Elektrilised nähtused looduses. Elekter elusorganismidega Pinge eluslooduse sõnumis

Iidsetest aegadest on inimesed teadnud, et on olemas "elektrilised" kalad, nagu angerjas või rai, mis tekitavad kondensaatori tühjenemisele sarnase tühjenemise. Ja nii otsustas Bologna ülikooli anatoomiaprofessor Luigi Galvani (1737–1798) uurida, kas see võime on ka teistel loomadel. 1780. aastal lahkas ta surnud konna ja riputas konna jala rõdule vasktraadi külge kuivama. Tuul kõigutas käppa ja Galvani märkas, et kui see puudutas raudreelinguid, tõmbus see kokku nagu elusolend. Sellest tegi Galvani eksliku (nagu hiljem selgus) järelduse, et loomade lihased ja närvid toodavad elektrit.

See järeldus oli konna puhul vale. Samal ajal on kalad, mis toodavad elektrit, ja seda märkimisväärses koguses, ja on üsna levinud. Siin kirjutab selle kohta teadlane, selle valdkonna spetsialist N.I. Tarasov.

Soojades ja troopilistes meredes, Aafrika jõgedes ja Lõuna-Ameerika Seal on mitukümmend kalaliiki, kes on võimelised aeg-ajalt või pidevalt eraldama erineva tugevusega elektrilahendusi. Need kalad ei kasuta oma elektrivoolu mitte ainult kaitseks ja rünnakuks, vaid ka üksteisele märku andmiseks ja takistuste (asukohtade) eelnevaks tuvastamiseks. Elektrilisi elundeid leidub ainult kaladel. Kui teistel loomadel oleks need olemas, oleksid teadlased seda juba ammu teadnud.

Elektrikalad on Maal eksisteerinud miljoneid aastaid. Nende säilmed leiti väga iidsetest maakoore kihtidest. Vana-Kreeka vaasidel on kujutised elektrilisest torpeedost.

Vana-Kreeka ja Rooma kirjanike ja loodusteadlaste kirjutistes on palju viiteid imelisele, arusaamatule jõule, mis torpeedole on antud. Arstid Vana-Rooma Nad hoidsid neid raisid kodus suurtes akvaariumides. Nad üritasid torpeedosid kasutada haiguste raviks: patsiendid olid sunnitud raiu puudutama ja patsiendid näisid elektrilöögist taastuvat.

Ka tänapäeval rannikul Vahemeri ja Pürenee poolsaare Atlandi ookeani rannikul tiirlevad eakad inimesed vahel madalas vees – lootes saada “tervendava” elektritorpeedoga terveks reuma või podagra vastu.

Elekter armatuurlaual toodetakse spetsiaalsetes organites - "elektripatareides". Need asuvad pea ja rinnauimed ja koosnevad sadadest kuusnurksetest želatiinse aine sammastest. Sambad on üksteisest eraldatud tihedate vaheseintega, millele lähenevad närvid. Sambade tipud ja põhjad on kontaktis selja ja kõhu nahaga. Elektriorganite juurde viivad närvid on kõrgelt arenenud ja neil on "patareides" umbes pool miljonit otsa.
Mõnekümne sekundiga kiirgab torpeedo sadu ja tuhandeid lühiheiteid, mis voolavad kõhust selga. U pinge erinevad tüübid kalded jäävad vahemikku 80–300 V voolutugevusega 7–8 A.

Meie merede vetes elavad mõned ogaraide liigid - raya või, nagu me neid kutsume, merirebased. Nende kiirte elektriorganite mõju on palju nõrgem kui torpeedol. Võib oletada, et rai nõrgad, kuid hästi arenenud elektriorganid teenivad neid omavahel suhtlemisel ja täidavad juhtmevaba telegraafi rolli.

Hiljuti avastasid teadlased, et Aafrika mageveekala Gymnarhus kiirgab kogu oma elu jooksul pidevalt nõrku, kuid sagedasi elektrisignaale. Nendega näib gymnarhus sondeerivat ruumi enda ümber. Ujub enesekindlalt mudases vees, vetikate ja kivide vahel, ilma kehaga takistusi puudutamata. Sama võime on omistatud elektriangerja “nõrkvoolulistele” sugulastele - Lõuna-Ameerika võimlejale ja Aafrika kalale Mormyrops.

