalnom tjelesnom 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 ostala važan faktor opšti razvoj proučavanje 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 prirodne nauke, kao što je poznato, gotovo u potpunosti su zasnovane na iskustvu fizičkih nauka.

Stoga zadatak naučna saznanjaživljenje se, možda, sastoji u opravdavanju mogućnosti upotrebe fizičkih modela i ideja za određivanje razvoja prirode i društva, takođe na osnovu fizičkih zakona i naučne analize stečenih saznanja o mehanizmu procesa u živom organizmu. Kako 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, materije i polja."

Električna energija u različitim klasama živih organizama

Krajem 18. veka 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 utiču različiti faktori spoljašnje okruženje- iritansi: 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 od 20 hiljada. moderne vrste Oko 300 riba sposobno je stvoriti i koristiti 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 velikog raža nije visoka, jer morska voda je dobar provodnik, ali trenutna snaga njihovih pražnjenja, na primjer, rampa Torpeda, 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 ritmičkih signala (pulsova) visoke frekvencije u vodu, ovo polje se manifestuje u obliku tzv. dalekovodi. Ako u električno polje objekta koji se po svojoj električnoj provodljivosti razlikuje od udara 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) do mišića udova. Fizičar Alexander Volta izjasnio se protiv Galvanijeve izjave 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 također javlja u 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.

Čovječanstvo je pokušalo logično objasniti različite električne pojave, primjere kojih je promatralo u prirodi. Dakle, u davna vremena se smatralo munjom siguran znak gneva bogova, srednjovekovni pomorci blaženo su drhtali pred ognjem svetog Elma, a naši savremenici se izuzetno plaše susreta sa loptastim munjama.

Sve su to električni fenomeni. U prirodi sve, pa i ti i ja, nosi u sebi Ako se objekti s velikim nabojem različitih polariteta približe, tada dolazi do fizičke interakcije čiji je vidljivi rezultat obojen, obično žuto ili. ljubičasta tok hladne plazme između njih. Njegov tok prestaje čim se naboji u oba tijela izbalansiraju.

Najčešća električna pojava u prirodi je munja. Svake sekunde nekoliko stotina njih udari u površinu Zemlje. Munja obično gađa izolirane visoke objekte, jer, prema fizičkim zakonima, prijenos jakog naboja zahtijeva najkraću udaljenost između grmljavinskog oblaka i površine Zemlje. Kako bi zaštitili objekte od udara groma, njihovi vlasnici na krovove postavljaju gromobrane, visoke metalne konstrukcije sa uzemljenjem, koje u slučaju udara groma omogućavaju da se cjelokupni pražnjenje ispusti u tlo.

Još jedan električni fenomen, čija je priroda vrlo dugo vremena ostalo nejasno. S njim su se uglavnom bavili mornari. Svjetla su se manifestirala na sljedeći način: kada je brod zahvatila grmljavina, vrhovi njegovih jarbola su počeli da plamte jakim plamenom. Pokazalo se da je objašnjenje za ovaj fenomen vrlo jednostavno - visoki napon je igrao fundamentalnu ulogu elektromagnetno polje, što se opaža svaki put prije početka grmljavine. Ali ne samo mornari se mogu nositi sa svjetlima. Piloti velikih aviona također su iskusili ovaj fenomen kada su letjeli kroz oblake pepela bačenog u nebo vulkanskim erupcijama. Požari nastaju trenjem čestica pepela o kožu.

I munje i vatra Svetog Elma su električni fenomeni koje su mnogi vidjeli, ali nisu svi mogli da se susreću s njima. Njihova priroda nije u potpunosti proučena. Uobičajeno, očevici opisuju loptastu munju kao sjajnu blistavu sfernu formaciju, koja se haotično kreće u svemiru. Prije tri godine iznesena je teorija koja je bacila sumnju na stvarnost njihovog postojanja. Ako se ranije vjerovalo da su razne loptaste munje- ovo su električni fenomeni, teorija je sugerirala da nisu ništa drugo do halucinacije.

