Живое электричество. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электричество для начинающих

 Комментарии к статье

В живой природе существует немало процессов, связанных с электрическими явлениями. Рассмотрим некоторые из них. Многие цветы и листья имеют способность закрываться и раскрываться в зависимости от времени и суток. Это обусловлено электрическими сигналами, представляющими собой потенциал действия. Можно заставить листья закрываться с помощью внешних электрических раздражителей. Кроме того, у многих растений возникают токи повреждений. Срезы листьев, стебля всегда заряжены отрицательно по отношению к нормальной ткани. Если взять лимон или яблоко и разрезать, а потом приложить к кожуре два электрода, то они не выявят разницы потенциалов. Если же один электрод приложить к кожуре, а другой к внутренней части мякоти, то появится разность потенциалов, и гальванометр отметит появление силы тока.

Изменение потенциала некоторых растительных тканей в момент их разрушения исследовал индийский ученый Бос. В частности, он соединил внешнюю и внутреннюю часть горошины гальванометром. Горошину он нагревал до температуры до 60С, при этом был зарегистрирован электрический потенциал в 0,5 В. Этим же ученым была исследована подушечка мимозы, которую он раздражал короткими импульсами тока. При раздражении возникал потенциал действия. Реакция мимозы была не мгновенной, а с запаздыванием на 0,1 с. Кроме того, в проводящих путях мимозы распространялся другой тип возбуждения, так называемая медленная волна, появляющаяся при повреждениях. Эта волна минует подушечки, достигая стебля, вызывает возникновение потенциала действия, передающегося вдоль стебля и приводящего к опусканию близлежащих листьев. Мимоза реагирует движением листа на раздражение подушечки током 0,5 мкА. Чувствительность языка человека в 10 раз ниже.

Не менее интересные явления, связанные с электричеством, можно обнаружить и у рыб. Древние греки остерегались встречаться в воде с рыбой, которая заставляла цепенеть животных и людей. Эта рыба была электрическим скатом и носила название торпеда.

В жизни разных рыб роль электричества различна. Некоторые из них с помощью специальных органов создают в воде мощные электрические разряды. Так, например, пресноводный угорь создает напряжение такой силы, что может отразить нападение противника или парализовать жертву. Электрические органы рыбы состоят из мышц, которые потеряли способность к сокращению. Мышечная ткань служит проводником, а соединительная - изолятором. К органу идут нервы от спинного мозга. А в целом он представляет собой мелкопластинчатую структуру из чередующихся элементов. Угорь имеет от 6000 до 10000 соединенных последовательно элементов, образующих колонку, и около 70 колонок в каждом органе, расположенных вдоль тела.

У многих рыб (гимнарха, рыбы-ножа, гнатонемуса) голова заряжается положительно, хвост - отрицательно, а вот у электрического сома, наоборот, хвост - положительно, а голова - отрицательно. Свои электрические свойства рыбы используют как для атаки, так и для защиты, а также для того, чтобы отыскивать жертву, ориентироваться в мутной воде, опознавать опасных противников.

Существуют также слабоэлектрические рыбы. Они не имеют каких-либо электрических органов. Это обыкновенные рыбы: караси, карпы, пескари и др. Они чувствуют электрическое поле и излучают слабый электрический сигнал. Сначала биологи обнаружили странное поведение небольшой пресноводной рыбки - американского сомика. Он чувствовал приближение к нему металлической палочки в воде на расстоянии нескольких миллиметров. Английский ученый Ганс Лиссман заключал в парафиновую или стеклянную оболочку металлические предметы, опускал их в воду, но обмануть нильского сомика и гимнархуса ему не удалось. Рыбка чувствовала металл. Действительно, оказалось, что рыбы имеют специальные органы, которые воспринимают слабую напряженность электрического поля. Проверяя чувствительность электрорецепторов у рыб, ученые проводили опыт. Закрывали аквариум с рыбкой темной тканью или бумагой и водили рядом по воздуху небольшим магнитом. Рыбка чувствовала магнитное поле. Потом исследователи просто водили возле аквариума руками. И она реагировала даже на самое слабое, создаваемое человеческой рукой, биоэлектрическое поле.

