Travaux de recherche "L'électricité dans les organismes vivants". L'électricité dans la nature vivante Projet de biologie l'électricité dans les organismes vivants

15.02.2023

Depuis l’Antiquité, on sait qu’il existe des poissons « électriques », comme l’anguille ou la raie pastenague, qui créent une décharge semblable à celle d’un condensateur. C'est ainsi que Luigi Galvani (1737-1798), professeur d'anatomie à l'Université de Bologne, décida de découvrir si d'autres animaux possédaient cette capacité. En 1780, il disséqua une grenouille morte et suspendit la cuisse de la grenouille à un fil de cuivre sur le balcon pour la faire sécher. Le vent balançait la patte et Galvani remarqua que lorsqu'elle touchait la balustrade en fer, elle se contractait, tout comme une créature vivante. De là, Galvani a tiré la conclusion erronée (comme il s'est avéré plus tard) que les muscles et les nerfs des animaux génèrent de l'électricité.

Cette conclusion était incorrecte dans le cas de la grenouille. Pendant ce temps, les poissons qui produisent de l'électricité, en quantités considérables, existent et sont assez courants. Voici ce qu'écrit à ce sujet le scientifique spécialiste dans ce domaine N.I.

Dans les mers chaudes et tropicales, dans les rivières d'Afrique et d'Amérique du Sud, vivent plusieurs dizaines d'espèces de poissons capables d'émettre occasionnellement ou constamment des décharges électriques de différentes intensités. Ces poissons utilisent leur courant électrique non seulement pour se défendre et attaquer, mais aussi pour se signaler et détecter les obstacles (emplacements) à l'avance. Les organes électriques ne se trouvent que chez les poissons. Si d’autres animaux en possédaient, les scientifiques l’auraient su depuis longtemps.

Les poissons électriques existent sur Terre depuis des millions d'années. Leurs restes ont été retrouvés dans des couches très anciennes de la croûte terrestre. Sur les vases grecs anciens, il y a des images d'une raie pastenague électrique - une torpille.

Dans les écrits d'anciens écrivains et naturalistes grecs et romains, il existe de nombreuses références au pouvoir merveilleux et incompréhensible dont est dotée la torpille. Les médecins de la Rome antique gardaient ces raies pastenagues dans de grands aquariums chez eux. Ils ont essayé d'utiliser des torpilles pour traiter des maladies : les patients étaient obligés de toucher la raie et les patients semblaient se remettre des chocs électriques.

Même à notre époque, sur la côte méditerranéenne et sur la côte atlantique de la péninsule ibérique, des personnes âgées errent parfois dans les eaux peu profondes - dans l'espoir d'être guéries de rhumatismes ou de goutte avec une torpille électrique « curative ».

L'électricité dans un tableau de bord est générée dans des organes spéciaux - des « batteries électriques ». Ils sont situés entre la tête et les nageoires pectorales et sont constitués de centaines de colonnes hexagonales de substance gélatineuse. Les colonnes sont séparées les unes des autres par des cloisons denses auxquelles se rapprochent les nerfs. Les sommets et les bases des colonnes sont en contact avec la peau du dos et du ventre. Les nerfs menant aux organes électriques sont très développés et possèdent environ un demi-million de terminaisons à l'intérieur des « batteries ».
En quelques dizaines de secondes, la torpille émet des centaines et des milliers de courtes décharges, s'écoulant du ventre vers l'arrière. La tension actuelle pour différents types de raies pastenagues varie de 80 à 300 V avec une intensité de courant de 7 à 8 A.

Dans les eaux de nos mers vivent certaines espèces de raies épineuses - les raya, ou, comme nous les appelons, les renards marins. L'effet des organes électriques de ces raies pastenagues est bien plus faible que celui de la torpille. On peut supposer que les organes électriques faibles mais bien développés du rai leur servent à communiquer entre eux et jouent le rôle d'un télégraphe sans fil.

Récemment, des scientifiques ont découvert que le poisson d'eau douce africain Gymnarhus émettait continuellement des signaux électriques faibles mais fréquents tout au long de sa vie. Avec eux, le gymnarhus semble sonder l'espace qui l'entoure. Il nage en toute confiance dans les eaux boueuses, parmi les algues et les pierres, sans toucher aucun obstacle avec son corps. La même capacité est dotée des parents « à faible courant » de l'anguille électrique - le gymnaste sud-américain et le poisson africain Mormyrops.

Dans la partie orientale des eaux tropicales du Pacifique vit la raie discopyge ocellée. Elle occupe une sorte de position intermédiaire entre une torpille et des raies épineuses. La raie pastenague se nourrit de petits crustacés et les obtient facilement sans utiliser de courant électrique. Ses décharges électriques ne peuvent tuer personne et ne lui servent probablement qu'à éloigner les prédateurs.

Les raies pastenagues ne sont pas les seules à posséder des organes électriques. Le corps du poisson-chat de rivière africain, Malapterurus, est enveloppé, comme un manteau de fourrure, dans une couche gélatineuse dans laquelle se forme un courant électrique. Les organes électriques représentent environ un quart du poids de l'ensemble du poisson-chat. La tension de décharge de ce poisson atteint 360 V ; c'est dangereux pour les humains et, bien sûr, mortel pour les poissons.

Dans les océans Indien, Pacifique et Atlantique, dans la mer Méditerranée et dans la mer Noire, vivent de petits poissons qui ressemblent à des gobies - des observateurs d'étoiles. Ils se trouvent généralement sur le fond côtier, à l’affût des proies nageant d’en haut. Par conséquent, leurs yeux, situés sur la partie supérieure de la tête, regardent vers le haut. C'est de là que vient leur nom. Certaines espèces d'observateurs d'étoiles possèdent des organes électriques situés dans l'orbite de l'œil et ne servent probablement qu'à la signalisation.

L'anguille électrique vit dans les rivières tropicales d'Amérique du Sud. Il s'agit d'un poisson ressemblant à un serpent gris-bleu mesurant jusqu'à 3 m de long. La tête et la partie abdominale ne représentent que 1/5 de son corps, et des organes électriques complexes sont situés le long des 4/5 du corps des deux côtés. Ils sont constitués de 6 000 à 7 000 plaques, séparées les unes des autres par une fine coque et isolées par des espaceurs d'une substance gélatineuse. Les plaques forment une sorte de batterie, donnant une décharge dans le sens de la queue vers la tête. Le courant de l'anguille est suffisant pour tuer un poisson ou une grenouille dans l'eau. Les nageurs dans la rivière passent également un mauvais moment : l’organe électrique de l’anguille produit une tension de plusieurs centaines de volts. L'anguille produit une tension de courant particulièrement forte lorsqu'elle se plie en arc de cercle de telle sorte que la victime se trouve entre sa queue et sa tête : on obtient un anneau électrique fermé.

La décharge électrique de l'anguille attire les autres anguilles à proximité. Cette propriété de l’acné peut également être utilisée artificiellement. En déchargeant n'importe quelle source d'électricité dans l'eau, il était possible d'attirer tout un troupeau d'anguilles ; il suffisait de sélectionner la tension et la fréquence de décharge appropriées ;

On estime que 10 000 anguilles pourraient alimenter un train électrique en quelques minutes. Mais après cela, le train restait debout pendant plusieurs jours jusqu'à ce que les anguilles retrouvent leur énergie électrique.

Thème de mon travail : L'électricité vivante

Le but des travaux était d'identifier les moyens d'obtenir de l'électricité à partir des centrales et de confirmer expérimentalement certains d'entre eux.

Nous nous sommes fixés les tâches suivantes :

Pour atteindre les objectifs, les méthodes de recherche suivantes ont été utilisées : analyse de la littérature, méthode expérimentale, méthode de comparaison.

Avant que le courant électrique n’atteigne notre maison, il parcourt un long chemin depuis l’endroit où le courant est reçu jusqu’à l’endroit où il est consommé. Le courant est généré dans les centrales électriques. Centrale électrique - une centrale électrique, un ensemble d'installations, d'équipements et d'appareils utilisés directement pour la production d'énergie électrique, ainsi que les structures et bâtiments nécessaires situés dans une certaine zone.

"TRAVAIL ÉLECTRICITÉ SOUS TENSION"

Ministère de l'Éducation, des Sciences et de la Jeunesse de la République de Crimée

Concours de Crimée de travaux et de projets de recherche pour les écoliers de la 5e à la 8e année « Entrez dans la science »

Thème : L’électricité vivante

Travaux terminés :

Asanova Evelina Asanovna

élève de 5ème année

Responsable scientifique :

Ablyalimova Lilya Lenurovna,

professeur de biologie et de chimie

MBOU "École secondaire Veselovskaya"

Avec. Vesselovka – 2017

1.Introduction……………………………………………………………..…3

2. Sources de courant électrique…………………………..…….……4

2.1. Sources d'énergie non traditionnelles………………………….…..4

2.2. Sources « vivantes » de courant électrique………………………...4

2.3. Les fruits et légumes comme sources de courant électrique…………...5

3. Partie pratique……………………………..………….…………6

4. Conclusion……………………………………………………………….………..…..8

Liste des références……………………………………………………….9

INTRODUCTION

Électricité et plantes : que peuvent-elles avoir en commun ? Cependant, dès le milieu du XVIIIe siècle, les naturalistes ont compris : ces deux concepts sont unis par une sorte de lien interne.