Postoji još jedan fenomen koji je elektromagnetne prirode - sjeverno svjetlo. Nastaje kao rezultat utjecaja solarnog vjetra na gornje sjeverno svjetlo. Izgledaju kao bljeskovi raznih boja i obično se bilježe na prilično visokim geografskim širinama. Postoje, naravno, izuzeci - ako je dovoljno visoka, onda i stanovnici umjerenih geografskih širina mogu vidjeti svjetla na nebu.

Električni fenomeni su prilično zanimljiv objekat istraživanja za fizičare širom planete, jer većina njih zahtijeva detaljno obrazloženje i ozbiljno proučavanje.

Krajem 18. veka 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.Struja stvara živčane, mišićne i žljezdane stanice svih živih bića, ali ta je sposobnost najrazvijenija kod riba.

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, Gnatonemus, Gymnarchus i drugi predstavnici kljunastih kitova ne emituju odvojene ispuštanja. Oni šalju niz gotovo neprekidnih i ritmičnih signala (impulsa) visoke frekvencije u vodu, stvarajući električno polje oko svog tijela. Konfiguracija ovog polja se pojavljuje u obliku takozvanih linija sile. Ako predmet koji se razlikuje po svojoj električnoj vodljivosti od vode uđe u električno polje, 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 imaju pravu električnu lokaciju.

Kljunaste ribe žive u Africi, u sporim mutnim rijekama, kao iu jezerima i močvarama, gotovo sve love uglavnom 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.

Slajd 2

Istorija otkrića električnih fenomena

Tales iz Mileta prvi je skrenuo pažnju na električni naboj 600 godina prije nove ere. Otkrio je da će ćilibar, protrljan vunom, steći svojstva privlačenja lakih predmeta: paperje, komadiće papira. Kasnije se vjerovalo da samo ćilibar ima ovo svojstvo. Sredinom 17. stoljeća, Otto von Garicke je razvio električnu mašinu za trenje. Osim toga, otkrio je svojstvo električnog odbijanja unipolarno nabijenih objekata, a 1729. godine engleski naučnik Stephen Gray otkrio je podjelu tijela na provodnike električne struje i izolatore. Ubrzo je njegov kolega Robert Simmer, promatrajući elektrifikaciju njegovih svilenih čarapa, došao do zaključka da su električne pojave uzrokovane razdvajanjem tijela na pozitivne i negativne naboje. Kada se tijela trljaju jedno o drugo, izazivaju naelektriziranje ovih tijela, odnosno naelektriziranje je akumulacija naboja iste vrste na tijelu, a naboji istog znaka se odbijaju, a naelektrisanja drugačiji znak se međusobno privlače i kompenzuju kada su povezani, čineći tijelo neutralnim (nenabijenim). 1729. Charles Dufay je otkrio da postoje dvije vrste naboja. Eksperimenti koje je sproveo Du Fay rekli su da se jedno naelektrisanje formira trljanjem stakla o svilu, a drugo trljanjem smole o vunu. Koncept pozitivnog i negativni naboj uveo njemački prirodnjak Georg Christoph. Prvi kvantitativni istraživač bio je zakon interakcije naelektrisanja, koji je eksperimentalno ustanovio Charles Coulomb 1785. koristeći osjetljivu torzionu ravnotežu koju je razvio.

Slajd 3

Zašto se elektrificiranim ljudima diže kosa?

Kosa je naelektrisana istim nabojem. Kao što znate, kao što se naboji međusobno odbijaju, tako se kosa, poput listova papirne perjanice, razilazi u svim smjerovima. Ako je bilo koje provodljivo tijelo, uključujući i ljudsko tijelo, izolirano od zemlje, onda se može nabiti do visokog potencijala. Tako se uz pomoć elektrostatičke mašine ljudsko tijelo može napuniti do potencijala od desetina hiljada volti.

Slajd 4

Da li električni naboj stavljen u ovom slučaju na ljudsko tijelo ima utjecaja na nervni sistem?