Vaikse ookeani troopiliste vete idaosas elab ocellated discopyge ray. See hõivab omamoodi vahepealse positsiooni torpeedo ja kipitavate nõlvade vahel. Stingray toitmine väikesed koorikloomad ja eemaldab need kergesti ilma elektrivoolu kasutamata. Tema elektrilahendused ei saa kedagi tappa ja tõenäoliselt aitavad teda ainult kiskjate peletamiseks.

Elektriorganid ei ole ainult kõrkjatel. Aafrika jõesäga Malapteruruse keha on nagu kasukas mähitud želatiinse kihi sisse, milles tekib elektrivool. Elektriorganid moodustavad umbes veerandi kogu säga massist. Selle kala tühjenduspinge ulatub 360 V-ni; see on inimestele ohtlik ja kaladele muidugi surmav.

India, Vaikse ookeani ja Atlandi ookeanid, Vahemeres ja Mustas meres elavad väikesed kalad, kes näevad välja nagu gobid – tähevaatlejad. Tavaliselt lebavad nad rannikupõhjas, varitsedes ülalt ujuvat saaki. Seetõttu vaatavad nende silmad, mis asuvad pea ülaosas, ülespoole. Siit pärineb nende nimi. Mõnel tähevaatlejaliigil on elektriorganid, mis asuvad silmakoobas ja teenivad tõenäoliselt ainult signaalimiseks.

Elektriangerjas elab Lõuna-Ameerika troopilistes jõgedes. See on kuni 3 m pikkune hallikassinine madu meenutav kala, mille pea ja kõhuosa moodustavad vaid 1/5 tema kehast ning komplekssed elektriorganid paiknevad mõlemal pool 4/5 kehast. Need koosnevad 6000–7000 plaadist, mis on üksteisest eraldatud õhukese kestaga ja eraldatud želatiinse aine vahetükkidega. Plaadid moodustavad omamoodi aku, andes tühjenemist sabast pea poole. Angerja vool on piisav, et vees kala või konn tappa. Jões ujujatel on ka kehvasti: angerja elektrielund toodab mitmesajavoldist pinget. Eriti tugeva voolupinge tekitab angerjas, kui ta paindub kaarega nii, et ohver on saba ja pea vahel: saadakse suletud elektrirõngas.

Angerja elektrilahendus meelitab ligi teisi angerjaid. Seda akne omadust saab kasutada ka kunstlikult. Suvalise elektriallika vette laskmisega oli võimalik ligi meelitada terve kari angerjaid, tuli vaid valida sobiv pinge ja väljavoolude sagedus.

Arvatakse, et 10 000 angerjat suudavad mõne minutiga elektrirongi toita. Kuid pärast seda seisis rong mitu päeva, kuni angerjad elektrienergia tagasi said

"Elekter elusorganismides"

Mis see on, kes selle avastas, mis on elekter?

Thales of Miletos oli esimene, kes juhtis tähelepanu elektrilaengule. Ta viis läbi katse, hõõrus merevaigu villaga, pärast selliseid lihtsaid liigutusi hakkas merevaigul olema omadus meelitada. väikesed esemed. See omadus sarnaneb vähem elektrilaengutega ja pigem magnetismiga. Kuid aastal 1600 tegi Gilbert nende kahe nähtuse vahel vahe.

Aastatel 1747–53 visandas B. Franklin esimese järjekindla elektrinähtuste teooria, tegi lõpuks kindlaks välgu elektrilise olemuse ja leiutas piksevarda.

18. sajandi 2. poolel. algas elektriliste ja magnetiliste nähtuste kvantitatiivne uurimine. Ilmusid esimesed mõõteriistad – elektroskoobid mitmesugused kujundused, elektromeetrid. G. Cavendish (1773) ja C. Coulomb (1785) kehtestasid katseliselt statsionaarsete punktelektrilaengute vastastikmõju seaduse (Cavendishi tööd ilmusid alles 1879. aastal). See elektrostaatika põhiseadus (Coulombi seadus) võimaldas esmakordselt luua meetodi elektrilaengute mõõtmiseks nendevaheliste vastastikmõju jõudude järgi.

