Že od pradavnine so ljudje vedeli, da obstajajo »električne« ribe, kot sta jegulja ali ožigalkar, ki ustvarjajo razelektritev, podobno razelektritvi kondenzatorja. In tako se je profesor anatomije na univerzi v Bologni, Luigi Galvani (1737-1798), odločil ugotoviti, ali imajo druge živali to sposobnost. Leta 1780 je prepariral mrtvo žabo in žabji krak obesil na bakreno žico na balkonu, da se je posušil. Veter je zanihal šapo in Galvani je opazil, da se je, ko se je dotaknila železne ograje, skrčila, tako kot živo bitje. Iz tega je Galvani naredil napačen (kot se je pozneje izkazalo) sklep, da mišice in živci živali proizvajajo elektriko.
Ta sklep je bil v primeru žabe napačen. Medtem pa ribe, ki proizvajajo elektriko, in to v velikih količinah, obstajajo in so precej pogoste. O tem piše znanstvenik, specialist na tem področju N.I.
V toplih in tropskih morjih, v rekah Afrike in Južne Amerike živi več deset vrst rib, ki so sposobne občasno ali nenehno oddajati električne razelektritve različnih moči. Te ribe uporabljajo svoj električni tok ne le za obrambo in napad, ampak tudi za signaliziranje druga drugi in vnaprejšnje zaznavanje ovir (lokacije). Električne organe najdemo le pri ribah. Če bi jih imele druge živali, bi znanstveniki to že zdavnaj vedeli.
Električne ribe obstajajo na Zemlji že milijone let. Njihove ostanke so našli v zelo starodavnih plasteh zemeljske skorje. Na starogrških vazah so podobe električnega stingraja - torpeda.
V spisih starogrških in rimskih piscev ter naravoslovcev je veliko omemb o čudoviti, nerazumljivi moči, s katero je obdarjen torpedo. Zdravniki starega Rima so te bode hranili v velikih akvarijih doma. Za zdravljenje bolezni so poskušali uporabiti torpeda: paciente so prisilili, da so se dotaknili bode in zdelo se je, da si bolniki opomorejo od električnih šokov.
Tudi v našem času, na sredozemski obali in atlantski obali Iberskega polotoka, starejši ljudje včasih tavajo v plitvi vodi - v upanju, da bodo ozdravljeni od revmatizma ali protina z "zdravilnim" električnim torpedom.
Elektrika v armaturni plošči se proizvaja v posebnih organih - "električnih baterijah". Nahajajo se med glavo in prsnimi plavutmi in so sestavljeni iz več sto šesterokotnih stebrov želatinaste snovi. Stebri so med seboj ločeni z gostimi pregradami, do katerih se približujejo živci. Vrhovi in podnožja stebrov so v stiku s kožo hrbta in trebuha. Živci, ki vodijo do električnih organov, so zelo razviti in imajo v "baterijah" približno pol milijona končičev.
V nekaj desetih sekundah torpedo odda na stotine in tisoče kratkih izpustov, ki tečejo iz trebuha v hrbet. Trenutna napetost za različne vrste stingrays se giblje od 80 do 300 V s tokovno močjo 7 - 8 A.
V vodah našega morja živijo nekatere vrste bodičastih ožigalkarjev - raje ali, kot jim pravimo, morske lisice. Učinek električnih organov teh stingrayjev je veliko šibkejši od učinka torpeda. Lahko domnevamo, da jim šibki, a dobro razviti električni organi raja služijo za medsebojno komunikacijo in igrajo vlogo brezžičnega telegrafa.
Pred kratkim so znanstveniki odkrili, da afriška sladkovodna riba Gymnarhus vse življenje nenehno oddaja šibke, a pogoste električne signale. Z njimi telovadnica kot da sondira prostor okoli sebe. Samozavestno plava v kalni vodi, med algami in kamni, ne da bi se s svojim telesom dotaknila ovir. Enako sposobnost imajo "nizkotokovni" sorodniki električne jegulje - južnoameriška telovadka in afriška riba Mormyrops.
V vzhodnem delu pacifiških tropskih voda živi ocellated discopyge ray. Zaseda nekakšen vmesni položaj med torpedom in bodičastimi pobočji. Stingray se hrani z majhnimi raki in jih zlahka pridobi brez uporabe električnega toka. Njegove električne razelektritve ne morejo ubiti nikogar in mu verjetno služijo le za odganjanje plenilcev.
Električnih organov nimajo le ožigalkarji. Telo afriškega rečnega soma Malapterurusa je kot krzneni plašč ovito v želatinasto plast, v kateri nastaja električni tok. Električni organi predstavljajo približno četrtino teže celotnega soma. Napetost praznjenja te ribe doseže 360 V; ni varen za ljudi in seveda usoden za ribe.
V Indijskem, Tihem in Atlantskem oceanu, v Sredozemskem in Črnem morju živijo majhne ribe, ki spominjajo na gobije - zvezdnike. Običajno ležijo na obalnem dnu in čakajo na plen, ki plava od zgoraj. Zato njihove oči, ki se nahajajo na zgornji strani glave, gledajo navzgor. Od tod tudi njihovo ime. Nekatere vrste zvezdnikov imajo električne organe, ki se nahajajo v očesni votlini in verjetno služijo le za signalizacijo.
Električna jegulja živi v tropskih južnoameriških rekah. To je sivo-modra kača, dolga do 3 m, zavzema le 1/5 telesa, kompleksni električni organi pa se nahajajo vzdolž 4/5 telesa na obeh straneh. Sestavljeni so iz 6.000 - 7.000 plošč, ki so med seboj ločene s tanko lupino in izolirane z distančniki iz želatinaste snovi. Plošče tvorijo nekakšno baterijo, ki daje izpust v smeri od repa do glave. Tok jegulje zadostuje, da ubije ribo ali žabo v vodi. Ljudje, ki se kopajo v reki, imajo tudi slab čas: električni organ jegulje proizvaja napetost nekaj sto voltov. Jegulja proizvaja posebno močno tokovno napetost, ko se upogne v lok, tako da je žrtev med njenim repom in glavo: dobimo zaprt električni obroč.
Električna razelektritev jegulje pritegne druge jegulje v bližini. To lastnost aken lahko uporabimo tudi umetno. Z izpustom kateregakoli vira elektrike v vodo je bilo mogoče privabiti celo čredo jegulj, treba je bilo le izbrati ustrezno napetost in frekvenco izpustov.
Ocenjuje se, da bi 10.000 jegulj lahko poganjalo električni vlak v nekaj minutah. Toda potem je vlak stal več dni, dokler jegulje niso ponovno pridobile električne energije
Tema mojega dela: Živa elektrika
Cilj dela je bil ugotoviti načine pridobivanja električne energije iz rastlin in eksperimentalno potrditi nekatere od njih.
Zadali smo si naslednje naloge:
Za doseganje ciljev so bile uporabljene naslednje raziskovalne metode: analiza literature, eksperimentalna metoda, primerjalna metoda.
Preden električni tok doseže naš dom, bo prepotoval dolgo pot od mesta sprejema toka do mesta porabe. Tok se proizvaja v elektrarnah. Elektrarna - električna postaja, sklop naprav, opreme in naprav, ki se uporabljajo neposredno za proizvodnjo električne energije, ter potrebne strukture in zgradbe, ki se nahajajo na določenem območju.
"DELO ŽIVO ELEKTRIKA"
Ministrstvo za izobraževanje, znanost in mladino Republike Krim
Krimsko tekmovanje raziskovalnih del in projektov za šolarje od 5. do 8. razreda "Korak v znanost"
Tema: Živa elektrika
Delo je zaključil:
Asanova Evelina Asanovna
Učenka 5. razreda
Znanstveni mentor:
Ablyalimova Lilya Lenurovna,
učiteljica biologije in kemije
MBOU "Veselovskaya Srednja šola"
z. Veselovka – 2017
1. Uvod………………………………………………………………..…3
2. Viri električnega toka…………………………..…….……4
2.1. Netradicionalni viri energije………………………….…..4
2.2. “Živi” viri električnega toka………………………...4
2.3. Sadje in zelenjava kot vira električnega toka……………5
3. Praktični del……………………………..………….…………6
4. Zaključek……………………………………………………………….………..…..8
Seznam referenc……………………………………………………….9
UVOD
Elektrika in rastline – kaj bi lahko imeli skupnega? Vendar pa so sredi 18. stoletja naravoslovci razumeli: ta dva pojma združuje nekakšna notranja povezava.
Ljudje so se z »živo« elektriko srečali na zori civilizacije: poznali so sposobnost nekaterih rib, da zadenejo plen s pomočjo nekakšne notranje sile. To dokazujejo jamske slike in nekateri egipčanski hieroglifi, ki prikazujejo električnega soma. In takrat ni bil edini, ki so ga izpostavljali na tej podlagi. Rimskim zdravnikom je uspelo uporabiti "udarce" stingrays za zdravljenje živčnih bolezni. Znanstveniki so naredili veliko pri preučevanju neverjetne interakcije med elektriko in živimi bitji, a narava nam še vedno veliko skriva.