Les gens ont découvert l'électricité « vivante » à l'aube de la civilisation : ils connaissaient la capacité de certains poissons à frapper leurs proies à l'aide d'une sorte de force interne. Ceci est démontré par des peintures rupestres et certains hiéroglyphes égyptiens représentant un poisson-chat électrique. Et il n’était alors pas le seul à être pointé du doigt sur cette base. Les médecins romains ont réussi à utiliser les « coups » des raies pastenagues pour traiter les maladies nerveuses. Les scientifiques ont beaucoup fait pour étudier l’étonnante interaction entre l’électricité et les êtres vivants, mais la nature nous cache encore beaucoup de choses.

Thalès de Milet fut le premier à attirer l'attention sur la charge électrique 600 ans avant JC. Il découvre que l'ambre, frotté avec de la laine, va acquérir les propriétés d'attirer les objets légers : peluches, morceaux de papier. Plus tard, on a cru que seul l'ambre possédait cette propriété. La première source chimique de courant électrique a été inventée par hasard, à la fin du XVIIe siècle, par le scientifique italien Luigi Galvani. En fait, le but des recherches de Galvani n’était pas du tout la recherche de nouvelles sources d’énergie, mais l’étude de la réaction des animaux de laboratoire à diverses influences extérieures. En particulier, le phénomène de génération et de circulation de courant a été découvert lorsque des bandes de deux métaux différents étaient attachées au muscle de la patte de grenouille. Galvani a donné une explication théorique incorrecte du processus observé. Étant médecin et non physicien, il en voyait la raison dans ce qu'on appelle « l'électricité animale ». Galvani a confirmé sa théorie en faisant référence à des cas bien connus de décharges que certains êtres vivants, par exemple les « poissons électriques », sont capables de produire.

En 1729, Charles Dufay découvre qu'il existe deux types d'accusations. Les expériences menées par Du Fay ont montré que l'une des charges est formée en frottant du verre sur de la soie et l'autre en frottant de la résine sur de la laine. Le concept de charge positive et négative a été introduit par le naturaliste allemand Georg Christoph. Le premier chercheur quantitatif fut la loi de l'interaction des charges, établie expérimentalement en 1785 par Charles Coulomb à l'aide de la balance de torsion sensible qu'il a développée.

SOURCES DE COURANT ÉLECTRIQUE

SOURCES D'ÉNERGIE NON CONVENTIONNELLES

En plus des sources actuelles traditionnelles, il existe de nombreuses sources non traditionnelles. En fait, l’électricité peut être obtenue à partir de presque n’importe quoi. Sources d'énergie électrique non traditionnelles, où les ressources énergétiques irremplaçables ne sont pratiquement pas gaspillées : énergie éolienne, énergie marémotrice, énergie solaire.

Il existe d'autres objets qui, à première vue, n'ont rien à voir avec l'électricité, mais peuvent servir de source de courant.

SOURCES « VIVANTES » DE COURANT ÉLECTRIQUE

Il existe des animaux dans la nature que nous appelons des « centrales vivantes ». Les animaux sont très sensibles au courant électrique. Même un petit courant est fatal pour beaucoup d’entre eux. Les chevaux meurent même à partir d'une tension relativement faible de 50 à 60 volts. Et il existe des animaux qui non seulement ont une grande résistance au courant électrique, mais qui génèrent également du courant dans leur corps. Ces poissons sont des anguilles électriques, des raies pastenagues et des poissons-chats. De véritables puissances vivantes !

La source du courant est constituée d'organes électriques spéciaux situés en deux paires sous la peau le long du corps - sous la nageoire caudale et sur la partie supérieure de la queue et du dos. En apparence, ces organes sont un corps oblong, constitué d'une substance gélatineuse jaune rougeâtre, divisée en plusieurs milliers de plaques plates, de cellules, de cloisons longitudinales et transversales. Quelque chose comme une batterie. Plus de 200 fibres nerveuses s'approchent de l'organe électrique depuis la moelle épinière, dont les branches vont jusqu'à la peau du dos et de la queue. Toucher le dos ou la queue de ce poisson produit une décharge puissante qui peut tuer instantanément les petits animaux et assommer les grands animaux et les humains. De plus, le courant se transmet mieux dans l’eau. Les gros animaux étourdis par les anguilles se noient souvent dans l'eau.

Les organes électriques sont un moyen non seulement de se protéger des ennemis, mais aussi d'obtenir de la nourriture. Les anguilles électriques chassent la nuit. En s'approchant de la proie, il décharge au hasard ses « batteries », et tous les êtres vivants - poissons, grenouilles, crabes - sont paralysés. L'action de la décharge est transmise sur une distance de 3 à 6 mètres. Tout ce qu'il peut faire, c'est avaler la proie étourdie. Après avoir épuisé l'approvisionnement en énergie électrique, le poisson se repose longtemps et le reconstitue, « chargeant » ses « batteries ».

2.3. LES FRUITS ET LÉGUMES COMME SOURCES DE COURANT ÉLECTRIQUE

Après avoir étudié la littérature, j’ai appris que l’électricité peut être obtenue à partir de certains fruits et légumes. Le courant électrique peut être obtenu à partir de citron, de pommes et, plus intéressant encore, de pommes de terre ordinaires - crues et bouillies. Ces batteries inhabituelles peuvent fonctionner pendant plusieurs jours, voire plusieurs semaines, et l'électricité qu'elles génèrent est 5 à 50 fois moins chère que celle obtenue avec des batteries traditionnelles et au moins six fois plus économique qu'une lampe à pétrole lorsqu'elle est utilisée pour l'éclairage.

Des scientifiques indiens ont décidé d’utiliser les fruits, les légumes et leurs déchets pour alimenter des appareils électroménagers simples. Les batteries contiennent une pâte à base de bananes transformées, d'écorces d'orange et d'autres légumes ou fruits, dans laquelle sont placées des électrodes de zinc et de cuivre. Le nouveau produit s'adresse principalement aux habitants des zones rurales, qui peuvent préparer leurs propres ingrédients de fruits et légumes pour recharger des batteries inhabituelles.

PARTIE PRATIQUE

Les sections de feuilles et de tiges sont toujours chargées négativement par rapport aux tissus normaux. Si vous prenez un citron ou une pomme et que vous le coupez, puis appliquez deux électrodes sur la peau, elles ne détecteront pas de différence de potentiel. Si une électrode est appliquée sur la peau et l'autre à l'intérieur de la pulpe, une différence de potentiel apparaîtra et le galvanomètre constatera l'apparition d'un courant.

J'ai décidé de le tester expérimentalement et de prouver qu'il y a de l'électricité dans les légumes et les fruits. Pour la recherche j'ai choisi les fruits et légumes suivants : citron, pomme, banane, mandarine, pomme de terre. Elle a noté les lectures du galvanomètre et a effectivement reçu un courant dans chaque cas.

Suite aux travaux effectués :

1. J'ai étudié et analysé la littérature scientifique et pédagogique sur les sources de courant électrique.

2. J'ai pris connaissance de l'avancement des travaux d'obtention de courant électrique à partir des plantes.

3. Elle a prouvé qu'il y a de l'électricité dans les fruits de divers fruits et légumes et a obtenu des sources de courant inhabituelles.

Bien entendu, l’énergie électrique des plantes et des animaux ne peut actuellement pas remplacer les sources d’énergie puissantes à part entière. Il ne faut cependant pas les sous-estimer.

CONCLUSION

Pour atteindre l'objectif de mon travail, toutes les tâches de recherche ont été résolues.

L'analyse de la littérature scientifique et pédagogique a conduit à la conclusion qu'il existe de nombreux objets autour de nous qui peuvent servir de sources de courant électrique.

Au cours des travaux, des méthodes de production de courant électrique ont été envisagées. J'ai appris beaucoup de choses intéressantes sur les sources d'énergie traditionnelles - différents types de centrales électriques.

Avec l'aide de l'expérience, j'ai montré qu'il est possible d'obtenir de l'électricité à partir de certains fruits ; bien sûr, il s'agit d'un petit courant, mais le fait même de sa présence laisse espérer qu'à l'avenir de telles sources pourront être utilisées pour leur propre usage. fins (pour recharger un téléphone portable, etc.). De telles batteries peuvent être utilisées par les habitants des zones rurales du pays, qui peuvent eux-mêmes préparer des ingrédients de fruits et légumes pour recharger les bio-batteries. La composition de la batterie usagée ne pollue pas l'environnement comme les cellules galvaniques (chimiques) et ne nécessite pas d'élimination séparée dans des zones désignées.

LISTE DES RÉFÉRENCES

Gordeev A.M., Sheshnev V.B. L'électricité dans la vie végétale. Éditeur : Nauka - 1991

Revue « Science et Vie », n°10, 2004.

Revue. "Galileo" Science par l'expérience. N°3/ 2011 « Batterie Citron ».

Revue « Jeunes érudits » n° 10 / 2009 « L'énergie à partir de rien ».

Cellule galvanique - article de la Grande Encyclopédie Soviétique.