E. teaduse arengu järgmine etapp on seotud avastusega 18. sajandi lõpus. L. Galvani "looma elekter"

Peateadlane elektri ja elektrilaengute uurimisel on Michael Faraday. Katsete abil tõestas ta, et elektrilaengute ja voolude mõju ei sõltu nende valmistamise meetodist. Ka 1831. aastal avastas Faraday elektromagnetilise induktsiooni – elektrivoolu ergutamise vahelduvas magnetväljas paiknevas ahelas. Aastatel 1833–34 kehtestas Faraday elektrolüüsi seadused; Need tema tööd tähistasid elektrokeemia algust.

Niisiis, mis on elekter? Elekter on nähtuste kogum, mis on põhjustatud elektriliselt laetud kehade või osakeste olemasolust, liikumisest ja vastasmõjust. Elektri fenomeni võib kohata peaaegu kõikjal.

Näiteks kui hõõrute plastikkammi kõvasti vastu juukseid, hakkavad selle külge kleepuma paberitükid. Ja kui hõõrud sellega varrukale õhupall, siis jääb see seina külge kinni. Merevaiku, plasti ja mitmete muude materjalide hõõrumisel tekib neis elektrilaeng. Sõna "elektriline" pärineb ladinakeelsest sõnast electrum, mis tähendab "merevaigust".

Kust tuleb elekter?

Kõik meid ümbritsevad objektid sisaldavad miljoneid elektrilaenguid, mis koosnevad aatomite sees paiknevatest osakestest – kogu mateeria alusest. Enamiku aatomite tuum sisaldab kahte tüüpi osakesi: neutroneid ja prootoneid. Neutronitel pole elektrilaeng, samas kui prootonid kannavad positiivset laengut. Teine ümber tuuma pöörlev osake on elektronid, millel on negatiivne laeng. Tavaliselt on igal aatomil sama arv prootoneid ja elektrone, mille võrdsed, kuid vastandlikud laengud tühistavad üksteist. Selle tulemusena ei tunne me mingit laengut ja aine loetakse laetuks. Kui aga selle tasakaalu kuidagi rikkuda, siis on sellel objektil üleüldine positiivne või negatiivne laeng, olenevalt sellest, milliseid osakesi sinna rohkem jääb - kas prootoneid või elektrone.

Elektrilaengud mõjutavad üksteist. Positiivne ja negatiivne laeng tõmbavad teineteist ning kaks negatiivset või kaks positiivset laengut tõrjuvad teineteist. Kui viite objektile negatiivse laenguga õngenööri, liiguvad objekti negatiivsed laengud selle teise otsa ja positiivsed laengud, vastupidi, liiguvad õngenöörile lähemale. Õngenööri ja eseme positiivsed ja negatiivsed laengud tõmbavad üksteist ligi ning objekt jääb õngenööri külge kinni. Seda protsessi nimetatakse elektrostaatiliseks induktsiooniks ja objekt allub väidetavalt õngenööri elektrostaatilisele väljale.

Mis see on, kes avastas, mis on elusorganismid?

Elusorganismid on bioloogia põhiteema. Elusorganismid mitte ainult ei sobi olemasolev maailm, vaid ka isoleerisid end sellest spetsiaalsete tõkete abil. Keskkond, milles elusorganismid tekkisid, on sündmuste ruumilis-ajaline järjepidevus, see tähendab nähtuste kogum füüsiline maailm, mille määravad ära Maa ja Päikese omadused ja asukoht.

Mugavuse huvides on kõik organismid jaotatud vastavalt erinevad rühmad ja kategooriad, mis moodustab nende klassifikatsiooni bioloogilise süsteemi. Nende kõige üldisem jagunemine on tuuma- ja mittetuumaenergiaks. Keha moodustavate rakkude arvu järgi jaotatakse need ühe- ja mitmerakulisteks. Eriline koht nende vahel asuvad üherakuliste organismide kolooniad.

Kõigile elusorganismidele, s.o. taimi ja loomi mõjutavad abiootilised keskkonnategurid (tegurid elutu loodus), eriti temperatuur, valgus ja niiskus. Sõltuvalt elutu looduse tegurite mõjust jagatakse taimed ja loomad erinevatesse rühmadesse ning neil areneb kohanemine nende abiootiliste tegurite mõjuga.