Tales iz Mileta je prvi opozoril na električni naboj 600 let pr. Odkril je, da bo jantar, podrgnjen z volno, pridobil lastnosti privabljanja lahkih predmetov: kosmi, kosi papirja. Kasneje so verjeli, da ima to lastnost le jantar. Prvi kemični vir električnega toka je po naključju, konec 17. stoletja, izumil italijanski znanstvenik Luigi Galvani. Pravzaprav cilj Galvanijevega raziskovanja sploh ni bilo iskanje novih virov energije, temveč preučevanje reakcije poskusnih živali na različne zunanje vplive. Predvsem pojav nastajanja in pretoka toka je bil odkrit, ko so na mišico žabje noge pritrdili trakove iz dveh različnih kovin. Galvani je podal napačno teoretično razlago opazovanega procesa. Ker je bil zdravnik in ne fizik, je razlog videl v tako imenovani »živalski elektriki«. Galvani je svojo teorijo potrdil s sklicevanjem na dobro znane primere izpustov, ki so jih sposobna proizvesti nekatera živa bitja, na primer »električne ribe«.
Leta 1729 je Charles Dufay odkril, da obstajata dve vrsti nabojev. Poskusi, ki jih je izvajal Du Fay, so povedali, da eden od nabojev nastane z drgnjenjem stekla na svilo, drugi pa z drgnjenjem smole na volno. Koncept pozitivnega in negativnega naboja je uvedel nemški naravoslovec Georg Christoph. Prvi kvantitativni raziskovalec je bil zakon interakcije nabojev, ki ga je leta 1785 eksperimentalno uvedel Charles Coulomb z uporabo občutljive torzijske tehtnice, ki jo je razvil.
VIRI ELEKTRIČNEGA TOKA
Preden električni tok doseže naš dom, prepotuje dolgo pot od mesta sprejema toka do mesta porabe. Tok se proizvaja v elektrarnah. Elektrarna - električna postaja, sklop naprav, opreme in naprav, ki se uporabljajo neposredno za proizvodnjo električne energije, ter potrebne strukture in zgradbe, ki se nahajajo na določenem območju. Glede na vir energije ločimo termoelektrarne (TE), hidroelektrarne (HE), črpalne elektrarne in jedrske elektrarne (JE).
NEKONVENCIONALNI VIRI ENERGIJE
Poleg tradicionalnih virov toka obstaja veliko netradicionalnih virov. Elektriko pravzaprav lahko pridobimo iz skoraj česar koli. Netradicionalni viri električne energije, kjer se nenadomestljivi viri energije praktično ne zapravljajo: energija vetra, energija plimovanja, sončna energija.
Obstajajo tudi drugi predmeti, ki na prvi pogled nimajo nobene zveze z elektriko, lahko pa služijo kot vir toka.
“ŽIVI” VIRI ELEKTRIČNEGA TOKA
V naravi so živali, ki jim pravimo »žive elektrarne«. Živali so zelo občutljive na električni tok. Že majhen tok je za marsikoga usoden. Konji umrejo tudi zaradi relativno šibke napetosti 50-60 voltov. In obstajajo živali, ki nimajo le visoke odpornosti na električni tok, ampak tudi ustvarjajo tok v svojem telesu. Te ribe so električne jegulje, ožigalkarji in somi. Prave žive elektrarne!
Vir toka so posebni električni organi, ki se nahajajo v dveh parih pod kožo vzdolž telesa - pod repno plavutjo ter na zgornjem delu repa in hrbtu. Po videzu so takšni organi podolgovato telo, sestavljeno iz rdečkasto-rumene želatinaste snovi, razdeljene na več tisoč ravnih plošč, celic, vzdolžnih in prečnih pregrad. Nekaj podobnega bateriji. Več kot 200 živčnih vlaken se približuje električnemu organu iz hrbtenjače, veje od katerih gredo na kožo hrbta in repa. Dotik hrbta ali repa te ribe povzroči močan izpust, ki lahko takoj ubije majhne živali in omami velike živali in ljudi. Poleg tega se tok bolje prenaša v vodi. Velike živali, ki jih jegulje omamijo, se pogosto utopijo v vodi.
Električni organi so sredstvo ne le za zaščito pred sovražniki, ampak tudi za pridobivanje hrane. Električne jegulje lovijo ponoči. Ko se približa plenu, naključno izprazni svoje "baterije" in vsa živa bitja - ribe, žabe, raki - so paralizirana. Delovanje razelektritve se prenaša na razdaljo 3-6 metrov. Vse, kar lahko stori, je, da pogoltne omamljeni plen. Ko porabijo zalogo električne energije, riba dolgo časa počiva in jo dopolnjuje, "polni" svoje "baterije".
2.3. SADJE IN ZELENJAVA KOT VIRI ELEKTRIČNEGA TOKA
Po preučevanju literature sem izvedel, da lahko iz določenega sadja in zelenjave pridobimo elektriko. Električni tok lahko dobimo iz limone, jabolk in, kar je najbolj zanimivo, iz navadnega krompirja - surovega in kuhanega. Takšne nenavadne baterije lahko delujejo več dni in celo tednov, električna energija, ki jo proizvedejo, pa je 5-50-krat cenejša od tiste, ki jo pridobivajo iz tradicionalnih baterij in vsaj šestkrat varčnejša od petrolejke, če se uporablja za razsvetljavo.
Indijski znanstveniki so se odločili, da bodo s sadjem, zelenjavo in njihovimi odpadki poganjali preproste gospodinjske aparate. Baterije vsebujejo pasto iz predelanih banan, pomarančnih olupkov in druge zelenjave ali sadja, v katero so vložene cinkove in bakrene elektrode. Nov izdelek je namenjen predvsem prebivalcem podeželja, ki lahko sami pripravijo sadne in zelenjavne sestavine za polnjenje nenavadnih baterij.
PRAKTIČNI DEL
Odseki listov in stebel so glede na normalno tkivo vedno negativno nabiti. Če vzamete limono ali jabolko in ju prerežete, nato pa na lupino nanesete dve elektrodi, ne bosta zaznali potencialne razlike. Če eno elektrodo nanesemo na lupino, drugo pa na notranjo stran pulpe, se pojavi potencialna razlika, galvanometer pa zazna pojav toka.
Odločil sem se poskusno preizkusiti in dokazati, da je v zelenjavi in sadju elektrika. Za raziskavo sem izbrala naslednje sadje in zelenjavo: limona, jabolko, banana, mandarina, krompir. Zabeležila je odčitke galvanometra in v vsakem primeru dejansko prejela tok.
Kot rezultat opravljenega dela:
1. Študiral in analiziral sem znanstveno in izobraževalno literaturo o virih električnega toka.
2. Seznanil sem se s potekom dela pri pridobivanju električnega toka iz rastlin.
3. Dokazala je, da je v plodovih različnega sadja in zelenjave elektrika in pridobila nenavadne vire toka.
Seveda električna energija rastlin in živali trenutno ne more nadomestiti polnopravnih močnih virov energije. Vendar jih ne gre podcenjevati.
ZAKLJUČEK
Za dosego cilja mojega dela so bile rešene vse raziskovalne naloge.
Analiza znanstvene in izobraževalne literature je pripeljala do zaključka, da je okoli nas veliko predmetov, ki lahko služijo kot vir električnega toka.
Pri delu so bile obravnavane metode za proizvodnjo električnega toka. Izvedel sem veliko zanimivega o tradicionalnih virih energije – različnih vrstah elektrarn.
S pomočjo izkušenj sem pokazal, da je iz nekaterih sadežev mogoče pridobiti elektriko, to je seveda majhen tok, vendar že samo dejstvo, da obstaja, daje upanje, da se bodo taki viri lahko uporabljali tudi za svoje; namene (za polnjenje mobilnega telefona ipd.). Takšne baterije lahko uporabljajo prebivalci podeželskih območij države, ki lahko sami pripravijo sadne in zelenjavne sestavine za polnjenje biobaterij. Izrabljena baterijska sestava ne onesnažuje okolja kot galvanski (kemični) členi in ne zahteva ločenega odlaganja na za to določenih območjih.
SEZNAM REFERENC
Gordejev A.M., Šešnev V.B. Elektrika v življenju rastlin. Založnik: Nauka - 1991
Revija "Znanost in življenje", št. 10, 2004.
Revija. "Galileo" Znanost z eksperimentom. št. 3/ 2011 “Limonina baterija”.
Revija “Mladi erudit” št. 10 / 2009 “Energija iz nič.”
Galvanski člen - članek iz Velike sovjetske enciklopedije.
V. Lavrus “Baterije in akumulatorji.”
Oglejte si vsebino dokumenta
"DIPLOMSKO DELO"
Tema: Živa elektrika
Znanstveni nadzornik: Lilya Lenurovna Ablyalimova, učiteljica biologije in kemije, Srednja šola Veselovskaya
Ustreznost izbrane teme: trenutno v Rusiji obstaja trend naraščanja cen energetskih virov, vključno z električno energijo. Zato je vprašanje iskanja poceni virov energije pomembno. Človeštvo je postavljeno pred nalogo razvoja okolju prijaznih, obnovljivih, netradicionalnih virov energije.