V. Lavrus « Piles et accumulateurs ».

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"THÈSE"

Thème : L’électricité vivante

Directrice scientifique : Lilya Lenurovna Ablyalimova, professeur de biologie et de chimie, école secondaire Veselovskaya

Pertinence du sujet choisi : actuellement en Russie, on observe une tendance à la hausse des prix des ressources énergétiques, y compris l'électricité. La question de trouver des sources d’énergie bon marché est donc importante. L’humanité est confrontée à la tâche de développer des sources d’énergie respectueuses de l’environnement, renouvelables et non traditionnelles.

Objectif du travail : identifier les moyens d'obtenir de l'électricité à partir de centrales et confirmation expérimentale de certaines d'entre elles.

Étudier et analyser la littérature scientifique et pédagogique sur les sources de courant électrique.

Familiarisez-vous avec l'avancement des travaux d'obtention de courant électrique à partir des plantes.

Prouvez que les plantes ont de l’électricité.

Formuler des orientations pour l’utilisation bénéfique des résultats obtenus.

Méthodes de recherche : analyse de la littérature, méthode expérimentale, méthode de comparaison.

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"PRÉSENTATION"

En direct électricité Travaux terminés : Asanova Evelina, élève de 5ème année MBOU "École secondaire Veselovskaya"

Pertinence du travail :

Actuellement, on observe en Russie une tendance à augmenter les prix des ressources énergétiques, y compris l'électricité. La question de trouver des sources d’énergie bon marché est donc importante.

L’humanité est confrontée à la tâche de développer des sources d’énergie respectueuses de l’environnement, renouvelables et non traditionnelles.

Objectif du travail :

Identification des moyens d'obtenir de l'électricité à partir des centrales et confirmation expérimentale de certains d'entre eux.

Étudier et analyser la littérature scientifique et pédagogique sur les sources de courant électrique.
Familiarisez-vous avec l'avancement des travaux d'obtention de courant électrique à partir des plantes.
Prouvez que les plantes ont de l’électricité.
Formuler des orientations pour l’utilisation bénéfique des résultats obtenus.

Analyse de la littérature
Méthode expérimentale
Méthode de comparaison

Introduction

Nos travaux sont consacrés aux sources d'énergie inhabituelles.

Les sources de courant chimique jouent un rôle très important dans le monde qui nous entoure. Ils sont utilisés dans les téléphones portables et les vaisseaux spatiaux, dans les missiles de croisière et les ordinateurs portables, dans les voitures, les lampes de poche et les jouets ordinaires. Chaque jour, nous rencontrons des piles, des accumulateurs et des piles à combustible.

La vie moderne est tout simplement impensable sans électricité - imaginez simplement l'existence de l'humanité sans appareils électroménagers modernes, sans équipements audio et vidéo, sans une soirée avec une bougie et une torche.

Des centrales électriques vivantes

Les décharges les plus puissantes sont produites par l’anguille électrique sud-américaine. Ils atteignent 500-600 volts. Ce genre de tension peut faire tomber un cheval. L'anguille crée un courant électrique particulièrement fort lorsqu'elle se plie en arc de cercle pour que la victime se retrouve entre sa queue et sa tête : un anneau électrique fermé se crée .

Des centrales électriques vivantes

Les raies pastenagues sont des centrales vivantes, produisant une tension d'environ 50 à 60 volts et délivrant un courant de décharge de 10 ampères.

Tous les poissons qui produisent des décharges électriques utilisent pour cela des organes électriques spéciaux.

Quelque chose à propos du poisson électrique

Les Poissons utilisent des décharges :

pour éclairer votre chemin;
protéger, attaquer et étourdir la victime ;
se transmettre des signaux et détecter les obstacles à l'avance.

Sources de courant non traditionnelles

En plus des sources actuelles traditionnelles, il existe de nombreuses sources non traditionnelles. Il s’avère que l’électricité peut être obtenue à partir de presque n’importe quoi.

Expérience:

L'électricité peut être obtenue à partir de certains fruits et légumes. Le courant électrique peut être obtenu à partir de citron, de pommes et, plus intéressant encore, de pommes de terre ordinaires. J'ai mené des expériences avec ces fruits et j'ai effectivement reçu un courant.

Suite aux travaux effectués :
1. J'ai étudié et analysé la littérature scientifique et pédagogique sur les sources de courant électrique.
2. J'ai pris connaissance de l'avancement des travaux d'obtention de courant électrique à partir des plantes.
3. Elle a prouvé qu'il y a de l'électricité dans les fruits de divers fruits et légumes et a obtenu des sources de courant inhabituelles.

CONCLUSION:

Pour atteindre l'objectif de mon travail, toutes les tâches de recherche ont été résolues. L'analyse de la littérature scientifique et pédagogique a conduit à la conclusion qu'il existe de nombreux objets autour de nous qui peuvent servir de sources de courant électrique.

A travers des expériences, j'ai montré qu'il est possible d'obtenir de l'électricité à partir de certains fruits ; bien sûr, il s'agit d'un petit courant, mais le fait même de sa présence laisse espérer qu'à l'avenir de telles sources pourront être utilisées à leurs propres fins (pour recharger un téléphone portable, etc.). De telles batteries peuvent être utilisées par les habitants des zones rurales du pays, qui peuvent eux-mêmes préparer des ingrédients de fruits et légumes pour recharger les bio-batteries. La composition de la batterie usagée ne pollue pas l'environnement comme les cellules galvaniques (chimiques) et ne nécessite pas d'élimination séparée dans des zones désignées.

Développements de cours (notes de cours)

Activités du projet

Formation générale de base

Ligne UMK A.V. Peryshkin. Physique (7-9)

Attention! L'administration du site n'est pas responsable du contenu des développements méthodologiques, ainsi que de la conformité du développement avec la norme éducative de l'État fédéral.

Projet interdisciplinaire : physique et biologie.

Acteurs du projet :Élèves de 8ème année.

Équipement: ordinateurs, imprimante, scanner, photocopieur, affiches éducatives et aides visuelles.

CelluleEtprojet:

Développer les connaissances sur les grandeurs et les lois étudiées dans la section « Électricité ».
Développer la capacité d'appliquer les lois de la physique pour expliquer les processus se produisant dans les organismes vivants.
Développer l'activité cognitive et les activités de recherche des étudiants.
Améliorer les technologies pédagogiques qui développent les compétences de communication et de coopération.

Objectifs du projet :

Apprenez aux étudiants à rechercher de manière autonome les informations nécessaires à l'aide de diverses sources (bases de données informatiques, bibliothèques) lorsqu'ils travaillent sur un projet.
Apprendre aux étudiants à échanger des informations, la capacité d'exprimer leur point de vue et de le justifier.
Apprenez aux élèves à travailler individuellement, en binôme, en groupe sur le thème du projet.
Former une croyance en l'unité des lois de la nature vivante et inanimée.
Développer des compétences dans l’organisation de présentations de projets.
Développer chez les écoliers le sens des responsabilités face au travail assigné.
Apprendre aux étudiants et aux enseignants à analyser et à évaluer leurs propres capacités créatives et commerciales.

Annotation

Le temps extrêmement court accordé aux écoliers pour acquérir des connaissances dans le domaine de la physique pendant les heures de classe, ainsi que pendant les heures extrascolaires, affecte le niveau de connaissances insuffisant. Le manque de connaissances sur l’application pratique des lois de la physique dans la vie humaine a également un impact. Par conséquent, nous avions besoin de développer un projet créatif collectif dont la mise en œuvre contribuerait au développement d'une compréhension parmi les participants au processus éducatif sur la manière dont les lois de la physique et les lois de l'électricité peuvent être appliquées aux organismes vivants. Il est tout aussi important de savoir quelles lois physiques expliquent les processus qui se produisent dans les organismes vivants.

Le sujet de ce projet concerne non seulement les étudiants d'une école particulière, mais également d'autres écoles de la République du Tatarstan et au-delà.

Dans le processus de maîtrise de la section « Électricité », nous avons développé un modèle d'apprentissage intégratif, basé sur un apprentissage centré sur la personne. À la fin de l'étude de cette section, il est conseillé de résumer les sujets et d'envisager l'application pratique des lois de la physique en utilisant la méthode du projet.

Elle repose sur le développement des processus cognitifs de l’élève, la capacité à construire de manière autonome ses connaissances et à naviguer dans l’espace informationnel. Ce résultat ne peut être obtenu que lorsque les écoliers développent l'indépendance de pensée, la capacité de trouver et de résoudre des problèmes, en s'appuyant sur les connaissances de différentes matières et domaines d'activité, la capacité de prédire les résultats et les conséquences possibles des options de solution, et la capacité d'établir relations de cause à effet. La méthode projet vise à développer un nouveau type de pensée chez les lycéens : la pensée intégrative.

Lorsqu'on travaille sur un projet, il est prévu de fédérer les étudiants dans des groupes de travail créatifs, spécialisé comme :

Coordinateur (coordonner les activités des groupes créatifs).
Physiciens théoriciens (étude et analyse d'une branche de la physique)
Physiciens praticiens (formulation et solution de problèmes)
Biologistes (étude des systèmes d'organismes vivants)
Groupe de support informationnel (conception de diapositives, photographie, présentation informatique du projet)

DANSsorties :

Développement d'un cours périscolaire « L'électricité dans les organismes vivants » (plan).
Présentation du projet « L'électricité dans les organismes vivants » dans un établissement d'enseignement général.
Matériel photo sur le projet.