Nagu juba mainitud, on elusorganismid jaotatud suur hulk. Täna vaatleme elusorganisme, jagades need soojaverelisteks ja külmaverelisteks:

püsiva kehatemperatuuriga (soojavereline);

ebastabiilse kehatemperatuuriga (külmavereline).

Ebastabiilse kehatemperatuuriga organismid (kalad, kahepaiksed, roomajad). Püsiva kehatemperatuuriga organismid (linnud, imetajad).

Mis seos on füüsika ja elusorganismide vahel?

Elu olemuse, selle tekke ja evolutsiooni mõistmine määrab kogu inimkonna tuleviku Maal elava liigina. Muidugi on nüüdseks kogunenud tohutult materjali, seda uuritakse hoolega, eriti molekulaarbioloogia ja geneetika vallas, on olemas skeeme või arengumudeleid, on isegi praktilist inimese kloonimist.

Veelgi enam, bioloogia teatab elusorganismide kohta palju huvitavaid ja olulisi üksikasju, jättes samas midagi olulist puudu. Sõna "füüsika" ise tähendab Aristotelese järgi "physis" - loodust. Tõepoolest, kogu Universumi aine ja seega ka meie ise koosnevad aatomitest ja molekulidest, mille käitumise kvantitatiivsed ja üldiselt õiged seadused on juba saadud, sealhulgas kvantmolekulaarsel tasemel.

Pealegi oli ja jääb füüsika oluline tegur üldine areng elusorganismide uurimine üldiselt. Selles mõttes loob füüsika kui kultuurinähtus, mitte ainult teadmiste valdkond, bioloogiale kõige lähedasema sotsiaalkultuurilise arusaama. Tõenäoliselt on see füüsiline tunnetus, mis peegeldab mõtlemisstiile. Teadmiste loogilised ja metodoloogilised aspektid ja loodusteadus, nagu teada, põhinevad peaaegu täielikult füüsikateaduste kogemustel.

Seetõttu ülesanne teaduslikud teadmised elamine seisneb ehk füüsikaliste mudelite ja ideede kasutamise võimaluse põhjendamises looduse ja ühiskonna arengu määramisel, ka füüsikaseaduste ja elusorganismis toimuvate protsesside mehhanismi kohta saadud teadmiste teadusliku analüüsi alusel. Nagu M.V 25 aastat tagasi ütles. Wolkensteini sõnul on bioloogias kui elusolendite teaduses võimalik vaid kaks võimalust: kas tunnistada füüsika ja keemia põhjal elu võimatut seletust või on selline seletus võimalik ja tuleb leida, sh. üldised seadused, mis iseloomustavad aine, aine ja väljade struktuuri ja olemust."

Elekter erinevates elusorganismide klassides

18. sajandi lõpus avastasid kuulsad teadlased Galvani ja Volta loomades elektri. Esimesed loomad, kellega teadlased oma avastuse kinnitamiseks katsetasid, olid konnad. Rakku mõjutavad mitmesugused tegurid väliskeskkond- ärritajad: füüsikalised - mehaanilised, temperatuur, elektrilised;

Elektriline aktiivsus osutus elusaine lahutamatuks omaduseks. Elekter genereerib kõigi elusolendite närvi-, lihas- ja näärmerakke, kuid see võime on kõige enam arenenud kaladel. Vaatleme elektri nähtust soojaverelistes elusorganismides.

Praegu on teada, et 20 tuhandest. kaasaegsed liigid Umbes 300 kala on võimelised looma ja kasutama bioelektrivälju. Tekkivate heidete olemuse alusel jagunevad sellised kalad tugevalt elektrilisteks ja nõrgalt elektrilisteks. Esimeste hulka kuuluvad mageveelised Lõuna-Ameerika elektriangerjad, Aafrika elektrisäga ja mere elektrikiired. Need kalad tekitavad väga võimsaid tühjendeid: näiteks angerjad pingega kuni 600 volti, säga - 350. Voolupinge stingrays mitte kõrge, sest merevesi on hea juht, kuid nende tühjenemise tugevus, näiteks Torpedo kaldtee, ulatub mõnikord 60 amprini.