Namen dela: prepoznavanje načinov pridobivanja električne energije iz rastlin in eksperimentalna potrditev nekaterih od njih.
Preučite in analizirajte znanstveno in izobraževalno literaturo o virih električnega toka.
Seznanite se s potekom dela pri pridobivanju električnega toka iz rastlin.
Dokaži, da imajo rastline elektriko.
Oblikujte napotke za koristno uporabo dobljenih rezultatov.
Raziskovalne metode: analiza literature, eksperimentalna metoda, primerjalna metoda.
Oglejte si vsebino predstavitve
"PREDSTAVITEV"
V živo električna energija Delo je zaključil: Asanova Evelina, Učenka 5. razreda MBOU "Veselovskaya Srednja šola"
Relevantnost dela:
Trenutno v Rusiji obstaja težnja po zvišanju cen energetskih virov, vključno z električno energijo. Zato je vprašanje iskanja poceni virov energije pomembno.
Človeštvo je postavljeno pred nalogo razvoja okolju prijaznih, obnovljivih, netradicionalnih virov energije.
Namen dela:
Identifikacija načinov pridobivanja električne energije iz rastlin in eksperimentalna potrditev nekaterih od njih.
- Preučite in analizirajte znanstveno in izobraževalno literaturo o virih električnega toka.
- Seznanite se s potekom dela pri pridobivanju električnega toka iz rastlin.
- Dokaži, da imajo rastline elektriko.
- Oblikujte napotke za koristno uporabo dobljenih rezultatov.
- Analiza literature
- Eksperimentalna metoda
- Metoda primerjave
Uvod
Naše delo je posvečeno nenavadnim virom energije.
Kemični viri toka igrajo zelo pomembno vlogo v svetu okoli nas. Uporabljajo se v mobilnih telefonih in vesoljskih ladjah, v križarskih raketah in prenosnih računalnikih, v avtomobilih, svetilkah in običajnih igračah. Vsak dan se srečujemo z baterijami, akumulatorji in gorivnimi celicami.
Sodobno življenje si brez elektrike preprosto ni mogoče predstavljati – predstavljajte si obstoj človeštva brez sodobnih gospodinjskih aparatov, avdio in video opreme, večera s svečo in baklo.
Žive elektrarne
Najmočnejše izpuste proizvaja južnoameriška električna jegulja. Dosežejo 500-600 voltov. Takšna napetost lahko pade konja z nog. Jegulja ustvari posebno močan električni tok, ko se upogne v lok, tako da je žrtev med njenim repom in glavo: nastane sklenjen električni obroč .
Žive elektrarne
Stingrays so žive elektrarne, ki proizvajajo napetost približno 50-60 voltov in oddajajo izpustni tok 10 amperov.
Vse ribe, ki proizvajajo električne razelektritve, za to uporabljajo posebne električne organe.
Nekaj o električnih ribah
Ribe uporabljajo razelektritve:
- da ti osvetlijo pot;
- za zaščito, napad in omamljanje žrtve;
- prenašajo signale drug drugemu in vnaprej zaznavajo ovire.
Netradicionalni viri toka
Poleg tradicionalnih trenutnih virov obstaja veliko netradicionalnih. Izkazalo se je, da je elektriko mogoče dobiti skoraj iz česar koli.
Poskus:
Elektriko lahko pridobimo iz nekaterega sadja in zelenjave. Električni tok lahko pridobimo iz limone, jabolk in, kar je najbolj zanimivo, iz navadnega krompirja. Izvedel sem poskuse s temi sadeži in dejansko prejel tok.
- Kot rezultat opravljenega dela:
- 1. Študiral in analiziral sem znanstveno in izobraževalno literaturo o virih električnega toka.
- 2. Seznanil sem se s potekom dela pri pridobivanju električnega toka iz rastlin.
- 3. Dokazala je, da je v plodovih različnega sadja in zelenjave elektrika in pridobila nenavadne vire toka.
ZAKLJUČEK:
Za dosego cilja mojega dela so bile rešene vse raziskovalne naloge. Analiza znanstvene in izobraževalne literature je pripeljala do zaključka, da je okoli nas veliko predmetov, ki lahko služijo kot vir električnega toka.
Pri delu so bile obravnavane metode za proizvodnjo električnega toka. Izvedel sem veliko zanimivega o tradicionalnih virih energije – različnih vrstah elektrarn.
S poskusi sem pokazal, da je mogoče iz nekaterih sadežev pridobiti elektriko; to je seveda majhen tok, vendar že samo dejstvo, da obstaja, daje upanje, da se bodo takšni viri v prihodnosti lahko uporabljali za lastne namene (za polnjenje mobilnega telefona itd.). Takšne baterije lahko uporabljajo prebivalci podeželskih območij države, ki lahko sami pripravijo sadne in zelenjavne sestavine za polnjenje biobaterij. Izrabljena baterijska sestava ne onesnažuje okolja kot galvanski (kemični) členi in ne zahteva ločenega odlaganja na za to določenih območjih.
Razvoj lekcij (zapiski lekcij)
Projektne aktivnosti
Osnovna splošna izobrazba
Linija UMK A.V. Peryshkin. Fizika (7-9)
Pozor! Uprava spletnega mesta ni odgovorna za vsebino metodološkega razvoja, pa tudi za skladnost razvoja z Zveznim državnim izobraževalnim standardom.
Interdisciplinarni projekt: fizika in biologija.
Udeleženci projekta: Učenci 8. razreda.
Oprema: računalniki, tiskalnik, skener, kopirni stroj, izobraževalni plakati in vizualni pripomočki.
Celinprojekt:
- Razviti znanje o količinah in zakonih, preučenih v razdelku "Elektrika".
- Razviti sposobnost uporabe fizikalnih zakonov za razlago procesov, ki se dogajajo v živih organizmih.
- Razviti kognitivno dejavnost in raziskovalne dejavnosti študentov.
- Izboljšanje pedagoških tehnologij, ki razvijajo veščine komunikacije in sodelovanja.
Cilji projekta:
- Naučite študente samostojnega iskanja potrebnih informacij z uporabo različnih virov (računalniške baze podatkov, knjižnice) pri delu na projektu.
- Naučite študente izmenjave informacij, sposobnosti izražanja svojega stališča in utemeljitve.
- Učence naučite delati individualno, v parih, v skupinah na temo projekta.
- Oblikovati prepričanje o enotnosti zakonov žive in nežive narave.
- Razviti veščine organiziranja predstavitev projektov.
- Razviti pri šolarjih občutek odgovornosti za dodeljeno delo.
- Študente in učitelje naučiti analizirati in vrednotiti lastne ustvarjalne in poslovne sposobnosti.
Opomba
Na nezadostno raven znanja vpliva izjemno kratek čas, namenjen šolarjem za pridobivanje znanj s področja fizike pri pouku, pa tudi v obšolskih urah. Vpliva tudi pomanjkanje znanja o praktični uporabi fizikalnih zakonov v človeškem življenju. Zato smo imeli potrebo po razvoju kolektivnega ustvarjalnega projekta, katerega izvedba bi prispevala k razvoju razumevanja med udeleženci izobraževalnega procesa o tem, kako lahko zakone fizike in zakone elektrike prenesemo na žive organizme. Enako pomembno je vedeti, kateri fizikalni zakoni pojasnjujejo procese, ki potekajo v živih organizmih
Tema tega projekta je pomembna ne samo za učence določene šole, ampak tudi za druge šole v Republiki Tatarstan in zunaj nje.
V procesu obvladovanja sklopa »Elektrika« smo razvili integrativni učni model, ki temelji na osebno osredotočenem učenju. Po zaključku študija tega razdelka je priporočljivo povzeti teme in razmisliti o praktični uporabi fizikalnih zakonov z uporabo projektne metode.
Temelji na razvoju študentovih kognitivnih procesov, sposobnosti samostojnega konstruiranja svojega znanja in krmarjenja po informacijskem prostoru. Ta rezultat je mogoče doseči le, če šolarji razvijejo samostojnost mišljenja, sposobnost iskanja in reševanja problemov, črpanje znanja iz različnih predmetnih področij in področij dejavnosti, sposobnost predvidevanja rezultatov in možnih posledic možnosti rešitve ter sposobnost ugotavljanja vzročno-posledične zveze. Projektna metoda je namenjena razvijanju nove vrste mišljenja srednješolcev – integrativnega mišljenja.
Pri delu na projektu je predvideno združevanje študentov v ustvarjalne delovne skupine, specializiran kot:
- Koordinator (usklajuje dejavnosti ustvarjalnih skupin).
- Teoretični fiziki (študij in analiza veje fizike)
- Praktični fiziki (formulacija in reševanje problemov)
- Biologi (preučevanje sistemov živih organizmov)
- Skupina za informacijsko podporo (oblikovanje diapozitivov, fotografija, računalniška predstavitev projekta)
INizhodi:
- Razvoj izvenšolske lekcije "Elektrika v živih organizmih" (oris).