Étapes de travail sur le projet

ÉTAPE 1 : « Organisationnelle »

TÂCHES : définir un sujet, clarifier les objectifs, fixer les tâches, la pertinence du problème, choisir des groupes de travail créatifs et répartir les rôles au sein de ceux-ci, identifier les sources d'information, étudier les méthodes et les formes de travail sur la leçon, choisir les critères d'évaluation des résultats.

PARTICIPANTS(étudiants) : s'organiser en groupes de travail, clarifier les informations, discuter de la tâche, formuler les tâches et les modalités d'interaction, sélectionner et justifier leurs critères de réussite.

COORDINATEUR(professeur de physique) : motive les participants au projet, explique les objectifs du projet, discute des méthodes et formes de conduite d'un cours, aide à l'analyse, précise les délais de réalisation des tâches, observe.

PHYSICIENS THÉORIQUES : identifier les sources d'information, discuter de la littérature méthodologique sur la physique.

PHYSICIENS PRATIQUES : formuler des problèmes, identifier des sources d'information, discuter de la littérature méthodologique sur la physique.

BIOLOGISTES : identifier les sources d'information, discuter de la littérature méthodologique sur la biologie.

MÉDICAL: identifier les sources d'information, discuter de la littérature méthodologique

Discute des formes d'infographie pour la présentation de projets, la création de matériel d'illustration dans des fichiers et détermine tout ce qui est nécessaire pour le matériel photographique.

ÉTAPE 2 « Élaboration des spécifications de conception »

TÂCHES : collecte et clarification des informations, discussion des alternatives, sélection de l'option optimale, clarification des plans d'activités, mise en œuvre du projet.

PARTICIPANTS(étudiants) : travail autonome sur une tâche/individuel, en groupe, en binôme/, activités de recherche en groupe, travail sur un projet.

COORDINATEUR: coordonne les activités des groupes créatifs, détermine le cercle de personnes pouvant apporter une assistance méthodologique et technique à l'organisation du projet.

PHYSICIENS THÉORIQUES :

PHYSICIENS PRATIQUES : D'où vient l'électricité ?

BIOLOGISTES : Qu'est-ce que c'est, qui a découvert ce que sont les organismes vivants, considérons la structure de la cellule des organismes vivants et les fonctions des systèmes respiratoire, circulatoire, nerveux et musculo-squelettique des organismes.

MÉDICAL:étudier l'influence du courant électrique sur les organismes, sur les dysfonctionnements des systèmes respiratoire, circulatoire, nerveux et musculo-squelettique.

GROUPE DE SOUTIEN À L'INFORMATION : réaliser du matériel visuel sur la physique et la biologie sous forme de tableaux pédagogiques, schémas, dessins ; préparer une présentation informatique.

3 SCÈNE"Développement de projet"

TÂCHES : mise en œuvre du projet, discussion des résultats obtenus.

PARTICIPANTS(étudiants) : travailler sur le projet en groupe.

COORDINATEUR: coordonne les activités des groupes créatifs.

PHYSICIENS THÉORIQUES :étudier et consolider les connaissances des lois de la physique :

PHYSICIENS PRATIQUES : vérification expérimentale

BIOLOGISTES :

Amphibiens.

MÉDICAL: préparer les informations :

conséquences de la destruction des cellules nerveuses du corps ;
recommandations pour maintenir la santé humaine.

GROUPE DE SOUTIEN À L'INFORMATION : numériser des diagrammes et des dessins pédagogiques à partir d'un manuel de biologie : prépare une présentation informatique : saisit du texte, insère du matériel numérisé, conçoit des diapositives

ÉTAPE 4 « Évaluation des résultats »

TÂCHES : analyse de la mise en œuvre du projet, discussion des résultats obtenus, analyse de l'intégralité de la réalisation de l'objectif.

PARTICIPANTS(étudiants) : participer à une auto-analyse collective du projet, démontrant le travail indépendant effectué.

COORDINATEUR: discute de la présentation du projet, des formes d'affichage, de la séquence des présentations, des participants à la présentation, établit le règlement.

GROUPE CRÉATIF composé de physiciens théoriciens, physiciens praticiens, biologistes, médecins : démonstration de travaux de recherche, répétition de la prochaine présentation du projet.

GROUPE DE SOUTIEN À L'INFORMATION : discussion de la présentation à venir, diaporama.

ÉTAPE 5 « Soutenance de projet : conduite de la leçon « L'électricité dans les organismes vivants »

TÂCHES : Soutenance collective du projet : animation d'un cours « L'électricité dans le vivant »

PARTICIPANTS(étudiants) : participer à l’enseignement collectif de la leçon « L’électricité dans les organismes vivants »

COORDINATEUR: surveille la progression de la leçon, dirige le déroulement de la leçon.

Déroulement de la leçon

Professeur communique le sujet et les objectifs de la leçon.

Biologistes : Qu'est-ce que c'est, qui l'a découvert, que sont les organismes vivants ?

Les organismes vivants constituent le principal sujet d’étude en biologie. Les organismes vivants non seulement s'intègrent dans le monde existant, mais s'en isolent également à l'aide de barrières spéciales. L'environnement dans lequel les organismes vivants se sont formés est un continuum spatio-temporel d'événements, c'est-à-dire un ensemble de phénomènes du monde physique, déterminé par les caractéristiques et la position de la Terre et du Soleil. Pour plus de commodité, tous les organismes sont divisés en différents groupes et catégories, ce qui constitue un système biologique de classification. Leur division la plus générale est entre nucléaire et non nucléaire. En fonction du nombre de cellules qui composent le corps, elles sont divisées en cellules unicellulaires et multicellulaires. Les colonies d'organismes unicellulaires occupent une place particulière entre elles pour tous les organismes vivants, c'est-à-dire Les plantes et les animaux sont affectés par des facteurs environnementaux abiotiques (facteurs de nature inanimée), notamment la température, la lumière et l'humidité. En fonction de l'influence de facteurs de nature inanimée, les plantes et les animaux sont divisés en différents groupes et développent des adaptations à l'influence de ces facteurs abiotiques. Comme nous l'avons déjà dit, les organismes vivants sont répartis sur un grand nombre. Aujourd'hui, nous allons examiner les organismes vivants, en les divisant en sang chaud et sang froid :

avec une température corporelle constante (sang chaud);
avec une température corporelle instable (sang froid).

Organismes à température corporelle instable (poissons, amphibiens, reptiles).

Organismes à température corporelle constante (oiseaux, mammifères).

Physiciens théoriciens : Qu'est-ce que c'est, qui l'a découvert, qu'est-ce que l'électricité ?

Thalès de Milet fut le premier à attirer l'attention sur la charge électrique. Il a mené une expérience en frottant l'ambre avec de la laine. Après des mouvements aussi simples, l'ambre a commencé à avoir la propriété d'attirer les petits objets. Cette propriété ressemble moins aux charges électriques qu’au magnétisme. Mais dès 1600, Gilbert établit une distinction entre ces deux phénomènes.

En 1747-53, B. Franklin a exposé la première théorie cohérente des phénomènes électriques, a finalement établi la nature électrique de la foudre et a inventé un paratonnerre.

Dans la 2ème moitié du 18ème siècle. l'étude quantitative des phénomènes électriques et magnétiques a commencé. Les premiers instruments de mesure sont apparus - électroscopes de différentes conceptions, électromètres. G. Cavendish (1773) et C. Coulomb (1785) ont établi expérimentalement la loi d'interaction des charges électriques ponctuelles stationnaires (les travaux de Cavendish n'ont été publiés qu'en 1879). Cette loi fondamentale de l'électrostatique (loi de Coulomb) a permis pour la première fois de créer une méthode de mesure des charges électriques par les forces d'interaction entre elles.

La prochaine étape du développement de la science de l'électricité est associée à la découverte à la fin du XVIIIe siècle. L. Galvani "électricité animale"

Le principal scientifique dans l'étude de l'électricité et des charges électriques est Michael Faraday. Par des expériences, il a prouvé que les effets des charges et des courants électriques ne dépendent pas de la méthode de leur production. Toujours en 1831, Faraday découvre l'induction électromagnétique - l'excitation d'un courant électrique dans un circuit situé dans un champ magnétique alternatif. En 1833-34, Faraday établit les lois de l'électrolyse ; Ces travaux ont marqué le début de l’électrochimie.

Alors, qu’est-ce que l’électricité ? L'électricité est un ensemble de phénomènes provoqués par l'existence, le mouvement et l'interaction de corps ou de particules chargés électriquement. Le phénomène de l’électricité se retrouve un peu partout.

Par exemple, si vous frottez fort un peigne en plastique contre vos cheveux, des morceaux de papier commenceront à s'y coller. Et si vous frottez un ballon sur votre manche, il collera au mur. Lorsque l’ambre, le plastique et un certain nombre d’autres matériaux sont frottés, une charge électrique apparaît. Le mot « électrique » lui-même vient du mot latin electrum, qui signifie « ambre ».

Physiciens en exercice : D’où vient l’électricité ?