Teist tüüpi kalad, näiteks Mormyrus ja teised nokkvaalade klassi esindajad, ei eralda eraldi heidet. Nad saadavad vette rea peaaegu pidevaid ja rütmilisi kõrgsageduslikke signaale (impulsse), see väli avaldub nn. elektriliinid. Kui sisse elektriväli objekti, mis erineb elektrijuhtivuse poolest veest, muutub välja konfiguratsioon: suurema juhtivusega objektid koondavad enda ümber jõuliiliad ja väiksema juhtivusega hajutavad need laiali. Kalad tajuvad neid muutusi elektriliste retseptorite abil, mis asuvad enamikul kaladel pea piirkonnas, ja määravad objekti asukoha. Seega määravad need kalad tõelise elektrilise asukoha.

Peaaegu kõik nad peavad jahti peamiselt öösel. Mõnel neist on halb nägemine, mistõttu on need kalad pika evolutsiooni käigus välja töötanud nii täiusliku meetodi toidu, vaenlaste ja erinevate objektide tuvastamiseks kaugelt.

Elektrikalade saagi püüdmisel ja vaenlaste eest kaitsmisel kasutatavad võtted pakuvad inimestele tehnilisi lahendusi elektripüügiks ja kalade tõrjumiseks. Elektriliste kalade asukohasüsteemide modelleerimine avab erakordsed väljavaated. Kaasaegses veealuses asukohatehnoloogias puuduvad otsingu- ja tuvastussüsteemid, mis töötaksid samamoodi nagu looduse töökojas loodud elektrolokaatorid. Paljude riikide teadlased teevad selliste seadmete loomise nimel kõvasti tööd.

AMFIBIIDID

Kahepaiksete elektrivoolu uurimiseks võtame näiteks Galvani katse. Oma katsetes kasutas ta selgrooga ühendatud konna tagajalgu. Neid preparaate rõdu raudpiirde külge vaskkonksu külge riputades märkas ta, et kui konna jäsemed tuules kõikusid, tõmbusid nende lihased iga piirdepuudutusega kokku. Selle põhjal jõudis Galvani järeldusele, et jalgade tõmblemise põhjustas konna seljaajust pärit “loomne elekter”, mis kandub metalljuhtmete (konks ja rõdupiire) kaudu edasi jäsemete lihastesse. Füüsik Alexander Volta oli selle Galvani seisukoha "looma elektri kohta" vastu. 1792. aastal kordas Volta Galvani katseid ja leidis, et neid nähtusi ei saa pidada "loomalikuks elektriks". Galvani katses ei olnud vooluallikaks konna seljaaju, vaid vooluring, mis moodustati erinevatest metallidest – vasest ja rauast. Voltal oli õigus. Galvani esimene katse ei tõestanud "loomse elektri" olemasolu, kuid need uuringud äratasid teadlaste tähelepanu elusorganismide elektriliste nähtuste uurimisele. Vastuseks Volta vastulausele tegi Galvani teise katse, seekord ilma metallide osaluseta. Ta viskas klaaskonksuga istmikunärvi otsa konna jäseme lihasele – ja samal ajal täheldati ka lihase kokkutõmbumist. Ioonjuhtivus toimub ka elusorganismis.

Ioonide teket ja eraldumist elusaines soodustab vee olemasolu valgusüsteemis. Sellest sõltub valgusüsteemi dielektriline konstant.

Laengukandjateks on sel juhul vesinikuioonid – prootonid. Ainult elusorganismis realiseeruvad kõik juhtivuse tüübid üheaegselt.

Erinevate juhtivuste vaheline seos muutub sõltuvalt vee hulgast valgusüsteemis. Tänapäeval ei tea inimesed veel kõiki elusaine keeruka elektrijuhtivuse omadusi. Kuid selge on see, et just neist sõltuvad need põhimõtteliselt erinevad omadused, mis on omased ainult elusolenditele.

Rakku mõjutavad erinevad keskkonnategurid – stiimulid: füüsikalised – mehaanilised, temperatuurid, elektrilised.