- Predstavitev projekta "Elektrika v živih organizmih" v splošni izobraževalni ustanovi.
- Foto materiali o projektu.
Faze dela na projektu
1. STOPNJA: “Organizacijska”
NALOGE: opredelitev teme, razjasnitev ciljev, postavitev nalog, relevantnost problema, izbira ustvarjalnih delovnih skupin in porazdelitev vlog v njih, prepoznavanje virov informacij, preučevanje metod in oblik dela na lekciji, izbira meril za vrednotenje rezultatov.
UDELEŽENCI(učenci): organizirajo se v delovne skupine, pojasnjujejo informacije, razpravljajo o nalogi, oblikujejo naloge in načine interakcije, izberejo in utemeljijo svoje kriterije uspešnosti.
KOORDINATOR(učitelj fizike): motivira udeležence projekta, pojasnjuje cilje projekta, obravnava metode in oblike izvedbe pouka, pomaga pri analizi, določa roke za izvedbo nalog, opazuje.
TEORETIČNI FIZIK: identificirati vire informacij, razpravljati o metodološki literaturi o fiziki.
PRAKTIČNI FIZIK: oblikovati probleme, identificirati vire informacij, obravnavati metodološko literaturo o fiziki.
BIOLOGI: identificirati vire informacij, razpravljati o metodološki literaturi o biologiji.
ZDRAVSTVENO: identificirati vire informacij, razpravljati o metodološki literaturi
Obravnava oblike računalniške grafike za predstavitev projekta, izdelavo ilustrativnega gradiva v datotekah ter določi vse, kar je potrebno za fotografsko gradivo.
STOPNJA 2 "Razvoj projektnih specifikacij"
NALOGE: zbiranje in razjasnitev informacij, razprava o alternativah, izbira optimalne možnosti, razjasnitev načrtov aktivnosti, izvedba projekta.
UDELEŽENCI(študentje): samostojno delo na nalogi / posameznik, skupina, par /, raziskovalne dejavnosti v skupinah, delo na projektu.
KOORDINATOR: usklajuje delovanje ustvarjalnih skupin, določa krog ljudi, ki lahko nudijo metodološko in tehnično pomoč pri organizaciji projekta.
TEORETIČNI FIZIK:
PRAKTIČNI FIZIK: Od kod prihaja elektrika?
BIOLOGI: Kaj je to, kdo je odkril, kaj so živi organizmi, upoštevajte strukturo celice živih organizmov in funkcije dihalnega, krvnega obtoka, živčnega, mišično-skeletnega sistema organizmov.
ZDRAVSTVENO: proučujejo vpliv električnega toka na organizme, na motnje v delovanju dihalnega, krvožilnega, živčnega in mišično-skeletnega sistema.
SKUPINA ZA INFORMACIJSKO PODPORO: sestavite vizualno gradivo o fiziki in biologiji v obliki izobraževalnih tabel, diagramov, risb; priprava računalniške predstavitve.
3 ODER"Razvoj projekta"
NALOGE: izvedba projekta, razprava o doseženih rezultatih.
UDELEŽENCI(učenci): delo na projektu v skupinah.
KOORDINATOR: koordinira delovanje ustvarjalnih skupin.
TEORETIČNI FIZIK: preučevanje in utrjevanje znanja fizikalnih zakonov:
PRAKTIČNI FIZIK: eksperimentalno preverjanje
BIOLOGI:
- Dvoživke.
ZDRAVSTVENO: pripravi informacije:
- posledice uničenja telesnih živčnih celic;
- priporočila za ohranjanje zdravja ljudi.
SKUPINA ZA INFORMACIJSKO PODPORO: skenira učne diagrame in risbe iz učbenika za biologijo: pripravi se na računalniško predstavitev: vnese besedilo, vstavi skenirano gradivo, oblikuje prosojnice
4. STOPNJA “Vrednotenje rezultatov”
NALOGE: analiza izvedbe projekta, razprava o doseženih rezultatih, analiza popolnosti doseganja cilja.
UDELEŽENCI(študentje): sodelujejo pri kolektivni samoanalizi projekta, s prikazom opravljenega samostojnega dela.
KOORDINATOR: obravnava predstavitev projekta, oblike prikaza, zaporedje predstavitev, udeležence predstavitve, določi pravila.
USTVARJALNA SKUPINA ki ga sestavljajo teoretični fiziki, praktični fiziki, biologi, zdravniki: prikazovanje raziskovalnega dela, vadba prihajajoče predstavitve projekta.
SKUPINA ZA INFORMACIJSKO PODPORO: razprava o prihajajoči predstavitvi, diaprojekcija.
5. STOPNJA »Zagovor projekta: izvedba lekcije »Elektrika v živih organizmih«
NALOGE: Kolektivna obramba projekta: izvedba lekcije "Elektrika v živih organizmih"
UDELEŽENCI(učenci): sodelujejo pri kolektivnem poučevanju lekcije “Elektrika v živih organizmih”
KOORDINATOR: spremlja potek pouka, usmerja potek pouka.
Napredek lekcije
učiteljica sporoči temo in cilje učne ure.
Biologi: Kaj je to, kdo ga je odkril, kaj so živi organizmi?
Živi organizmi so glavni predmet študija biologije. Živi organizmi se ne le prilegajo obstoječemu svetu, temveč so se od njega tudi izolirali s posebnimi ovirami. Okolje, v katerem so nastali živi organizmi, je prostorsko-časovni kontinuum dogajanja, to je skupek pojavov fizičnega sveta, ki ga določajo značilnosti in položaj Zemlje in Sonca. Zaradi lažjega obravnavanja so vsi organizmi razdeljeni v različne skupine in kategorije, kar predstavlja biološki sistem njihove klasifikacije. Njihova najbolj splošna delitev je na jedrske in nejedrske. Glede na število celic, ki sestavljajo telo, jih delimo na enocelične in večcelične. Posebno mesto med njimi zavzemajo kolonije enoceličnih organizmov, tj. Na rastline in živali vplivajo abiotski dejavniki okolja (dejavniki nežive narave), predvsem temperatura, svetloba in vlaga. Glede na vpliv dejavnikov nežive narave se rastline in živali delijo v različne skupine in razvijajo prilagoditve na vpliv teh abiotskih dejavnikov. Kot že rečeno, so živi organizmi porazdeljeni v velikem številu. Danes si bomo ogledali žive organizme in jih razdelili na toplokrvne in hladnokrvne:
- s konstantno telesno temperaturo (toplokrvni);
- z nestabilno telesno temperaturo (hladnokrvni).
Organizmi z nestabilno telesno temperaturo (ribe, dvoživke, plazilci).
Organizmi s stalno telesno temperaturo (ptice, sesalci).
Teoretični fiziki: Kaj je to, kdo ga je odkril, kaj je elektrika?
Thales iz Mileta je prvi opozoril na električni naboj. Izvedel je poskus, podrgnil jantar z volno, po tako preprostih gibih je jantar začel imeti lastnost privabljanja majhnih predmetov. Ta lastnost je manj podobna električnim nabojem in bolj magnetizmu. Toda leta 1600 je Gilbert vzpostavil razliko med tema dvema pojavoma.
Leta 1747 - 53 je B. Franklin orisal prvo dosledno teorijo električnih pojavov, dokončno ugotovil električno naravo strele in izumil strelovod.
V 2. polovici 18. stol. začelo se je kvantitativno preučevanje električnih in magnetnih pojavov. Pojavili so se prvi merilni instrumenti - elektroskopi različnih izvedb, elektrometri. G. Cavendish (1773) in C. Coulomb (1785) sta eksperimentalno vzpostavila zakon interakcije stacionarnih točkovnih električnih nabojev (dela Cavendisha so bila objavljena šele leta 1879). Ta osnovni zakon elektrostatike (Coulombov zakon) je prvič omogočil ustvarjanje metode za merjenje električnih nabojev s silami interakcije med njimi.
Naslednja faza v razvoju znanosti o elektriki je povezana z odkritjem ob koncu 18. stoletja. L. Galvani "živalska elektrika"
Glavni znanstvenik pri preučevanju elektrike in električnih nabojev je Michael Faraday. S poskusi je dokazal, da učinki električnih nabojev in tokov niso odvisni od načina njihovega nastanka. Tudi leta 1831 je Faraday odkril elektromagnetno indukcijo - vzbujanje električnega toka v vezju, ki se nahaja v izmeničnem magnetnem polju. Leta 1833 - 34 je Faraday postavil zakone elektrolize; Ta njegova dela so pomenila začetek elektrokemije.
Torej, kaj je elektrika? Elektrika je skupek pojavov, ki nastanejo zaradi obstoja, gibanja in interakcije električno nabitih teles ali delcev. Pojav elektrike je mogoče najti skoraj povsod.