Tous les objets qui nous entourent contiennent des millions de charges électriques, constituées de particules situées à l'intérieur des atomes - la base de toute matière. Le noyau de la plupart des atomes contient deux types de particules : les neutrons et les protons. Les neutrons n'ont pas de charge électrique, tandis que les protons portent une charge positive. Une autre particule tournant autour du noyau sont les électrons, qui ont une charge négative. Généralement, chaque atome possède le même nombre de protons et d’électrons, dont les charges égales mais opposées s’annulent. En conséquence, nous ne ressentons aucune charge et la substance est considérée comme non chargée. Cependant, si nous perturbons cet équilibre d'une manière ou d'une autre, cet objet aura alors une charge globale positive ou négative, selon les particules qui y restent le plus - des protons ou des électrons.

Les charges électriques s'influencent mutuellement. Une charge positive et une charge négative s'attirent, et deux charges négatives ou deux charges positives se repoussent.

Expérience : Si vous approchez un objet d'une ligne de pêche chargée négativement, les charges négatives de l'objet se déplaceront vers son autre extrémité, et les charges positives, au contraire, se rapprocheront de la ligne de pêche. Les charges positives et négatives de la ligne de pêche et de l'objet s'attireront et l'objet collera à la ligne de pêche. Ce processus est appelé induction électrostatique et l’objet est dit soumis au champ électrostatique de la ligne de pêche.

Physiciens théoriciens : Quel est le lien entre la physique et les organismes vivants ?

Comprendre l’essence de la vie, son origine et son évolution détermine tout l’avenir de l’humanité sur Terre en tant qu’espèce vivante. Bien sûr, une énorme quantité de matériel a maintenant été accumulée, elle est soigneusement étudiée, notamment dans le domaine de la biologie moléculaire et de la génétique, il existe des schémas ou des modèles de développement, il existe même un clonage humain pratique.

De plus, la biologie rapporte de nombreux détails intéressants et importants sur les organismes vivants, tout en manquant quelque chose de fondamental. Le mot « physique » lui-même, selon Aristote, signifie « physis » - nature. En effet, toute la matière de l'Univers, et donc de nous-mêmes, est constituée d'atomes et de molécules, pour lesquels des lois quantitatives et généralement correctes de leur comportement ont déjà été obtenues, y compris au niveau quantique-moléculaire.

De plus, la physique a été et reste un facteur important dans le développement global de l’étude des organismes vivants en général. En ce sens, la physique en tant que phénomène culturel, et pas seulement en tant que domaine de connaissance, crée la compréhension socioculturelle la plus proche de la biologie. C’est probablement la cognition physique qui reflète les styles de pensée. Comme on le sait, les aspects logiques et méthodologiques de la connaissance et des sciences naturelles elles-mêmes reposent presque entièrement sur l’expérience des sciences physiques.

Par conséquent, la tâche de la connaissance scientifique des êtres vivants peut être de justifier la possibilité d'utiliser des modèles et des idées physiques pour déterminer le développement de la nature et de la société, également sur la base des lois physiques et de l'analyse scientifique des connaissances obtenues sur le mécanisme des processus. dans un organisme vivant. Comme le disait M.V. il y a 25 ans. Wolkenstein, « dans la biologie en tant que science des êtres vivants, seules deux manières sont possibles : soit reconnaître l'impossible explication de la vie sur la base de la physique et de la chimie, soit une telle explication est possible et doit être trouvée, y compris sur la base de lois générales caractérisant la structure et la nature de la matière, de la substance et des champs.

Biologistes : L'électricité dans diverses classes d'organismes vivants

A la fin du XVIIIe siècle, les célèbres scientifiques Galvani et Volta découvrent l'électricité chez les animaux. Les premiers animaux sur lesquels les scientifiques ont expérimenté pour confirmer leur découverte étaient les grenouilles. La cellule est affectée par divers facteurs environnementaux - stimuli : physiques - mécaniques, température, électriques ;

L'activité électrique s'est avérée être une propriété intégrale de la matière vivante. L'électricité génère les cellules nerveuses, musculaires et glandulaires de toutes les créatures vivantes, mais cette capacité est plus développée chez les poissons. Considérons le phénomène de l'électricité chez les organismes vivants à sang chaud.

POISSON

On sait actuellement que sur 20 000 espèces de poissons modernes, environ 300 sont capables de créer et d'utiliser des champs bioélectriques. En fonction de la nature des décharges générées, ces poissons sont divisés en poissons hautement électriques et faiblement électriques.

Les premiers comprennent des véhicules électriques sud-américains à eau douce

anguilles, poissons-chats électriques africains et raies électriques.

Ces poissons génèrent des décharges très puissantes : anguilles par exemple avec une tension allant jusqu'à 600 volts, poisson-chat - 350. La tension actuelle des grands rayons marins est faible, car l'eau de mer est un bon conducteur, mais l'intensité actuelle de leurs décharges , par exemple, le rayon Torpille, atteint parfois 60 ampères.

Les poissons du deuxième type, par exemple Mormyrus et d'autres représentants de l'ordre des baleines à bec, n'émettent pas de rejets séparés. Ils envoient dans l'eau une série de signaux (impulsions) presque continus et rythmés à haute fréquence, ce champ se manifeste sous la forme de ce qu'on appelle des lignes de force. Si un objet dont la conductivité électrique diffère de celle de l'eau entre dans un champ électrique, la configuration du champ change : les objets avec une plus grande conductivité concentrent les nénuphars autour d'eux, et ceux avec une conductivité moindre les dispersent. Les poissons perçoivent ces changements à l'aide de récepteurs électriques situés chez la plupart des poissons au niveau de la tête et déterminent l'emplacement de l'objet. Ainsi, ces poissons effectuent une véritable localisation électrique.

Presque tous chassent principalement la nuit. Certains d'entre eux ont une mauvaise vue, c'est pourquoi, au cours de leur longue évolution, ces poissons ont développé une méthode si parfaite pour détecter la nourriture, les ennemis et divers objets à distance.

Physiciens - praticiens: Les techniques utilisées par les poissons électriques pour capturer leurs proies et se défendre contre leurs ennemis suggèrent des solutions techniques à l'homme lors du développement d'installations de pêche électrique et de repousse des poissons. La modélisation des systèmes électriques de localisation des poissons ouvre des perspectives exceptionnelles. Dans la technologie moderne de localisation sous-marine, il n’existe aucun système de recherche et de détection qui fonctionnerait de la même manière que les électrolocalisateurs créés dans l’atelier de la nature. Des scientifiques de nombreux pays travaillent dur pour créer un tel équipement.

AMPHIBIDES

Pour étudier le flux électrique chez les amphibiens, prenons l'expérience de Galvani. Dans ses expériences, il a utilisé les pattes postérieures d'une grenouille reliées à la colonne vertébrale. En accrochant ces préparations à un crochet en cuivre à la balustrade en fer du balcon, il remarqua que lorsque les membres de la grenouille se balançaient au vent, leurs muscles se contractaient à chaque contact de la balustrade. Sur cette base, Galvani est arrivé à la conclusion que les contractions des pattes étaient provoquées par « l’électricité animale » provenant de la moelle épinière de la grenouille et transmise par des conducteurs métalliques (le crochet et la balustrade du balcon) aux muscles des membres. Le physicien Alexander Volta s’est prononcé contre la déclaration de Galvani sur « l’électricité animale ». En 1792, Volta réitéra les expériences de Galvani et établit que ces phénomènes ne pouvaient pas être considérés comme de l’« électricité animale ». Dans l'expérience de Galvani, la source de courant n'était pas la moelle épinière de la grenouille, mais un circuit formé de métaux différents : le cuivre et le fer. Volta avait raison. La première expérience de Galvani n'a pas prouvé la présence de « l'électricité animale », mais ces études ont attiré l'attention des scientifiques sur l'étude des phénomènes électriques dans les organismes vivants. En réponse à l'objection de Volta, Galvani réalisa une deuxième expérience, cette fois sans la participation de métaux. Il a jeté l'extrémité du nerf sciatique avec un crochet en verre sur le muscle du membre de la grenouille - et en même temps une contraction du muscle a également été observée.

Physiciens en exercice :

Tâche 1. La mort humaine peut survenir avec une intensité de courant de 0,1 A. A quoi cela correspond-il à la tension mortelle ? Si la résistance du corps humain est de 100 000 ohms (1 500 ohms).

Tâche n°2. Quel est le courant dans un réseau d'éclairage 220 V si la résistance du corps humain est de 100 000 Ohms (1 500 Ohms).

Tâche n°3. Ainsi, la raie électrique géante crée une tension (en décharge) de 50-60 V, le poisson-chat électrique du Nil - 350 V et l'anguille - électrophore - supérieure à 500 V.

Conclusion: La mort humaine peut survenir à haute tension et haute résistance, ou à basse tension et faible résistance. Tout dépend donc de l’état de la peau.

Conclusion:

Avec une grande résistance de la part du corps humain, de forts tremblements des doigts se produiront.
Avec peu de résistance du corps humain, la mort surviendra.

Conclusion: Avec le courant continu, une personne à faible résistance ressentira une forte sensation de brûlure dans la main, et une personne à haute résistance ne ressentira rien.

Biologistes rappelons que les fonctions de tous les systèmes du corps humain sont sous le contrôle du système nerveux. Le tissu nerveux est constitué de 14 milliards de cellules nerveuses. Si une cellule nerveuse est détruite, elle ne se rétablit pas (contrairement par exemple au tissu musculaire).