Inimkond on püüdnud loogiliselt seletada erinevaid elektrinähtusi, mille näiteid nad looduses täheldasid. Niisiis, iidsetel aegadel peeti välku kindel märk jumalate viha, värisesid keskaegsed meremehed õndsalt Püha Elmo tulekahjude ees ja meie kaasaegsed kardavad keravälku sattumist ülimalt.

Kõik need on elektrilised nähtused. Looduses kannab kõik, isegi sina ja mina, enda sees Kui lähedale satuvad erinevate polaarsustega suurte laengutega objektid, siis tekib füüsiline vastastikmõju, mille nähtav tulemus on värviline, tavaliselt kollane või lilla külma plasma vool nende vahel. Selle vool peatub kohe, kui mõlema keha laengud on tasakaalus.

Kõige levinum elektrinähtus looduses on välk. Igas sekundis tabab neid mitusada Maa pinda. Välk sihib tavaliselt üksikuid kõrgeid objekte, kuna füüsikaseaduste kohaselt nõuab tugeva laengu ülekandmine äikesepilve ja Maa pinna vahelist lühimat vahemaad. Hoonete kaitsmiseks pikselöögi eest paigaldavad nende omanikud katustele piksevardad, mis on maandusega kõrged metallkonstruktsioonid, mis äikese tabamisel lasevad kogu heite pinnasesse juhtida.

Teine elektrinähtus, mille olemus on väga pikka aega jäi selgusetuks. Temaga tegelesid peamiselt meremehed. Tuled väljendusid järgmiselt: kui laev sattus äikesetormi, hakkasid selle mastide tipud heledatest leekidest lõõmama. Seletus nähtusele osutus väga lihtsaks – kõrgepingel oli põhimõtteline roll elektromagnetväli, mida täheldatakse iga kord enne äikese algust. Kuid mitte ainult meremehed ei saa tuledega hakkama. Seda nähtust on kogenud ka suurte reisilennukite piloodid, lennates läbi vulkaanipursete taevasse paisatud tuhapilvede. Tulekahjud tekivad tuhaosakeste hõõrdumisest vastu nahka.

Nii välk kui ka Püha Elmo tuli on elektrilised nähtused, mida paljud on näinud, kuid kõigil pole õnnestunud nendega kokku puutuda. Nende olemust pole täielikult uuritud. Tavaliselt kirjeldavad pealtnägijad keravälku kui eredat helendavat sfäärilist moodustist, mis liigub ruumis kaootiliselt. Kolm aastat tagasi esitati teooria, mis seadis kahtluse alla nende olemasolu reaalsuse. Kui varem usuti, et mitmesugused keravälk- need on elektrilised nähtused, väitis teooria, et need pole muud kui hallutsinatsioonid.

On veel üks elektromagnetilise iseloomuga nähtus – virmalised. See tekib päikesetuule mõjul virmaliste ülemistele kihtidele, mis näevad välja nagu erinevat värvi sähvatused ja neid registreeritakse tavaliselt üsna kõrgetel laiuskraadidel. Erandeid on muidugi ka - kui see on piisavalt kõrge, siis näevad taevas tulesid ka parasvöötme elanikud.

Elektrilised nähtused on üsna huvitav objekt teadusuuringud füüsikutele üle kogu planeedi, kuna enamik neist nõuab üksikasjalikku põhjendust ja tõsist uurimist.

18. sajandi lõpus avastasid kuulsad teadlased Galvani ja Volta loomades elektri. Esimesed loomad, kellega teadlased oma avastuse kinnitamiseks katsetasid, olid konnad.Elekter genereerib kõigi elusolendite närvi-, lihas- ja näärmerakke, kuid see võime on kõige enam arenenud kaladel.

Praegu on teada, et 20 tuhandest tänapäevasest kalaliigist on umbes 300 suutelised looma ja kasutama bioelektrivälju.
Tekkivate heidete olemuse alusel jagunevad sellised kalad tugevalt elektrilisteks ja nõrgalt elektrilisteks. Esimeste hulka kuuluvad mageveelised Lõuna-Ameerika elektriangerjad, Aafrika elektrisäga ja mere elektrikiired. Need kalad tekitavad väga võimsaid heitmeid: näiteks angerjad pingega kuni 600 volti, säga - 350. Suurte merekiirte voolupinge on madal, kuna merevesi on hea juht, kuid nende heidete voolutugevus. Näiteks Torpeedokiir ulatub mõnikord 60 amprini.