Če na primer s plastičnim glavnikom močno drgnete po laseh, se bodo na njih začeli lepiti koščki papirja. In če balon podrgnete po rokavu, se bo prilepil na steno. Pri drgnjenju jantarja, plastike in številnih drugih materialov se v njih pojavi električni naboj. Sama beseda "električni" izhaja iz latinske besede electrum, kar pomeni "jantar".
Fiziki praktiki: Od kod prihaja elektrika?
Vsi predmeti okoli nas vsebujejo na milijone električnih nabojev, sestavljenih iz delcev, ki se nahajajo znotraj atomov - osnove vse snovi. Jedro večine atomov vsebuje dve vrsti delcev: nevtrone in protone. Nevtroni nimajo električnega naboja, medtem ko imajo protoni pozitiven naboj. Drugi delci, ki se vrtijo okoli jedra, so elektroni, ki imajo negativen naboj. Običajno ima vsak atom enako število protonov in elektronov, katerih enaki, a nasprotni naboji se medsebojno izničijo. Posledično ne čutimo nobenega naboja in snov velja za nenaelektreno. Če pa nekako porušimo to ravnovesje, bo imel ta objekt celoten pozitiven ali negativen naboj, odvisno od tega, kateri delci ostanejo v njem več - protoni ali elektroni.
Električni naboji vplivajo drug na drugega. Pozitivni in negativni naboj se privlačita, dva negativna ali dva pozitivna naboja pa se odbijata.
Izkušnja: Če k predmetu prinesete negativno nabito ribiško vrvico, se bodo negativni naboji predmeta premaknili na drugi konec, pozitivni naboji pa se bodo, nasprotno, premaknili bližje ribiški vrvi. Pozitivni in negativni naboji ribiške vrvice in predmeta se bodo privlačili in predmet se bo držal ribiške vrvice. Ta proces se imenuje elektrostatična indukcija, predmet pa naj bi bil izpostavljen elektrostatičnemu polju ribiške vrvice.
Teoretični fiziki: Kakšna je povezava med fiziko in živimi organizmi?
Razumevanje bistva življenja, njegovega izvora in evolucije določa celotno prihodnost človeštva na Zemlji kot žive vrste. Seveda se je zdaj nabralo ogromno materiala, ki se natančno preučuje, zlasti na področju molekularne biologije in genetike, obstajajo sheme oziroma modeli razvoja, obstaja celo praktično kloniranje človeka.
Poleg tega biologija poroča o številnih zanimivih in pomembnih podrobnostih o živih organizmih, medtem ko pogreša nekaj temeljnega. Sama beseda "fizika" po Aristotelu pomeni "physis" - narava. Dejansko je vsa snov vesolja in s tem tudi mi sami sestavljena iz atomov in molekul, za katere so že pridobljeni kvantitativni in na splošno pravilni zakonitosti njihovega obnašanja, tudi na kvantno-molekularni ravni.
Poleg tega je fizika bila in ostaja pomemben dejavnik v splošnem razvoju preučevanja živih organizmov na splošno. V tem smislu fizika kot kulturni pojav, ne le kot področje znanja, ustvarja sociokulturno razumevanje, ki je najbližje biologiji. Verjetno je fizično spoznanje tisto, ki odraža stile razmišljanja. Logični in metodološki vidiki znanja in same naravoslovne znanosti, kot je znano, skoraj v celoti temeljijo na izkušnjah fizikalnih znanosti.
Zato je lahko naloga znanstvenega spoznavanja živih bitij utemeljitev možnosti uporabe fizikalnih modelov in idej za določanje razvoja narave in družbe, tudi na podlagi fizikalnih zakonov in znanstvene analize pridobljenih spoznanj o mehanizmu procesov. v živem organizmu. Kot je pred 25 leti dejal M.V. Wolkenstein, »v biologiji kot znanosti o živih bitjih sta možni samo dve poti: ali priznati nemogočo razlago življenja na podlagi fizike in kemije ali pa je takšna razlaga možna in jo je treba najti, tudi na podlagi splošni zakoni, ki označujejo strukturo in naravo snovi, snovi in polj."
Biologi: Elektrika v različnih vrstah živih organizmov
Konec 18. stoletja sta znana znanstvenika Galvani in Volta odkrila elektriko pri živalih. Prve živali, na katerih so znanstveniki eksperimentirali, da bi potrdili svoje odkritje, so bile žabe. Na celico vplivajo različni okoljski dejavniki – dražljaji: fizikalno – mehanski, temperaturni, električni;
Izkazalo se je, da je električna aktivnost sestavni del žive snovi. Elektrika ustvarja živčne, mišične in žlezne celice vseh živih bitij, vendar je ta sposobnost najbolj razvita pri ribah. Razmislimo o pojavu elektrike pri toplokrvnih živih organizmih.
RIBE
Trenutno je znano, da je od 20 tisoč sodobnih vrst rib približno 300 sposobnih ustvarjati in uporabljati bioelektrična polja. Glede na naravo nastalih izpustov se takšne ribe delijo na visoko in šibko električne.
Prvi vključujejo sladkovodne južnoameriške električne
jegulja, afriški električni som in električne raže.
Te ribe ustvarjajo zelo močne izpuste: jegulje, na primer, z napetostjo do 600 voltov, som - 350. Trenutna napetost velikih morskih žarkov je nizka, saj je morska voda dober prevodnik, vendar trenutna moč njihovih izpustov , na primer žarek Torpedo, včasih doseže 60 amperov.
Ribe druge vrste, na primer Mormyrus in drugi predstavniki reda kljunatih kitov, ne oddajajo ločenih izpustov. V vodo pošiljajo vrsto skoraj neprekinjenih in ritmičnih signalov (pulzov) visoke frekvence, to polje se kaže v obliki tako imenovanih silnic. Če v električno polje vstopi predmet, ki se po svoji električni prevodnosti razlikuje od vode, se konfiguracija polja spremeni: predmeti z večjo prevodnostjo koncentrirajo šmarnice okoli sebe, tisti z manjšo prevodnostjo pa jih razpršijo. Ribe zaznajo te spremembe z uporabo električnih receptorjev, ki se pri večini rib nahajajo v predelu glave, in določijo lokacijo predmeta. Tako te ribe izvajajo pravo električno lokacijo.
Skoraj vsi lovijo predvsem ponoči. Nekatere med njimi slabo vidijo, zato so te ribe v procesu dolge evolucije razvile tako popolno metodo za zaznavanje hrane, sovražnikov in raznih predmetov na daljavo.
Fiziki – praktiki: Tehnike, ki jih uporabljajo električne ribe pri lovljenju plena in obrambi pred sovražniki, nakazujejo človeku tehnične rešitve pri razvoju naprav za električni ribolov in odganjanje rib. Modeliranje električnih sistemov za lociranje rib odpira izjemne možnosti. V sodobni tehnologiji podvodnega lociranja ni sistemov za iskanje in odkrivanje, ki bi delovali na enak način kot elektrolokatorji, ustvarjeni v delavnici narave. Znanstveniki iz mnogih držav trdo delajo, da bi ustvarili takšno opremo.
DVOŽIVKE
Za preučevanje toka elektrike v dvoživkah vzemimo Galvanijev poskus. Pri svojih poskusih je uporabil zadnje krake žabe, povezane s hrbtenico. Medtem ko je te pripravke obešal na bakreno kljuko z železne ograje balkona, je opazil, da se ob vsakem dotiku ograje njihove mišice, ko se okončine žabe zibljejo v vetru, skrčijo. Na podlagi tega je Galvani prišel do zaključka, da trzanje nog povzroča »živalska elektrika«, ki izvira iz hrbtenjače žabe in se prek kovinskih vodnikov (kavelj in balkonska ograja) prenaša na mišice okončin. Fizik Alexander Volta je nasprotoval Galvanijevi izjavi o "živalski elektriki". Leta 1792 je Volta ponovil Galvanijeve poskuse in ugotovil, da teh pojavov ni mogoče šteti za »živalsko elektriko«. V Galvanijevem poskusu vir toka ni bila žabja hrbtenjača, temveč vezje, sestavljeno iz različnih kovin – bakra in železa. Volta je imel prav. Galvanijev prvi poskus ni dokazal prisotnosti "živalske elektrike", vendar so te študije pritegnile pozornost znanstvenikov k preučevanju električnih pojavov v živih organizmih. Kot odgovor na Voltin ugovor je Galvani izvedel drugi poskus, tokrat brez sodelovanja kovin. Konec ishiadičnega živca je s steklenim kavljem vrgel na mišico žabjega uda – pri tem pa so opazili tudi krčenje mišice.
Fiziki praktiki:
Naloga 1.Človeška smrt lahko nastopi pri jakosti toka 0,1 A. Kakšna smrtonosna napetost temu ustreza? Če je upor človeškega telesa 100.000 ohmov (1500 ohmov).
Naloga št. 2. Kolikšen je tok v omrežju razsvetljave 220 V, če je upor človeškega telesa 100.000 Ohmov (1500 Ohmov).
Naloga št. 3. Tako velikanski električni stingray ustvari napetost (pri praznjenju) 50-60 V, nilski električni som - 350 V in jegulja - elektrofor - več kot 500 V.