Médecins Ils affirment que le stress, les maladies infectieuses et les chocs nerveux entraînent la destruction des cellules nerveuses. Les gens doivent se traiter les uns les autres avec sympathie, attention, respect et amour et se rappeler que la destruction des cellules nerveuses est un processus irréversible.

Physiciens théoriques. La conduction ionique se produit également dans un organisme vivant. La formation et la séparation des ions dans la matière vivante sont facilitées par la présence d'eau dans le système protéique. La constante diélectrique du système protéique en dépend.

Les porteurs de charge dans ce cas sont des ions hydrogène - des protons. Ce n'est que dans un organisme vivant que tous les types de conductivité sont réalisés simultanément.

La relation entre les différentes conductivités change en fonction de la quantité d'eau présente dans le système protéique. Aujourd’hui, les gens ne connaissent pas encore toutes les propriétés de la conductivité électrique complexe de la matière vivante. Mais ce qui est clair, c'est que c'est d'eux que dépendent ces propriétés fondamentalement différentes qui ne sont inhérentes qu'aux êtres vivants.

La cellule est affectée par divers facteurs environnementaux - stimuli : physiques - mécaniques, thermiques, électriques.

Professeur résume la leçon.

ÉTAPE 6 « Réflexion »

TÂCHES : analyse collective de la leçon, évaluation de la leçon.

COORDINATEUR: participe à l’analyse et à l’évaluation collectives des résultats du projet. Il conclut lui-même qu'avec cette méthode, les étudiants développent une pensée dialectique et systématique, une flexibilité mentale et la capacité de transférer et de généraliser les connaissances de différentes matières.

GROUPE CRÉATIF composé de physiciens théoriciens, physiciens praticiens, biologistes, médecins, groupe de support informationnel : analyser et évaluer les résultats du projet. Ils concluent que les étudiants aiment les cours qui utilisent des liens interdisciplinaires.

Projets étudiants

1. Anguille électrique (lat. Electrophorus electricus) - un poisson de l'ordre des Cyprinidae, sous-ordre des Gymnotoidae, la seule espèce du genre Electrophorus. Ils habitent les rivières du nord-est de l'Amérique du Sud et les affluents des cours moyen et inférieur de l'Amérique du Sud. Amazone Longueur de 1 à 3 m, poids jusqu'à 40 kg. L'anguille électrique a la peau nue, sans écailles, et le corps est très allongé, arrondi à l'avant et quelque peu comprimé latéralement à l'arrière. La couleur des anguilles électriques adultes est brun olive, le dessous de la tête et de la gorge est orange vif, le bord de la nageoire anale est clair et les yeux sont vert émeraude. Il est intéressant de noter que l'anguille électrique développe des zones spéciales de tissu vasculaire dans la cavité buccale, qui lui permettent d'absorber l'oxygène directement de l'air atmosphérique. Pour capter une nouvelle portion d'air, l'anguille doit remonter à la surface de l'eau au moins une fois toutes les quinze minutes, mais elle le fait généralement un peu plus souvent. Si le poisson est privé de cette opportunité, il mourra. La capacité de l'anguille électrique à utiliser l'oxygène de l'air pour respirer lui permet de rester hors de l'eau pendant plusieurs heures, mais seulement si son corps et sa bouche restent humides. Cette fonctionnalité assure une survie accrue des anguilles dans des conditions de vie défavorables.

On ne sait quasiment rien de la reproduction des anguilles électriques [source non précisée 465 jours]. Les anguilles électriques se portent bien en captivité et décorent souvent les grands aquariums publics. Ce poisson est dangereux si vous entrez en contact direct avec lui. Une chose intéressante dans la structure des anguilles électriques sont les organes électriques, qui occupent plus des 2/3 de la longueur du corps [source non précisée 465 jours]. Génère une décharge avec une tension allant jusqu'à 1300 V et un courant allant jusqu'à 1 A. La charge positive est à l'avant du corps, la charge négative est à l'arrière. Les organes électriques sont utilisés par l'anguille pour se protéger des ennemis et paralyser ses proies, constituées principalement de petits poissons. Il existe également un organe électrique supplémentaire qui joue le rôle de localisateur.

2. Rayons électriques (lat. Torpediniformes) - un détachement de poissons cartilagineux avec des organes électriques en forme de rein sur les côtés. Ils ne possèdent cependant pas les faibles organes électriques présents de chaque côté de la queue dans la famille des losanges. La tête et le corps forment une forme de disque. La queue relativement courte possède une nageoire caudale ainsi que jusqu'à deux nageoires supérieures. L'ordre comprend 4 familles et 69 espèces. Les raies pastenagues électriques sont connues pour leur capacité à produire une charge électrique dont la tension (selon le type) varie de 8 à 220 volts. Les raies pastenagues l'utilisent de manière défensive et peuvent assommer l'ennemi. Les raies pastenagues sont d'excellentes nageuses. Grâce à leur corps arrondi, ils flottent littéralement dans l'eau et peuvent nager longtemps à la recherche de nourriture sans trop d'efforts.

Relations avec une personne. Les propriétés électrogéniques des raies électriques sont utilisées depuis longtemps. Les Grecs de l’Antiquité les utilisaient pour soulager la douleur lors des opérations et de l’accouchement.

Bioélectricité. Parmi les organismes vivants, les rayons électriques sont connus pour leur sensibilité électrique, ainsi que pour leurs yeux situés au sommet de la tête. Ayant une vision extrêmement mauvaise, ils compensent par d’autres sens, notamment la détection de l’électricité. De nombreux rayons, même ceux n'appartenant pas à la famille des rayons électriques, ont des organes électriques situés sur la queue, mais les rayons électriques ont deux autres organes de chaque côté de la tête, où le jet d'eau, lorsqu'il se déplace, crée une force de levage, provoquant le corps à flotter. Ces organes sont contrôlés par quatre nerfs centraux de chaque côté du lobe électrique, ou lobe médullaire spécial, qui est d'une couleur différente de celle des autres parties du cerveau. Le canal nerveux principal est relié à la partie inférieure de chaque plaque accumulatrice, qui est formée de colonnes hexagonales et présente une structure en forme de nid d'abeilles : chaque colonne contient de 140 000 à un demi-million de plaques gélatineuses. Chez les poissons marins, ces batteries sont connectées en parallèle, tandis que chez les poissons d'eau douce, elles sont connectées en série : l'eau salée supporte mieux que l'eau douce le transfert d'une charge haute tension. Avec l'aide de ces batteries, une raie pastenague électrique ordinaire peut tuer des proies assez grosses avec un courant de 30 ampères à une tension de 50 à 200 volts.

3. Poisson-chat électrique. C'est un poisson assez gros : la longueur de certains individus dépasse 1 mètre. Le poids d'un individu de grande taille peut atteindre 23 kg. Le corps est allongé. La tête porte trois paires d'antennes. Les yeux sont petits et brillent dans le noir. La coloration est assez variée : dos brun foncé, flancs brunâtres et ventre jaunâtre. De nombreuses taches sombres sont disséminées sur tout le corps, les nageoires pectorales et pelviennes sont roses, la nageoire caudale a une base foncée et un large bord rouge ou rouge orangé. Le poisson-chat électrique n'a pas de nageoire dorsale. Les nageoires pectorales n'ont pas d'épines.

Orgue électrique. La principale caractéristique du poisson-chat électrique est la présence d'organes électriques situés sur toute la surface du corps, directement sous la peau. Ils représentent 1/4 de la masse du poisson-chat. Un poisson-chat de taille moyenne (50 cm) est capable de générer des tensions atteignant 350 V ; les gros individus - jusqu'à 450 V avec une intensité de courant de 0,1 à 0,5 A - cela permet de classer le poisson-chat électrique comme un poisson hautement électrique.

Les tissus conjonctifs servent en quelque sorte de cloison pour diviser l'organe électrique en plusieurs colonnes, composées d'un grand nombre de cellules musculaires, nerveuses et glandulaires en forme de disque, appelées électrocytes ou plaques électriques, dont les membranes sont des générateurs électriques. Le poisson-chat électrique possède environ 2 millions d'électrocytes. Leur connexion avec le système nerveux se fait par l'intermédiaire des branches d'une grande cellule nerveuse de la moelle épinière. Dans les colonnes, les électrocytes sont disposés de telle manière que la face avant d’un électrocyte soit la face arrière d’un autre. Les côtés opposés de l'électrocyte sont électriquement polaires, de sorte que la connexion des électrocytes est une connexion électrique en série. Ainsi, une augmentation significative de la tension de décharge totale est obtenue.

Zone. Le poisson-chat électrique peut être trouvé dans les eaux troubles des zones côtières des étangs et des rivières d'Afrique tropicale et subtropicale ; préfère les plans d’eau aux courants lents. Selon Poll et Gosse (1969), les mâles et les femelles établissent leurs nids dans des trous creusés dans des eaux peu profondes de 1 à 3 mètres de profondeur. La taille du nid lui-même ne dépasse pas 3 mètres de longueur.