Рыбы не хуже, а порой и лучше самых чувствительных в мире приборов регистрируют электрическое поле и замечают малейшее изменение его напряженности. Рыбы, как оказалось, не только плавающие "гальванометры", но и плавающие "электрогенераторы". Они излучают в воду электрический ток и создают вокруг себя электрическое поле, значительно большее по силе, чем возникающее вокруг обычных живых клеток.

С помощью электрических сигналов рыбы могут даже особым образом "переговариваться". Угри, например, при виде пищи начинают генерировать импульсы тока определенной частоты, привлекая тем самым своих собратьев. А если двух рыб поместить в один аквариум, частота их электрических разрядов сразу же увеличивается. Рыбы-соперники определяют силу своего противника по силе излучаемых им сигналов. Другие животные таких чувств не имеют.

Рыбы живут в воде. Морская вода прекрасный проводник. Электрические волны распространяются в ней, не затухая, на тысячи километров. Кроме того, рыбы имеют физиологические особенности строения мышц, которые со временем стали "живыми генераторами". Способность рыб аккумулировать электрическую энергию, делает их идеальными аккумуляторами. Если бы удалось подробнее разобраться с деталями их работы, произошел бы переворот в технике, в плане создания аккумуляторов. Электролокация и подводная связь рыб позволила разработать систему для беспроводной связи между рыболовным судном и тралом.

Уместно было бы закончить высказыванием, которое было написано рядом с обычным стеклянным аквариумом с электрическим скатом, представленном на выставке Английского научного Королевского общества в 1960 г. В аквариум были опущены два электрода, к которым был подключен вольтметр. Когда рыба находилась в состоянии покоя, вольтметр показывал 0 В, при движении рыбы - 400 В. Природу этого электрического явления, наблюдаемого задолго до организации Английского Королевского общества, человек разгадать до сих пор не может.

Тайна электрических явлений в живой природе и сейчас будоражит умы ученых и требует своего решения.

Автор: Л.П. Яценко

Смотрите другие статьи раздела Электричество для начинающих.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

AirPods Pro с инфракрасными камерами 27.11.2025

Apple традиционно играет роль новатора, поэтому ожидания от следующего поколения AirPods Pro особенно высоки. Новая модель, над которой компания уже активно работает, должна не просто улучшить звук, но и расширить способы взаимодействия человека с цифровой средой. Одним из наиболее заметных нововведений станет появление чипа Apple H3. Сегодняшние AirPods Pro используют поколение H2, обеспечивающее высокую скорость обработки звука, однако переход к H3 обещает еще более точное шумоподавление и сокращение задержки при беспроводной передаче аудио. По данным источников, новая архитектура улучшит энергоэффективность, а также позволит чипу глубже интегрироваться с устройствами экосистемы Apple. Особенно это касается гарнитуры Vision Pro, которая получит более синхронную работу с будущими наушниками. Не менее интригующей выглядит вторая инновация - миниатюрные инфракрасные камеры, встроенные непосредственно в корпус AirPods. Специалисты предполагают, что эти сенсоры смогут фиксировать дв ...>>

ИИ нужно воспринимать как пользователя 26.11.2025

Искусственный интеллект постепенно перестает быть скрытым компонентом программных решений и выходит на передний план. Сегодня алгоритмы не просто помогают обрабатывать данные, но и активно участвуют в рабочих процессах, принимают решения, взаимодействуют с корпоративными сервисами и получают доступ к критически важной инфраструктуре. Такое расширение их возможностей заставляет специалистов по безопасности переосмыслить, что именно означает присутствие ИИ в цифровой среде. Президент по продуктам и технологиям Okta Рик Смит подчеркивает, что воспринимать ИИ исключительно как технологическую надстройку уже невозможно. По его словам, компании обязаны учитывать, что искусственные агенты становятся участниками процессов наравне с живыми сотрудниками, а значит, требуют аналогичных мер защиты. Он формулирует это предельно прямо: "Мы должны защищать клиентов не только от людей, но и от ИИ-агентов - относиться к ним как к пользователям". Однако многие организации продолжают рассматривать И ...>>