Teist tüüpi kalad, näiteks Mormyrus, Gnatonemus, Gymnarchus ja teised nokkvaalad, ei eralda eraldi heidet. Nad saadavad vette rea peaaegu pidevaid ja rütmilisi kõrgsageduslikke signaale (impulsse), luues nende keha ümber elektrivälja. Selle välja konfiguratsioon ilmneb nn jõujoonte kujul. Kui elektrivälja satub objekt, mille elektrijuhtivus erineb veest, muutub välja konfiguratsioon: suurema juhtivusega objektid koondavad jõuliiliad enda ümber ja väiksema juhtivusega hajutavad need laiali. Kalad tajuvad neid muutusi elektriliste retseptorite abil, mis asuvad enamikul kaladel pea piirkonnas, ja määravad objekti asukoha. Seega määravad need kalad tõelise elektrilise asukoha.

Nokakalad elavad Aafrikas, aeglaselt liikuvates mudajõgedes, aga ka järvedes ja soodes, pea kõik peavad jahti peamiselt öösiti. Mõnel neist on halb nägemine, mistõttu on need kalad pika evolutsiooni käigus välja töötanud nii täiusliku meetodi toidu, vaenlaste ja erinevate objektide tuvastamiseks kaugelt.

Slaid 2

Elektriliste nähtuste avastamise ajalugu

Thales Mileetosest juhtis esimesena tähelepanu elektrilaengule 600 aastat eKr. Ta avastas, et villaga hõõrutud merevaik omandab omadused, mis tõmbavad ligi kergeid esemeid: kohevust, paberitükke. Hiljem arvati, et see omadus on ainult merevaigul. 17. sajandi keskel töötas Otto von Garicke välja elektrilise hõõrdemasina. Lisaks avastas ta unipolaarselt laetud objektide elektrilise tõrjumise omaduse ning 1729. aastal avastas inglise teadlane Stephen Gray kehade jagunemise elektrivoolu juhtideks ja isolaatoriteks. Peagi jõudis tema kolleeg Robert Simmer oma siidsukkade elektriseerumist jälgides järeldusele, et elektrilised nähtused on põhjustatud kehade eraldumisest positiivseteks ja negatiivseteks laenguteks. Kui kehad hõõruvad üksteise vastu, põhjustavad nad nende kehade elektriseerumist, see tähendab, et elektrifitseerimine on sama tüüpi laengu kogunemine kehale ja sama märgiga laengud tõrjuvad ja laengud erinev märk tõmbuvad üksteise poole ja kompenseerivad ühendamisel, muutes keha neutraalseks (laadimata). 1729. aastal avastas Charles Dufay, et laenguid on kahte tüüpi. Du Fay läbiviidud katsed ütlesid, et üks laengutest moodustatakse klaasi hõõrumisel siidile ja teine vaigu hõõrumisel villale. Mõiste positiivne ja negatiivne laeng tutvustas saksa loodusteadlane Georg Christoph. Esimene kvantitatiivne uurija oli laengute vastastikmõju seadus, mille 1785. aastal katseliselt kehtestas Charles Coulomb, kasutades tema välja töötatud tundlikku torsioonbilanssi.

Slaid 3

Miks elektrifitseeritud inimeste juuksed tõusevad?

Juuksed elektristuvad sama laenguga. Nagu teate, tõrjuvad laengud üksteist, nii lahknevad ka juuksed nagu paberisamba lehed igas suunas. Kui mõni juhtiv keha, sealhulgas inimkeha, on maapinnast isoleeritud, saab seda laadida suure potentsiaaliga. Seega saab elektrostaatilise masina abil inimkeha laadida kümnete tuhandete voltide potentsiaalini.

Slaid 4

Kas sel juhul inimese kehale asetatud elektrilaeng mõjutab närvisüsteem?