Ljudsko tijelo je provodnik struje. Ako je izolovan od zemlje i naelektrisan, tada se naelektrisanje nalazi isključivo na površini tela, tako da punjenje do relativno visokog potencijala ne utiče na nervni sistem, jer se nervna vlakna nalaze ispod kože. Utjecaj električnog naboja na nervni sistem osjeća se u trenutku pražnjenja, pri čemu dolazi do preraspodjele naboja na tijelu. Ova preraspodjela je kratkotrajna električna struja koja ne prolazi duž površine, već unutar tijela.

Slajd 5

Zašto ptice nekažnjeno sleću na visokonaponske prenosne žice?

Tijelo ptice koja sjedi na žici je grana strujnog kola spojenog paralelno s dijelom provodnika između nogu ptice. At paralelna veza dva dijela kola, veličina struja u njima je obrnuto proporcionalna otporu. Otpor ptičjeg tijela je ogroman u odnosu na otpor kratke dužine provodnika, pa je količina struje u tijelu ptice zanemarljiva i bezopasna. Također treba dodati da je razlika potencijala u području između nogu ptice mala.

Slajd 6

Riba i struja.

Ribe koriste pražnjenja: da im osvetle put; da zaštiti, napadne i omami žrtvu;

- prenose signale jedni drugima i unaprijed otkrivaju prepreke

Slajd 7 Najpoznatije električne ribe su električna jegulja, električna raža i električni som. Ove ribe imaju posebne organe za skladištenje električna energija

. Ovdje su sažete male napetosti koje nastaju u običnim mišićnim vlaknima zbog uzastopnog uključivanja mnogih pojedinačnih elemenata, koji su povezani nervima, poput provodnika, u duge baterije.

Slajd 8

Stingrays.

“Ova riba zamrzava životinje koje želi uloviti, nadjačavajući ih snagom udarca koji živi u njenom tijelu.”

Aristotel

Električni organi nalaze se gotovo cijelom dužinom tijela ribe i proizvode pražnjenja napona do 360 V.

Slajd 10

ELECTRIC EEL

Najmoćniji električni organi jegulja koje žive u rijekama tropska Amerika. Njihova pražnjenja dostižu napon od 650 V.

Slajd 11

Grmljavina je jedna od najopasnijih pojava.

Grmljavina i munje su jedan od prijetećih, ali veličanstvenih fenomena s kojima se čovjek pripremao od davnina. Pobesneli element. Pao je na njega u obliku zasljepljujuće džinovske munje, prijetećih grmljavina, pljuska i grada. U strahu od grmljavine, ljudi su ga obogotvorili, smatrajući ga oruđem bogova.

Slajd 12

Munja

Najčešće uočavamo munje koje podsjećaju na krivudavu rijeku sa pritokama. Takve munje se nazivaju linearnim kada se isprazne između oblaka, njihova dužina doseže više od 20 km.

Munje drugih vrsta mogu se vidjeti mnogo rjeđe.

Električno pražnjenje u atmosferi u obliku linearne munje je električna struja. Štaviše, jačina struje se mijenja za 0,2 - 0,3 sekunde. Otprilike 65% svih munja. Za koje uočavamo trenutnu vrijednost od 10.000 A, ali rijetko dostižu 230.000 A. Kanal groma kroz koji struja teče postaje veoma vruć i sjajno sija. Temperatura kanala dostiže desetine hiljada stepeni, pritisak raste, vazduh se širi i to je kao eksplozija vrelih gasova. Ovo doživljavamo kao grmljavinu. Udar groma u prizemni objekt može izazvati požar.

Slajd 13

Kada grom udari, na primjer, u drvo. Zagrije se, vlaga isparava iz njega, a pritisak nastale pare i zagrijanih plinova dovode do uništenja.

Za zaštitu objekata od pražnjenja groma koriste se gromobrani, koji su metalni štap koji se uzdiže iznad štićenog objekta. Slajd 14 Munja.