Mode de vie et alimentation. Le poisson-chat électrique est un poisson omnivore sédentaire. Chasse la nuit : le degré d'activité maximum est observé 4 à 5 heures après le coucher du soleil.] Lors de la chasse nocturne, il sonde activement les objets à proximité avec ses antennes, générant de puissantes décharges : il peut produire plus de 100 décharges par seconde. Lorsque ses réserves d’énergie sont épuisées, il « se repose ». Les organes électriques ne servent pas seulement au poisson-chat pour s'orienter dans l'espace : la force dommageable des décharges électriques est suffisante pour paralyser, voire tuer les poissons de petite et moyenne taille dont se nourrit le poisson-chat électrique. Le champ électrique autour du poisson-chat conduit également à l'électrolyse de l'eau, à la suite de laquelle l'eau est enrichie en oxygène, ce qui attire les poissons et les grenouilles, permettant ainsi au poisson-chat électrique de trouver plus facilement des victimes. Le poisson-chat électrique est un poisson territorial et agressif dans sa défense. protégé de toute sorte d’invasion.

Reproduction. Le dimorphisme sexuel chez le poisson-chat électrique n'est pas prononcé. Les conditions de reproduction sont mal connues.] Sur cette question, il n'existe que des versions spéculatives. Selon les Arabes vivant sur les rives du Nil, il donne naissance à des petits vivants et les jette par la bouche (par analogie avec la lancette, qui jette ses œufs par la bouche, et avec le Chromis multicolor, qui développe des œufs dans son larynx puis le poisson pleinement développé jette par la bouche). Selon une autre version, la femelle poisson-chat creuse un trou et, une fois terminé, commence à émettre une sorte de son (voir aussi la déclaration de Sorensen ci-dessous) pour attirer un mâle. Lorsque ce dernier s'approche, il y dépose des œufs et attend que le mâle les féconde, puis le chasse aussitôt et, couvrant les œufs de son corps, s'assoit dessus jusqu'à ce que les alevins en éclosent. Ces versions ne sont étayées par aucune preuve. Pas un seul chercheur n'a eu l'occasion d'observer le frai du poisson-chat électrique. De nombreuses tentatives visant à combiner un mâle et une femelle dans un aquarium ont échoué, puisqu'au bout d'une semaine, un seul individu restait en vie. Tous les poissons-chats électriques qui se retrouvaient en captivité étaient capturés dans la nature.

Statut de sécurité. Selon la CITES et l'UICN, l'existence du poisson-chat électrique n'est pas menacée. La densité de la population de poissons est assez élevée. Dans certaines régions, cela équivaut à un som pour 10 m², et dans le lac Tanganyika, à un som pour 2-3 m². Ce taux élevé s'explique par le fait que le poisson-chat électrique est capable de se défendre contre presque tous les prédateurs. Seuls les humains et les poissons-tigres africains présentent un certain danger pour le poisson-chat.

Poisson-chat électrique et homme. Application par l'homme.

Certaines propriétés du poisson-chat électrique - principalement électriques - trouvent leur application dans divers domaines de la vie.

Médecine traditionnelle

Les résidents d'Égypte et d'Afrique équatoriale utilisent depuis longtemps les propriétés électriques du poisson-chat en médecine traditionnelle. Dans « Les secrets révélés des anciens magiciens et sorciers », Galle écrit : Les Abyssins guérissent les fièvres de trois et quatre jours avec des poissons convulsifs et tremblants. Ils dénouent étroitement le malade sur la table, touchent toutes les parties de son corps avec un poisson convulsif, augmentent sa fièvre et le laissent trembler jusqu'à ce que la fièvre passe.

Il semble que les résidents locaux utilisent ce poisson comme une sorte de méthode physiothérapeutique pour le traitement des rhumatismes. Le célèbre médecin romain Galien recommandait également d’appliquer du poisson électrique sur le corps du patient. Certains chercheurs rapportent que les indigènes d'Afrique utilisent depuis longtemps le poisson-chat électrique pour renforcer généralement le corps de leurs enfants : ils obligent les enfants à le toucher ; placez-les dans un baril d'eau avec du poisson ; donner à boire de grandes quantités d'eau dans laquelle le poisson se trouvait. Il existe des informations selon lesquelles les propriétés électriques ne sont pas les seules à être utilisées à des fins médicinales : les indigènes d'Afrique et les Arabes découpent l'organe électrique du poisson-chat, le brûlent sur des charbons et fumigent les patients avec cette fumée.

Causer un préjudice physique

Il existe des preuves que des poissons hautement électriques (y compris le poisson-chat électrique) sous couvert de traitement étaient utilisés pour nuire aux humains, par exemple pour punir des esclaves faibles. Si un esclave se sentait faible, malade et ne pouvait plus travailler, alors, dans le but de « guérir », il était placé dans un baril d'eau avec des poissons hautement électriques, ce qui, selon toute vraisemblance, donnait au patient une motivation supplémentaire pour récupérer et retourner à l'équipe de travail. Cependant, les mauvaises intentions des propriétaires d’esclaves sont discutables, car de tels traitements étaient infligés à tout le monde, y compris aux enfants.

Les poissons-chats électriques sont conservés dans des aquariums pour des raisons esthétiques, ainsi que dans le but de les étudier. Dans le même temps, combiner des poissons-chats électriques avec d'autres poissons dans le même aquarium semble problématique, car ces derniers risquent constamment de recevoir un choc électrique. Certains aquariophiles amateurs affirment qu'avec le temps, un poisson-chat électrique peut devenir « apprivoisé » : par exemple, si un étranger essaie de toucher le poisson, il le choquera immédiatement ; si le poisson est touché par une personne à laquelle il est « habitué », alors aucun coup ne suivra.

Utilisation dans la recherche scientifique

Les organes électriques du poisson-chat ont été utilisés dans des études scientifiques sur le métabolisme neuronal, le transport axonal et la sécrétion de transmetteurs, car ils sont les plus adaptés à cette tâche en raison de leur capacité à être innervés par un seul gros neurone (Volknandt et Zimmerman, 1986 ; Janetzko, 1987).

Des poissons-chats électriques vivant dans la rivière Ogba (Nigéria), ainsi que Chrysichthys nigrodigitatus, ont été utilisés dans une étude sur la pollution par les métaux lourds dans cette rivière (Obasohan, Oronsaye, Obano, 2006). La raison du choix de ces poissons particuliers était leur abondance et leur prévalence comme nourriture pour la population locale.

Danger pour les humains

Pour les humains, un poisson-chat électrique peut présenter un certain danger. Il existe des cas connus de choc électrique lorsqu'une personne a marché sur un poisson-chat avec son pied nu. Cependant, dans la même Halle, on peut trouver ce qui suit : Pendant ce temps, un homme noir a pêché du poisson en présence de Kaempferov avec beaucoup d'audace et sans aucun mal. Kaempfer a enquêté sur le mystère : lui et d'autres ont découvert que cet étourdissement pouvait être rendu inefficace en retenant sa respiration tout en la touchant.

Toutefois, une telle explication ne peut prétendre au sérieux. Alfred Brehm a également souligné que la force de l'accusation dépend de l'état du poisson et que dans certains cas, un poisson-chat peut être capturé en toute impunité. Le poisson-chat électrique représente le plus grand danger pour les pêcheurs. Pejuel-Lesche rapporte : Cela cause de grandes difficultés au pêcheur, car il l'attrape sans canne et n'aime pas lâcher la ligne, car ce faisant, il risque de perdre l'hameçon qui lui est si précieux. Linder, dans son poste de traite, était convaincu que, apparemment, même un gros poisson de cette espèce qui s'était endormi, avec la force de son coup, pouvait faire tomber un pêcheur imprudent, et il a observé comment un Européen inexpérimenté avait appris à leçon par le poisson après dix minutes de cette façon.

Dans l’Égypte ancienne, le poisson-chat électrique était même connu comme « celui qui en sauva beaucoup ». La raison de ce titre, apparemment, était le fait que des pêcheurs égyptiens inexpérimentés, ayant reçu un choc électrique provenant d'un filet mouillé, le lâchaient de leurs mains et perdaient leur prise. Des pêcheurs expérimentés, ayant vu un poisson-chat électrique parmi leurs prises, ont délibérément rejeté tous les poissons capturés dans la mer, craignant un choc électrique.

Faits intéressants

Dans l'Egypte ancienne, le poisson-chat électrique était représenté sur les murs des temples plus de 4 000 avant JC (selon d'autres sources, plus de 5 000 avant JC.

En Égypte, le poisson-chat est appelé « raash », ce qui ressemble au mot arabe « raad » (tonnerre). Cela peut indiquer que les habitants de la vallée du Nil connaissaient la nature électrique de la foudre bien avant Franklin. Cependant, les experts soulignent différentes étymologies de mots et, par conséquent, l'illégalité de la conclusion indiquée. Sorensen a affirmé (1894) que le poisson-chat électrique est capable d'émettre un sifflement semblable à celui d'un chat. Cependant, cette affirmation n’est toujours pas étayée par des preuves pertinentes.

Le poisson-chat électrique apparaît sur certains timbres-poste du Zaïre, de la Côte d'Ivoire, de l'Ouganda, de la Gambie, du Mali et du Nigeria.

Électricité dans la faune Travnikov Andrey 9 "B"

Électricité L'électricité est un ensemble de phénomènes provoqués par l'existence, l'interaction et le mouvement de charges électriques.