Inimkeha on elektrijuht. Kui see on maapinnast isoleeritud ja laetud, siis paikneb laeng eranditult keha pinnal, nii et suhteliselt suure potentsiaaliga laadimine ei mõjuta närvisüsteemi, kuna närvikiud asuvad naha all. Elektrilaengu mõju närvisüsteemile on tunda tühjenemise hetkel, mille käigus toimub kehas laengute ümberjaotumine. See ümberjaotumine on lühiajaline elektrivool, mis ei kulge mööda pinda, vaid keha sees.

Slaid 5

Miks maanduvad linnud karistamatult kõrgepinge ülekandejuhtmetele?

Traadil istuva linnu keha on vooluahela haru, mis on paralleelselt ühendatud linnu jalgade vahelise juhtmeosaga. Kell paralleelühendus kaks ahela sektsiooni, nendes olevate voolude suurus on pöördvõrdeline takistusega. Linnu keha takistus on lühikese pikkusega juhi takistusega võrreldes tohutu, seega on vooluhulk linnu kehas tühine ja kahjutu. Samuti tuleb lisada, et linnujalgade vahelise ala potentsiaalne erinevus on väike.

Slaid 6

Kala ja elekter.

Kalad kasutavad heidet: oma tee valgustamiseks; ohvri kaitsmiseks, ründamiseks ja uimastamiseks; - edastavad üksteisele signaale ja tuvastavad takistused eelnevalt

Slaid 7

Tuntumad elektrikalad on elektriangerjas, elektriraik ja elektrisäga. Nendel kaladel on säilitamiseks spetsiaalsed elundid elektrienergia. Siin on kokku võetud tavalistes lihaskiududes tekkivad väikesed pinged, mis on tingitud paljude üksikute elementide järjestikusest kaasamisest, mis on ühendatud närvide abil, nagu juhid, pikkadeks akudeks.

Slaid 8

Raid.

"See kala külmutab loomad, keda ta püüda tahab, ületades need tema kehas elava löögi jõuga." Aristoteles

Slaid 9

Som.

Elektriorganid paiknevad peaaegu kogu kala keha pikkuses ja tekitavad kuni 360 V pingega tühjendeid.

Slaid 10

ELEKTRIANGJAS

Jõgedes elavate angerjate võimsaimad elektriorganid troopiline Ameerika. Nende tühjendamine ulatub 650 V pingeni.

Slaid 11

Äike on üks ohtlikumaid nähtusi.

Äike ja välk on ühed ähvardavatest, kuid majesteetlikest nähtustest, millega inimest on iidsetest aegadest valmis olnud. Raevukas element. See langes tema peale pimestava hiiglasliku välgu, ähvardava äikese, vihmasaju ja rahe kujul. Äikesetormi kartuses jumaldasid inimesed seda, pidades seda jumalate tööriistaks.

Slaid 12

Välk

Kõige sagedamini vaatleme välku, mis meenutab käänulist lisajõgedega jõge. Sellist välku nimetatakse lineaarseks, pilvede vahel tühjendades ulatub nende pikkus üle 20 km. Muud tüüpi välku võib näha palju harvemini. Elektrilahendus atmosfääris lineaarse välgu kujul on elektrivool. Veelgi enam, voolutugevus muutub 0,2–0,3 sekundiga. Ligikaudu 65% kogu välgust. Nende voolutugevus on 10 000 A, kuid ulatub harva 230 000 A-ni. Piksekanal, mille kaudu vool voolab, muutub väga kuumaks ja särab eredalt. Kanali temperatuur ulatub kümnete tuhandete kraadideni, rõhk tõuseb, õhk paisub ja see on nagu kuumade gaaside plahvatus. Me tajume seda äikesena. Pikselöögi maapinnale võib põhjustada tulekahju.

Slaid 13

Kui välk lööb näiteks puusse. See kuumeneb, niiskus aurustub sellest ning tekkiva auru ja kuumutatud gaaside rõhk põhjustavad hävingu. Hoonete kaitsmiseks pikselahenduse eest kasutatakse piksevardaid, mis kujutavad endast metallvarda, mis tõuseb kaitstava objekti kohale.

Slaid 14

Välk.

IN lehtpuud vool läheb tüve sees läbi südamiku, kus on palju mahla, mis voolu mõjul keeb ja aurud rebivad puu laiali.

Vaadake kõiki slaide