Zaključek:Človeška smrt lahko nastopi pri visoki napetosti in visokem uporu ali pri nizki napetosti in nizkem uporu. Zato je vse odvisno od stanja kože.
Zaključek:
- Z velikim odporom človeškega telesa se bo pojavilo močno tresenje prstov.
- Z majhnim odporom človeškega telesa bo prišlo do smrti.
Zaključek: Pri enosmernem toku bo oseba z nizkim uporom občutila močno pekoč občutek v roki, oseba z visokim uporom pa ne bo čutila ničesar.
Biologi spomnimo, da so funkcije vseh sistemov človeškega telesa pod nadzorom živčnega sistema. Živčno tkivo sestavlja 14 milijard živčnih celic. Če je živčna celica uničena, se ne obnovi (za razliko od na primer mišičnega tkiva).
Zdravniki Navajajo, da stres, nalezljive bolezni in živčni šoki vodijo do uničenja živčnih celic. Ljudje bi morali drug z drugim ravnati sočutno, previdno, s spoštovanjem in ljubeznijo ter se zavedati, da je uničenje živčnih celic nepovraten proces.
Teoretični fiziki. Ionska prevodnost se pojavlja tudi v živem organizmu. Nastanek in ločevanje ionov v živi snovi olajša prisotnost vode v proteinskem sistemu. Od tega je odvisna dielektrična konstanta proteinskega sistema.
Nosilci naboja so v tem primeru vodikovi ioni – protoni. Samo v živem organizmu se vse vrste prevodnosti izvajajo hkrati.
Razmerje med različnimi prevodnostmi se spreminja glede na količino vode v proteinskem sistemu. Danes ljudje še ne poznajo vseh lastnosti kompleksne električne prevodnosti žive snovi. Jasno pa je, da so od njih odvisne tiste bistveno drugačne lastnosti, ki so lastne samo živim bitjem.
Na celico vplivajo različni okoljski dejavniki – dražljaji: fizikalno – mehanski, temperaturni, električni.
učiteljica povzame lekcijo.
6. STOPNJA “Odsev”
NALOGE: kolektivna analiza učne ure, evalvacija učne ure.
KOORDINATOR: sodeluje pri skupni analizi in vrednotenju rezultatov projekta. Sam ugotavlja, da s to metodo dijaki razvijajo dialektično in sistematično mišljenje, miselno fleksibilnost ter sposobnost prenašanja in posploševanja znanja iz različnih predmetov.
USTVARJALNA SKUPINA ki ga sestavljajo teoretični fiziki, praktični fiziki, biologi, zdravniki, skupina za informacijsko podporo: analizirati in oceniti rezultate projekta. Ugotavljajo, da imajo dijaki radi pouk, ki se povezuje med predmeti.
Študentski projekti
1. Električna jegulja (lat. Electrophorus electricus) - riba iz reda Cyprinidae, podreda Gymnotoidae, edina vrsta iz rodu Electrophorus. Živijo v rekah severovzhodnega dela Južne Amerike in pritokih srednjega in spodnjega toka. Dolžina od 1 do 3 m, teža do 40 kg. Električna jegulja ima golo kožo, brez lusk, telo pa je zelo podolgovato, spredaj zaobljeno in zadaj nekoliko stisnjeno bočno. Barva odraslih električnih jegulj je olivno rjava, spodnja stran glave in grla je svetlo oranžna, rob analne plavuti je svetel, oči pa so smaragdno zelene. Zanimivo je, da električna jegulja v ustni votlini razvije posebne predele žilnega tkiva, ki ji omogočajo vsrkavanje kisika neposredno iz atmosferskega zraka. Da bi zajela nov del zraka, se mora jegulja dvigniti na gladino vode vsaj enkrat na petnajst minut, običajno pa to počne nekoliko pogosteje. Če je riba prikrajšana za to priložnost, bo umrla. Sposobnost električne jegulje, da za dihanje uporablja atmosferski kisik, ji omogoča, da ostane zunaj vode več ur, vendar le, če njeno telo in usta ostaneta vlažna. Ta lastnost zagotavlja povečano preživetje jegulj v neugodnih življenjskih razmerah.
O razmnoževanju električnih jegulj ni znanega skoraj nič [vir ni naveden 465 dni]. Električne jegulje se dobro znajdejo v ujetništvu in pogosto okrasijo velike javne akvarije. Ta riba je nevarna, če pridete v neposreden stik z njo. Zanimivost zgradbe električnih jegulj so električni organi, ki zavzemajo več kot 2/3 telesne dolžine [vir ni naveden 465 dni]. Generira razelektritev z napetostjo do 1300 V in tokom do 1 A. Pozitivni naboj je v sprednjem delu telesa, negativni naboj je v zadnjem delu. Električne organe uporablja jegulja za zaščito pred sovražniki in za paralizacijo plena, ki ga sestavljajo predvsem majhne ribe. Dodaten je tudi električni organ, ki igra vlogo lokatorja.
2. Električni žarki (lat. Torpediniformes) - oddelek hrustančnih rib z ledvičastimi električnimi organi na njihovih straneh. Nimajo pa šibkih električnih organov, ki so prisotni na obeh straneh repa v družini romboidov. Glava in telo tvorita diskasto obliko. Relativno kratek rep ima repno plavut in do dve zgornji plavuti. Red vključuje 4 družine in 69 vrst. Električni bodi so znani po svoji sposobnosti proizvajanja električnega naboja, katerega napetost se (odvisno od vrste) giblje od 8 do 220 voltov. Stingrays ga uporabljajo za obrambo in lahko omamijo sovražnika. Stingrays so odlični plavalci. Zahvaljujoč svojemu zaobljenemu telesu dobesedno lebdijo v vodi in lahko dolgo plavajo v iskanju hrane, ne da bi porabili veliko truda.
Odnosi z osebo. Elektrogene lastnosti električnih ožigalkarjev se uporabljajo že dolgo. Stari Grki so jih uporabljali za lajšanje bolečin pri operacijah in porodu.
Bioelektrika. Med živimi organizmi so električni žarki znani po svoji električni občutljivosti, pa tudi po očeh, ki se nahajajo na vrhu glave. Ker imajo izjemno slab vid, to kompenzirajo z drugimi čutili, vključno z zaznavanjem elektrike. Veliko skatov, tudi tistih, ki ne spadajo v družino električnih žarkov, ima električne organe nameščene na repu, električni žarki pa imajo še dva organa na vsaki strani glave, kjer vodni curek pri gibanju ustvarja dvižno silo, ki povzroča telo lebdi. Te organe nadzirajo štirje centralni živci na vsaki strani električnega režnja ali posebnega medularnega režnja, ki je drugačne barve kot drugi deli možganov. Glavni živčni kanal je povezan s spodnjim delom vsake zbiralne plošče, ki jo tvorijo šesterokotni stebri in ima strukturo, ki spominja na satje: vsak stolpec vsebuje od 140 tisoč do pol milijona želatinastih plošč. Pri morskih ribah so te baterije povezane vzporedno, medtem ko so pri sladkovodnih ribah zaporedno: slana voda se bolje spopada s prenosom visokonapetostnega naboja kot sladka voda. S pomočjo teh baterij lahko običajni električni stingray ubije dokaj velik plen s tokom 30 amperov pri napetosti 50-200 voltov.
3. Električni som. To je precej velika riba: dolžina nekaterih posameznikov presega 1 meter. Teža velikega posameznika lahko doseže 23 kg. Telo je podolgovato. Na glavi so trije pari anten. Oči so majhne, svetijo se v temi. Barva je precej pestra: temno rjav hrbet, rjavkasti boki in rumenkast trebuh. Po telesu so raztresene številne temne lise, prsne in medenične plavuti so rožnate, repna plavut ima temno podlago in širok rdeč ali oranžno-rdeč rob. Električni som nima hrbtne plavuti. Prsne plavuti nimajo bodic.
Električne orgle. Glavna značilnost električnega soma je prisotnost električnih organov, ki se nahajajo po celotni površini telesa, neposredno pod kožo. Sestavljajo 1/4 mase soma. Povprečno velik som (50 cm) je sposoben ustvariti napetosti do 350 V; veliki posamezniki - do 450 V s tokovno jakostjo 0,1-0,5 A - to daje razlog za razvrstitev električnega soma med visoko električne ribe.
Vezivna tkiva služijo kot nekakšna pregrada za razdelitev električnega organa na več stolpcev, sestavljenih iz velikega števila mišičnih, živčnih in žleznih celic diskaste oblike, imenovanih elektrociti ali električne plošče, katerih membrane so električni generatorji. Električni som ima približno 2 milijona elektrocitov. Njihova povezava z živčnim sistemom poteka preko vej ene velike živčne celice v hrbtenjači. V stolpcih so elektrociti razporejeni tako, da je sprednja stran enega elektrocita hrbtna stran drugega. Nasprotni strani elektrocita sta električno polarni, zaradi česar je povezava elektrocitov zaporedno električna povezava. Tako se doseže znatno povečanje skupne napetosti praznjenja.