L'électricité dans le corps humain Le corps humain contient de nombreux produits chimiques (tels que l'oxygène, le potassium, le magnésium, le calcium ou le sodium) qui réagissent les uns avec les autres pour créer de l'énergie électrique. Entre autres choses, cela se produit dans le processus dit de « respiration cellulaire » - l'extraction par les cellules du corps de l'énergie nécessaire à la vie. Par exemple, dans le cœur humain, il y a des cellules qui, en train de maintenir le rythme cardiaque, absorbent le sodium et libèrent du potassium, ce qui crée une charge positive dans la cellule. Lorsque la charge atteint une certaine valeur, les cellules acquièrent la capacité d'influencer les contractions du muscle cardiaque.

La foudre La foudre est une décharge d'étincelle électrique géante dans l'atmosphère qui peut généralement se produire lors d'un orage, entraînant un éclair lumineux et le tonnerre qui l'accompagne.

L'électricité dans les poissons Tous les types de poissons électriques possèdent un organe spécial qui produit de l'électricité. Avec son aide, les animaux chassent et se défendent, s'adaptant à la vie en milieu aquatique. L'organe électrique de tous les poissons est conçu de la même manière, mais diffère en taille et en emplacement. Mais pourquoi aucun organe électrique n’a-t-il été trouvé chez aucun animal terrestre ? La raison en est la suivante. Seule l'eau contenant des sels dissous est un excellent conducteur d'électricité, ce qui permet d'utiliser l'action du courant électrique à distance.

Raie pastenague électrique Les raies pastenagues électriques sont un détachement de poissons cartilagineux dans lequel des organes électriques appariés en forme de rein sont situés sur les côtés du corps entre la tête et les nageoires pectorales. L'ordre comprend 4 familles et 69 espèces. Les raies pastenagues électriques sont connues pour leur capacité à produire une charge électrique dont la tension (selon le type) varie de 8 à 220 volts. Les raies pastenagues l'utilisent de manière défensive et peuvent assommer leurs proies ou leurs ennemis. Ils vivent dans les eaux tropicales et subtropicales de tous les océans

Anguille électrique Longueur de 1 à 3 m, poids jusqu'à 40 kg. L'anguille électrique a la peau nue, sans écailles, et le corps est très allongé, arrondi à l'avant et quelque peu comprimé latéralement à l'arrière. La couleur des anguilles électriques adultes est brun olive, le dessous de la tête et de la gorge est orange vif, le bord de la nageoire anale est clair et les yeux sont vert émeraude. Génère une décharge avec une tension allant jusqu'à 1300 V et un courant allant jusqu'à 1 A. La charge positive est à l'avant du corps, la charge négative est à l'arrière. Les organes électriques sont utilisés par l'anguille pour se protéger des ennemis et paralyser ses proies, constituées principalement de petits poissons.

Venus Flytrap Le Venus flytrap est une petite plante herbacée avec une rosette de 4 à 7 feuilles qui poussent à partir d'une courte tige souterraine. La tige est bulbeuse. La taille des feuilles varie de trois à sept centimètres, selon la période de l'année, de longues feuilles pièges se forment généralement après la floraison. Dans la nature, il se nourrit d'insectes ; on trouve parfois des mollusques (limaces). Le mouvement des feuilles est dû à une impulsion électrique.

Mimosa pudica Une excellente preuve visuelle de la manifestation des courants d'action chez les plantes est le mécanisme de pliage des feuilles sous l'influence de stimuli externes chez Mimosa pudica, dont les tissus peuvent se contracter brusquement. Si vous apportez un objet étranger à ses feuilles, elles se fermeront. C'est de là que vient le nom de la plante.

En préparant cette présentation, j'ai beaucoup appris sur les organismes dans la nature et sur la façon dont ils utilisent l'électricité dans leur vie.

Sources http://wildwildworld.net.ua/articles/elektricheskii-skat http://flowerrr.ru/venerina-muholovka http://www.valleyflora.ru/16.html https://ru.wikipedia.org

Nous l'utilisons quotidiennement. Cela fait partie de notre quotidien, et bien souvent la nature de ce phénomène nous est inconnue. Nous parlons d'électricité.

Peu de gens savent que ce terme est apparu il y a près de 500 ans. Le physicien anglais William Gilbert a étudié les phénomènes électriques et a remarqué que de nombreux objets, comme l'ambre, attirent des particules plus petites après avoir été frottés. C'est pourquoi, en l'honneur de la résine fossile, il a nommé ce phénomène électricité (du latin Electricus - ambre). À propos, bien avant Gilbert, le philosophe grec Thalès avait remarqué les mêmes propriétés de l'ambre et les avait décrites. Mais le droit d'être appelé découvreur revenait toujours à William Gilbert, car dans la science, il existe une tradition : celui qui a commencé à étudier en premier est l'auteur.

Ceux qui ont apprivoisé l’électricité

Mais on ne va pas plus loin que des descriptions et des recherches primitives. Ce n’est qu’aux XVIIe et XVIIIe siècles que la question de l’électricité a fait l’objet d’une couverture significative dans la littérature scientifique. Parmi ceux qui, après W. Gilbert, ont étudié ce phénomène, on peut citer Benjamin Franklin, connu non seulement pour sa carrière politique, mais aussi pour ses recherches sur l'électricité atmosphérique.

L'unité de mesure de la charge électrique et la loi d'interaction des charges électriques portent le nom du physicien français Charles Coulomb. Des contributions non moins significatives ont été apportées par Luigi Galvani, Alessandro Volt, Michael Faraday et Andre Ampere. Tous ces noms sont connus depuis l'école. Notre compatriote Vasily Petrov, qui a découvert l'arc voltaïque au début du XIXe siècle, a également mené ses recherches dans le domaine de l'électricité.

"Arc Voltaire"

On peut dire qu'à partir de cette époque, l'électricité cesse d'être une machination de forces naturelles et commence progressivement à entrer dans la vie des gens, même si à ce jour des mystères subsistent dans ce phénomène.

Nous pouvons affirmer avec certitude : si les phénomènes électriques n'existaient pas dans la nature, alors il est possible que rien de tel n'aurait été découvert jusqu'à présent. Dans les temps anciens, ils effrayaient l'esprit fragile de l'homme, mais au fil du temps, il tenta d'apprivoiser l'électricité. Les résultats de ces actions sont tels qu’il n’est plus possible d’imaginer la vie sans lui.

L’humanité a su « apprivoiser » l’électricité

Comment l’électricité se manifeste-t-elle dans la nature ?

Naturellement, lorsque l’on parle d’électricité naturelle, la foudre vient immédiatement à l’esprit. L’homme politique américain mentionné ci-dessus fut le premier à les étudier. À propos, il existe une version scientifique selon laquelle la foudre a eu un impact significatif sur le développement de la vie sur Terre, puisque les biologistes ont établi le fait que la synthèse des acides aminés nécessite de l'électricité.

La foudre est une puissante décharge d'électricité

Tout le monde connaît la sensation lorsque, lorsque l'on touche quelqu'un ou quelque chose, une décharge électrique se produit, provoquant de légers désagréments. C'est une manifestation de la présence de courants électriques dans le corps humain. À propos, le système nerveux fonctionne grâce à des impulsions électriques provenant de la zone irritée vers le cerveau.

Les signaux sont transmis électriquement dans les neurones du cerveau

Mais les humains ne sont pas les seuls à générer des courants électriques en eux-mêmes. De nombreux habitants des mers et des océans sont capables de produire de l'électricité. Par exemple, une anguille électrique est capable de créer une tension allant jusqu'à 500 volts et la puissance de charge d'une raie pastenague atteint 0,5 kilowatt. De plus, certains types de poissons utilisent un champ électrique qu'ils créent autour d'eux, à l'aide duquel ils peuvent facilement naviguer dans des eaux boueuses et à des profondeurs où la lumière du soleil ne pénètre pas.

Anguille électrique du fleuve Amazone

L'électricité au service de l'homme

Tout cela est devenu une condition préalable à l’utilisation de l’électricité à des fins domestiques et industrielles. Dès le XIXe siècle, il commença à être utilisé régulièrement, principalement pour l'éclairage intérieur. Grâce à lui, il est devenu possible de créer des équipements permettant de transmettre des informations sur de grandes distances grâce à la radio, à la télévision et au télégraphe.

L'électricité pour transmettre des informations

De nos jours, il est difficile d’imaginer la vie sans courant électrique, car tous les appareils habituels fonctionnent exclusivement grâce à ce courant. Apparemment, c'est ce qui a motivé la création de dispositifs de stockage d'énergie électrique (batteries) et de générateurs électriques pour les endroits où les poteaux à haute tension ne sont pas encore arrivés.

De plus, l’électricité est le moteur de la science. De nombreux instruments que les scientifiques utilisent pour étudier le monde qui les entoure en sont également alimentés. Petit à petit, l’électricité conquiert l’espace. Des batteries puissantes sont installées sur les vaisseaux spatiaux, des panneaux solaires sont construits sur la planète et des éoliennes sont installées, qui reçoivent l'énergie de la nature.

Science des moteurs électriques

Et pourtant, ce phénomène reste encore entouré de mystère et d’obscurité pour de nombreuses personnes. Même malgré une scolarité scolaire, certains admettent ne pas bien comprendre les principes de fonctionnement de l’électricité. Il y a aussi ceux qui sont confus au sujet des termes. Ils ne sont pas toujours capables d’expliquer la différence entre tension, puissance et résistance.