Случайная новость из Архива Мышечная ткань изготовлена в космосе 02.11.2025 Освоение космоса ставит перед наукой не только инженерные, но и медицинские задачи. Длительное пребывание в невесомости вызывает у астронавтов потерю мышечной массы и снижение прочности костей. Чтобы лучше понять эти процессы и разработать эффективные методы лечения, ученые начали создавать живые модели тканей, имитирующие работу человеческих органов в космосе. Недавний прорыв в этой области совершили исследователи из ETH Zurich, которым впервые удалось вырастить мышечную ткань в условиях микрогравитации. Под руководством Парта Чансория команда из Швейцарской высшей технической школы Цюриха провела серию параболических полетов, во время которых самолет на короткое время создает состояние невесомости, имитируя космическую микрогравитацию. Именно в эти несколько секунд ученые смогли напечатать сложную мышечную структуру, используя технологию 3D-биопечати. Эксперимент стал частью программы, направленной на разработку биомоделей для медицинских испытаний в космосе. Создание живых тканей - одна из самых трудных задач биоинженерии. На Земле силу тяжести приходится компенсировать с помощью поддерживающих структур, чтобы напечатанная ткань не разрушалась под собственным весом. В условиях микрогравитации такие силы исчезают, что позволяет формировать более деликатные и естественные волокна без деформаций и структурных напряжений. В качестве материала исследователи использовали биочернила - специальную смесь, состоящую из биополимеров и живых клеток. Этот субстрат должен быть достаточно вязким, чтобы сохранять форму, но при этом не мешать клеткам дышать и размножаться. Однако в процессе работы ученым пришлось преодолеть две серьезные проблемы: чрезмерный вес клеток, способный деформировать структуру до ее затвердевания, и неравномерное распределение клеток в биочернилах. Чтобы избежать этих осложнений, команда ETH Zurich применила уникальную био-смолу, устойчивую к деформации и подходящую для кратковременных условий невесомости. Во время 30 параболических циклов исследователи печатали образцы ткани, контролируя каждый этап формирования волокон. После завершения эксперимента биологи сравнили полученные образцы с тканями, созданными на Земле. Результаты показали, что жизнеспособность клеток и структура мышечных волокон остались идентичными, что подтвердило эффективность метода. Еще одно преимущество нового подхода заключается в том, что биосмолы с живыми клетками могут храниться длительное время, что делает возможным их использование в будущих космических миссиях, где ресурсы и оборудование ограничены. Это открывает путь к созданию биолабораторий на орбите, где можно будет выращивать модели органов и тестировать препараты в условиях, максимально приближенных к состоянию человеческого организма в космосе. По мнению ученых, напечатанные в невесомости модели мышечной ткани помогут глубже понять, как невесомость влияет на здоровье астронавтов, а также послужат инструментом для изучения заболеваний, таких как мышечная атрофия или дистрофия. Более того, подобные исследования создают основу для разработки новых методов терапии, применимых как в космосе, так и на Земле.

Другие интересные новости:

▪ Балун BALF-CC26-05D3 для трансиверов CC26xx

▪ 20-нм мобильные DRAM-чипы Samsung

▪ Новая геотермальная технология Fervo Energy

▪ Оценочная плата STEVAL-IDB009V1

▪ Звуки природы полезны для здоровья

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Сварочное оборудование. Подборка статей

▪ статья Изготовления гусениц. Советы моделисту

▪ статья Какой признак Чебурашки сильно увеличился в процессе работы над мультфильмом? Подробный ответ

▪ статья Слесарь механосборочных работ, занятый приготовлением окантовочных рамок пружинного блока и средника для рамки. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Миниатюрный радиопередатчик на туннельном диоде. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Релейная защита. Область применения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025