Главная Эксперименты В свободную минутку Список литературы Ссылки

	От лягушачьих лапок к вольтову столбу
	Во второй половине XVIII в. многие врачи проводили разнообразные опыты, выясняя действие электричества на организм животных и человека. Например, под действием разряда электрических машин наблюдалось сокращение мышц, даже если это были мышцы лапок не живой, а мертвой лягушки. Такие опыты с лапками лягушек в 1786 г. проводил итальянский анатом Луиджи Гальвани. Однажды он подвесил на медных крючках задние лапки лягушки к железной решетке балкона своего дома. Гальвани был очень удивлен, обнаружив, что мышцы лапок сокращались при отсутствии электрической машины, если надавить на крючки. Он решил, что в мускулах лягушки заключается «животное» электричество, поэтому при соединении проводниками (медные крючки и железная решетка балкона) нерва с мускулами проходит разряд. Но соотечественник Гальвани профессор физики Алессандро Вольта, выполнив его опыты и проделав новые, пришел к совершенно иному заключению. Роль источника электричества Вольта приписал контакту двух разнородных металлов, а лапки лягушки он считал лишь чувствительным электрометром. В дальнейшем он установил, что раздражение нервов органов животных или человека будет наибольшим  при контакте цинка и серебра. Ученый составил проводящую цепь так, чтобы между различными металлами, например серебром и цинком, был введен соприкасающийся с ними жидкий проводник, то вследствие этого возникает постоянный электрический ток, того или иного направления. Поставив друг на друга свыше 100 металлических (цинк и серебро) кружков, разделённых бумагой, смоченной солёной водой, Вольта получил довольно мощный источник электричества - вольтов столб, прообраз всех современных батарей и аккумуляторов.   Элемент Вольта и изобретенные позднее подобные ему источники тока были названы по имени Гальвани гальваническими элементами. Заслуга Вольта в том, что он создал первый в мире источник постоянного электрического тока, дал правильное описание цепи электрического тока и обратил внимание на условие существования тока: цепь должна быть замкнута. Зачем для этого технического изобретения физику Вольте понадобились электрические рыбы? С точки зрения современной физиологии электрический разряд в электрических органах и электрические явления в мышцах и нервах качественно похожи. Более того, специалисты сходятся во мнениях, что электрические органы - это модифицированные нервно-мышечные структуры. Главное отличие в том, что в обычных мышцах электровозбуждения отдельных клеток как бы гасят друг друга, а в электрических органах рыб - складываются, позволяя из отдельных электроцитов с напряжением несколько десятков милливольт составить батарею, которая дает сотни вольт (у электрического угря или сома). Эффект суммации - решающий шаг к Вольтову столбу, шаг, который невозможно сделать на основе явления контактной разности потенциалов металлов. То, что позже будет названо правилом Вольты, гласит: "В цепи, состоящей из любого количества металлов, электродвижущая сила равна нулю". Прекрасный экспериментатор Вольта, давно выявивший в своих опытах необходимость электролитов, так описывает свое изобретение: "Я кладу на стол или на какую-нибудь опору одну из металлических пластинок, например серебряную, и на нее цинковую и затем мокрый диск и т.д. в том же порядке. Всегда цинк должен следовать за серебром или наоборот, в зависимости от расположения их в первой паре, и каждая пара перекладывается мокрым диском. Таким образом я складываю из этих этажей столб такой высоты, который может держаться, не обрушиваясь". Из какой доступной физической модели, из каких уравнений следует такая конструкция? Только из биологической метафоры - из аналогии с электрическими органами угря и ската. И, надо сказать, Вольта отнюдь не скрывает этого, более того, он утверждает, что и электрические органы рыб устроены и действуют по тому же принципу. Представим себе, что не физик Вольта, а физиолог Гальвани, доказав наличие контактной разности потенциалов, утверждал бы существование вечного источника тока за счет простого контакта разнородных металлов. Простилось бы ему то, что он не объяснил роли электролита и химических явлений на границах электродов и не предугадал закона сохранения энергии?  наверх