Območje. Električnega soma lahko najdemo v motnih vodah na obalnih območjih ribnikov in rek v tropski in subtropski Afriki; raje ima vodna telesa s počasnim tokom. Poll in Gosse (1969) samci in samice gradijo gnezda v luknjah, izkopanih v plitvi vodi, globokih od 1 do 3 metre. Velikost samega gnezda ne presega 3 metrov dolžine.
Življenjski slog in prehrana. Električni som je sedeča vsejeda riba. Lovi ponoči: največjo stopnjo aktivnosti opazimo 4-5 ur po sončnem zahodu.] Med nočnim lovom aktivno sondira bližnje predmete s svojimi antenami in ustvarja močne izpuste: lahko proizvede več kot 100 izpustov na sekundo. Ko so njegove zaloge energije izčrpane, »počiva«. Električni organi služijo somu ne le za orientacijo v prostoru: škodljiva sila električnih izpustov je dovolj, da paralizira ali celo ubije majhne in srednje velike ribe, s katerimi se električni som hrani. Električno polje okoli soma vodi tudi do elektrolize vode, zaradi česar se voda obogati s kisikom, kar privablja ribe in žabe, s tem pa električni som lažje najde žrtev. Električni som je teritorialna riba in je v obrambi agresiven. zaščiten pred kakršno koli invazijo.
Razmnoževanje. Spolni dimorfizem pri električnem somu ni izrazit. Pogoji za razmnoževanje so slabo razumljeni.] V zvezi s tem vprašanjem obstajajo le špekulativne različice. Po mnenju Arabcev, ki živijo na bregovih Nila, skoti žive mladiče in jih vrže skozi usta (po analogiji s suličnikom, ki vrže jajca skozi usta, in s Chromis multicolor, ki razvije jajca v njen grk in nato popolnoma razvita riba vrže iz ust). Po drugi različici samica soma izkoplje luknjo in ko konča, začne spuščati nekakšen zvok (glej tudi Sorensenovo izjavo spodaj), da bi pritegnila samca. Ko se slednji približa, vanj položi ikre in počaka, da jih samec oplodi, nato pa ga takoj odžene in s telesom pokrije ikre, sedi nad njimi, dokler se iz njih ne izležejo mladice. Te različice niso podprte z nobenimi dokazi. Noben raziskovalec ni imel priložnosti opazovati drstenja električnega soma. Številni poskusi združitve samca in samice v akvariju so bili neuspešni, saj je po tednu dni živ ostal le en posameznik. Vsi električni somi, ki so pristali v ujetništvu, so bili ujeti v naravi.
Varnostni status. Po CITES in IUCN obstoj električnega soma ni ogrožen. Gostota populacije rib je precej visoka. Na nekaterih območjih je enak enemu somu na 10 m², na jezeru Tanganjika pa en somu na 2-3 m². Ta visoka stopnja je razložena z dejstvom, da se električni som lahko brani pred skoraj vsakim plenilcem. Nekaj nevarnosti za soma predstavljajo samo ljudje in afriške tigraste ribe.
Električni som in človek
Nekatere lastnosti električnega soma - predvsem električne - najdejo svojo uporabo na različnih področjih življenja.
Tradicionalna medicina
Prebivalci Egipta in ekvatorialne Afrike že dolgo uporabljajo električne lastnosti soma v ljudski medicini. V "Razkritih skrivnostih starodavnih čarovnikov in čarovnikov" Galle piše: Abesinci zdravijo tri- in štiridnevne vročice s krčevitimi in tresočimi ribami. Bolnika tesno odvežejo na mizi, se s krčevito ribo dotaknejo vseh delov telesa, mu povišajo vročino in ga pustijo trepetati, dokler vročina ne mine.
Obstajajo znaki, da lokalni prebivalci to ribo uporabljajo kot neke vrste fizioterapevtsko metodo za zdravljenje revmatizma. Slavni starorimski zdravnik Galen je prav tako priporočal nanašanje električnih rib na pacientovo telo. Nekateri raziskovalci poročajo, da so domorodci Afrike že dolgo uporabljali električnega soma za splošno krepitev telesa svojih otrok: otroke prisilijo, da se ga dotikajo; postavite jih v sod z vodo z ribami; dajte piti velike količine vode, v kateri so bile ribe. Obstajajo informacije, da se v medicinske namene ne uporabljajo le električne lastnosti: domorodci Afrike in Arabci izrežejo električni organ soma, ga zažgejo na premogu in s tem dimom zaplinijo bolnike.
Povzročanje telesne poškodbe
Obstajajo dokazi, da so bile visoko električne ribe (vključno z električnimi somi) pod krinko zdravljenja uporabljene za škodovanje ljudem, na primer za kaznovanje šibkih sužnjev. Če se je suženj počutil šibkega, bolnega in ni mogel več delati, so ga z namenom »zdravljenja« dali v sod vode z visoko električnimi ribami, kar je pacientu po vsej verjetnosti dalo dodatno motivacijo za okrevanje in vrnitev v delovni tim. Vprašljiva pa je zlobna namera sužnjelastnikov, saj so takšno ravnanje izvajali na vseh, tudi na otrocih.
Električni somi so v akvarijih iz estetskih razlogov, pa tudi za študijske namene. Hkrati se zdi kombiniranje električnega soma z drugimi ribami v istem akvariju problematično, saj so slednji nenehno v nevarnosti električnega udara. Nekateri amaterski akvaristi trdijo, da lahko sčasoma električni som postane "ukroten": na primer, če se tujec poskuša dotakniti ribe, ga bo takoj šokiral; če se ribe dotakne oseba, na katero je "navajena", potem ne bo sledil udarec.
Uporaba v znanstvenih raziskavah
Električni organi soma so bili uporabljeni v znanstvenih študijah nevronskega metabolizma, aksonskega transporta in izločanja prenašalcev, saj so za to najprimernejši zaradi svoje sposobnosti, da jih inervira samo en velik nevron (Volknandt in Zimmerman, 1986; Janetzko, 1987).
Električni somi, ki živijo v reki Ogba (Nigerija), so bili skupaj s Chrysichthys nigrodigitatus uporabljeni v študiji onesnaženja s težkimi kovinami v tej reki (Obasohan, Oronsaye, Obano, 2006). Razlog za izbiro prav teh rib je bila njihova številčnost in razširjenost kot hrana za lokalno prebivalstvo.
Nevarnost za ljudi
Za ljudi lahko električni som predstavlja določeno nevarnost. Znani so primeri električnega udara, ko je oseba stopila na soma z boso nogo. Vendar pa je iz istega Halleja mogoče najti naslednje: Medtem je en črnec v prisotnosti Kaempferova zelo pogumno in brez kakršne koli škode ujel ribe. Kaempfer je raziskal skrivnost: on in drugi so ugotovili, da lahko to omamljanje postane neučinkovito z zadrževanjem diha med dotikom.
Vendar pa takšna razlaga ne more veljati za resno. Alfred Brehm je še opozoril, da je moč naboja odvisna od stanja rib in da je v nekaterih primerih soma mogoče uloviti povsem nekaznovano. Največjo nevarnost za ribiče predstavlja električni som. Pejuel-Lesche poroča: Ribiču povzroča velike težave, saj ga lovi brez palice in ne mara izpustiti vrvice, saj lahko pri tem izgubi zanj tako dragocen trnek. Linder se je v svoji trgovski postaji prepričal, da bi očitno lahko celo speča velika riba te vrste s silo svojega udarca podrla neprevidnega ribiča na tla, in opazoval, kako je enemu neizkušenemu Evropejcu riba dala lekcijo v samo desetih minutah na ta način.
V starem Egiptu je bil električni som znan celo kot »tisti, ki je rešil mnoge«. Razlog za ta naziv je očitno dejstvo, da bi neizkušeni egiptovski ribiči, ki bi jih prejeli električni udar iz mokre mreže, izpustili iz rok in izgubili ulov. Izkušeni ribiči, ki so med svojim ulovom opazili električnega soma, so v strahu pred električnim udarom vse ujete ribe namenoma stresli nazaj v morje.
Zanimiva dejstva
V starem Egiptu je bil električni som upodobljen na stenah templjev več kot 4000 pr. n. št. (po drugih virih več kot 5000 pr. n. št.
V Egiptu soma imenujejo "raash", kar je podobno arabski besedi "raad" (grom). To lahko pomeni, da so prebivalci doline Nila vedeli za električno naravo strele veliko pred Franklinom. Vendar pa strokovnjaki opozarjajo na različne etimologije besed in s tem na nezakonitost navedenega sklepa. Sorensen je trdil (1894), da je električni som sposoben oddajati sikajoče zvoke, podobne mačjim. Vendar ta izjava še vedno ni podprta z ustreznimi dokazi.
Električni som se pojavlja na nekaterih poštnih znamkah Zaira, Slonokoščene obale, Ugande, Gambije, Malija in Nigerije.
Elektrika v divjih živalih Travnikov Andrey 9 "B"
Elektrika Elektrika je skupek pojavov, ki nastanejo zaradi obstoja, interakcije in gibanja električnih nabojev.
Elektrika v človeškem telesu Človeško telo vsebuje veliko kemikalij (kot so kisik, kalij, magnezij, kalcij ali natrij), ki reagirajo med seboj in ustvarjajo električno energijo. Med drugim se to zgodi v procesu tako imenovanega "celičnega dihanja" - črpanja energije, potrebne za življenje, s celicami telesa. Na primer, v človeškem srcu so celice, ki v procesu vzdrževanja srčnega ritma absorbirajo natrij in sproščajo kalij, kar ustvarja pozitiven naboj v celici. Ko naboj doseže določeno vrednost, celice pridobijo sposobnost vplivanja na krčenje srčne mišice.
Strela Strela je ogromna električna iskra v atmosferi, ki se običajno lahko pojavi med nevihto, kar povzroči močan blisk svetlobe in spremljajoče grmenje.
Elektrika pri ribah Vse vrste električnih rib imajo poseben organ, ki proizvaja elektriko. Z njegovo pomočjo se živali lovijo in branijo ter se prilagajajo življenju v vodnem okolju. Električni organ vseh rib je zasnovan enako, vendar se razlikuje po velikosti in lokaciji. Toda zakaj pri nobeni kopenski živali niso našli električnega organa? Razlog za to je naslednji. Samo voda z v njej raztopljenimi solmi je odličen prevodnik električnega toka, kar omogoča uporabo delovanja električnega toka na daljavo.
Električni stingray Električni stingrays so oddelek hrustančnih rib, v katerih so parni električni organi v obliki ledvic nameščeni na straneh telesa med glavo in prsnimi plavutmi. Red vključuje 4 družine in 69 vrst. Električni bodi so znani po svoji sposobnosti proizvajanja električnega naboja, katerega napetost se (odvisno od vrste) giblje od 8 do 220 voltov. Stingrays ga uporabljajo za obrambo in lahko omamijo plen ali sovražnike. Živijo v tropskih in subtropskih vodah vseh oceanov
Električna jegulja Dolžina od 1 do 3 m, teža do 40 kg. Električna jegulja ima golo kožo, brez lusk, telo pa je zelo podolgovato, spredaj zaobljeno in zadaj nekoliko stisnjeno bočno. Barva odraslih električnih jegulj je olivno rjava, spodnja stran glave in grla je svetlo oranžna, rob analne plavuti je svetel, oči pa so smaragdno zelene. Generira razelektritev z napetostjo do 1300 V in tokom do 1 A. Pozitivni naboj je v sprednjem delu telesa, negativni naboj je v zadnjem delu. Električne organe uporablja jegulja za zaščito pred sovražniki in za paralizacijo plena, ki ga sestavljajo predvsem majhne ribe.
Venerina muholovka Venerina muholovka je majhna zelnata rastlina z rozeto 4-7 listov, ki rastejo iz kratkega podzemnega stebla. Steblo je čebulasto. Listi so veliki od tri do sedem centimetrov, odvisno od letnega časa, dolgi pasti listi se običajno oblikujejo po cvetenju. V naravi se prehranjuje z žuželkami, včasih najdemo mehkužce (polže). Gibanje listov nastane zaradi električnega impulza.
Mimosa pudica Odličen vizualni dokaz manifestacije akcijskih tokov v rastlinah je mehanizem zgibanja listov pod vplivom zunanjih dražljajev v Mimosa pudica, ki ima tkiva, ki se lahko močno skrčijo. Če k njegovim listom prinesete tuj predmet, se bodo zaprli. Od tod tudi ime rastline.
S pripravo te predstavitve sem izvedela veliko o organizmih v naravi in o tem, kako v življenju uporabljajo elektriko.
Viri http://wildwildworld.net.ua/articles/elektricheskii-skat http://flowerrr.ru/venerina-muholovka http:// www.valleyflora.ru/16.html https://ru.wikipedia.org
Uporabljamo ga dnevno. Je del našega vsakdana in zelo pogosto nam narava tega pojava ni znana. Govorimo o elektriki.
Malo ljudi ve, da se je ta izraz pojavil pred skoraj 500 leti. Angleški fizik William Gilbert je preučeval električne pojave in opazil, da mnogi predmeti, kot je jantar, po drgnjenju privlačijo manjše delce. Zato je v čast fosilne smole ta pojav poimenoval elektrika (iz latinskega Electricus - jantar). Mimogrede, že dolgo pred Gilbertom je starogrški filozof Thales opazil iste lastnosti jantarja in jih opisal. Toda pravico, da se imenuje odkritelj, je še vedno dobil William Gilbert, ker v znanosti obstaja tradicija - kdor je prvi začel študirati, je avtor.
Ljudje, ki so ukrotili elektriko
Vendar stvari niso šle dlje od opisov in primitivnih raziskav. Šele v 17.–18. stoletju je vprašanje električne energije dobilo veliko pozornosti v znanstveni literaturi. Med tistimi, ki so po W. Gilbertu preučevali ta pojav, lahko omenimo Benjamina Franklina, ki je znan ne le po svoji politični karieri, temveč tudi po svojih raziskavah atmosferske elektrike.
Merska enota električnega naboja in zakon medsebojnega delovanja električnih nabojev sta poimenovana po francoskem fiziku Charlesu Coulombu. Nič manj pomembne prispevke niso prispevali Luigi Galvani, Alessandro Volt, Michael Faraday in Andre Ampere. Vsa ta imena so znana že iz šole. Na področju elektrike je raziskoval tudi naš rojak Vasilij Petrov, ki je v začetku 19. stoletja odkril voltaični lok.
"Voltov lok"
Lahko rečemo, da od tega časa elektrika preneha biti mahinacija naravnih sil in postopoma začne vstopati v življenja ljudi, čeprav do danes v tem pojavu ostajajo skrivnosti.
Zagotovo lahko rečemo: če električnih pojavov v naravi ne bi bilo, potem je možno, da kaj takega do zdaj ne bi bilo odkrito. V starih časih so prestrašili krhki človeški um, sčasoma pa je poskušal ukrotiti elektriko. Rezultati teh dejanj so takšni, da si življenja brez njega ni več mogoče predstavljati.
Človeštvu je uspelo "ukrotiti" elektriko
Kako se električna energija kaže v naravi?
Seveda, ko pogovor nanese na naravno elektriko, se takoj spomnimo na strelo. Prvi jih je preučil zgoraj omenjeni ameriški politik. Mimogrede, v znanosti obstaja različica, da je strela pomembno vplivala na razvoj življenja na Zemlji, saj so biologi ugotovili, da je za sintezo aminokislin potrebna električna energija.
Strela je močna razelektritev električne energije
Vsi poznajo občutek, ko se ob dotiku nekoga ali nečesa pojavi električna razelektritev, ki povzroči rahle nevšečnosti. To je manifestacija prisotnosti električnih tokov v človeškem telesu. Mimogrede, živčni sistem deluje zaradi električnih impulzov, ki prihajajo iz razdraženega območja v možgane.
Signali se znotraj možganskih nevronov prenašajo električno
Toda ne samo ljudje ustvarjajo električni tok v sebi. Številni prebivalci morij in oceanov so sposobni proizvajati elektriko. Na primer, električna jegulja je sposobna ustvariti napetost do 500 voltov, moč polnjenja stingray pa doseže 0,5 kilovata. Poleg tega nekatere vrste rib uporabljajo električno polje, ki ga ustvarijo okoli sebe, s pomočjo katerega se zlahka znajdejo v kalni vodi in v globinah, kamor sončna svetloba ne prodre.
Električna jegulja reke Amazonke
Elektrika v službi človeka
Vse to je postalo predpogoj za uporabo električne energije za domače in industrijske namene. Že v 19. stoletju so ga začeli redno uporabljati predvsem za notranjo razsvetljavo. Zahvaljujoč njemu je postalo mogoče ustvariti opremo za prenos informacij na velike razdalje z uporabo radia, televizije in telegrafa.
Elektrika za prenos informacij
Zdaj si težko predstavljamo življenje brez električnega toka, saj vse običajne naprave delujejo izključno na njem. Očitno je bil to povod za nastanek naprav za shranjevanje električne energije (baterije) in električnih generatorjev za tiste kraje, kamor visokonapetostni drogovi še niso dosegli.
Poleg tega je elektrika motor znanosti. Poganja ga tudi številni instrumenti, ki jih znanstveniki uporabljajo za preučevanje sveta okoli sebe. Postopoma elektrika osvaja vesolje. Na vesoljskih ladjah so nameščene zmogljive baterije, na planetu pa gradijo sončne celice in postavljajo vetrne turbine, ki energijo prejemajo iz narave.
Znanost o električnih motorjih
In vendar je ta pojav za marsikoga še vedno zavit v tančico skrivnosti in teme. Tudi kljub šolski izobrazbi nekateri priznavajo, da ne razumejo popolnoma principov delovanja elektrike. Obstajajo tudi tisti, ki so zmedeni glede izrazov. Niso vedno sposobni razložiti razlike med napetostjo, močjo in uporom.