≈лементи б≥олог≥њ при
вивченн≥ ф≥зики в школ≥
|
¬ивченн¤ теплоти ≥ молекул¤рних ¤вищ ≈лементи б≥оф≥зики при вивченн≥
електрики ≈лементи б≥оф≥зики при вивченн≥ коливань
≥ звуку |
|
ћехан≥ка
ћехан≥чний рух
–ух ≥ сили
Ўвидкост≥ руху
де¤ких тварин: равлик рухаЇтьс¤ приблизно 5,5 м/год; черепаха перем≥щуЇтьс¤ з≥ швидк≥стю
близько 70 м/год; муха летить з≥ швидк≥стю 5м/с. —ередн¤ швидк≥сть п≥шохода
близько 1,5 м/с, або
ћаксимальна
швидк≥сть де¤ких тварин: гончого собаки Ц
≤з тварин
середн≥х широт швидше вс≥х б≥гаЇ заЇць-русак, швидк≥сть ¤кого дос¤гаЇ 50-
Ѕагато риб
перем≥щуЇтьс¤ з≥ середньою швидк≥стю близько
«адач≥
1.
Ўвидк≥сть
руху равлика 0,9 мм/с. ¬иразити цю швидк≥сть в см/хв., ≥ в м/год.
2.
—ок≥л-сапсан,
пересл≥дуючи здобич, входить в п≥ке з≥ швидк≥стю 300 км/год. який шл¤х
проходить в≥н за 5 с?
3.
Ўвидк≥сть
польоту поштового голуба 1800 м/хв. ¬иразити цю швидк≥сть в км/год. який шл¤х
прол≥таЇ голуб за 3 год. польоту?
ћаса т≥л. √устина.
«адач≥
1.
¬изначте
масу березовоњ деревини, ¤кщо обТЇм 5 м3.
2.
¬изначте
обТЇм сухого бамбука, ¤кщо його маса 4800 кг.
3.
¬изначте
густину бальзового дерева, ¤кщо його маса 50 т, а обТЇм 500 м3 .
—ила т¤ж≥нн¤.
—еред самих найб≥льших
тварин особливо вражаЇ розм≥ром ≥ вагою син≥й кит. Ќаприклад, один з виловлених
кит≥в дос¤гав довжини 33 м† ≥ мав вагу
1500 кЌ, що в≥дпов≥дало ваз≥ 30 слон≥в чи 150 бик≥в. —ама найб≥льша сучасна
птаха Ц африканський страус, дос¤гаючи 2,7 м в висоту, 2 м в довжину (в≥д к≥нц¤
дзьоба до к≥нц¤ хвоста) ≥ маючи масу 75 кг. ƒо самих найменших птах≥в
в≥днос¤тьс¤ де¤к≥ види кол≥бр≥, маса ¤кого близько 2 г, розмах крил 3,5 см.
—ила терт¤ ≥ опору в орган≥змах тварин.
–≥дини, ¤к≥ зумовлюють
зменшенн¤ терт¤ Ї достатньо вТ¤зкими.
ров,
наприклад, б≥льш вТ¤зка, н≥ж вода. ѕри рус≥ по судинах вона в≥дчуваЇ оп≥р,
зумовлений внутр≥шн≥м терт¤м. „им судини тонш≥, тим б≥льше терт¤ ≥ тим б≥льше
зменшуЇтьс¤ тиск кров≥.
ћале терт¤ в
суглобах по¤снюЇтьс¤ њх гладкою поверхнею, на¤вн≥стю синов≥альноњ р≥дини, ¤ка
граЇ роль своЇр≥дного мастила. “аку ж роль при ковтанн≥ њж≥ граЇ слина.
” багатьох рослин ≥ тварин Ї р≥зноман≥тн≥ органи, призначен≥ дл¤ триманн¤ (вусики рослин, хобот слона, ц≥пк≥ хвости ≥ ≥н.). ¬с≥ вони мають форму, зручну дл¤ завиванн¤ (мал.1).
—еред живих
орган≥зм≥в поширен≥ пристосуванн¤ (шерсть, щетина, шипи), д¤куючи ¤ким терт¤
виходить малим при рус≥ в одному напр¤мку ≥ великим Ц при рус≥ в протилежному
напр¤мку.
Ќайкращ≥ плавц≥ Ц риби, дельф≥ни.
Ўвидкост≥
багатьох риб дос¤гають к≥лька дес¤тк≥в км/год. Ќаприклад, швидк≥сть блакитноњ
акули близько 36 км/год. “аку швидк≥сть риби можуть розвивати завд¤ки
обт≥каючоњ форми т≥ла, конф≥гурац≥њ голови.
‘орма т≥ла
де¤ких морських жител≥в (дельф≥н, тунець)п≥дказала конструкторам ≥дењ дл¤
перегл¤ду моделей р¤ду морських ≥ пов≥тр¤них суден. «ам≥сть довгого
сигаропод≥бного корпуса л≥така, ¤кий вважавс¤ ран≥ше оптимальним,
запропоновано† корпус схожий за формою з
т≥лом цих тварин. Ќа малюнках 2, б ≥
ѕланеруючий пол≥т. ѕланеруючи醆
пол≥т досить часто спостер≥гаЇтьс¤ ¤к в рослинному, так ≥ в тваринному
св≥т≥. Ѕагато плод≥в ≥ нас≥нн¤ забезпечен≥ або пучками волоск≥в (кульбаба),
д≥юч≥ на приклад≥ парашута, або п≥дтримуючими поверхн¤ми у форм≥ в≥дростк≥в ≥
виступ≥в (хвойн≥ рослини, клен, береза, липа). ƒе¤к≥ плоди ≥ нас≥нн¤ забезпечен≥† ДпланерамиФ(мал. 3,а).
÷≥кава будова
т≥л летючоњ б≥лки ≥ летючих мишей. (мал. 3,б). ¬они користуютьс¤ своњми
перетинками дл¤ того, щоб зд≥йснювати велик≥†
стрибки. “ак, летюч≥ б≥лки можуть перестрибувати в≥дстань в≥д 20 Ц
“иск р≥дин ≥ газ≥в.
–оль атмосферного тиску в житт≥ живих орган≥зм≥в.
Ќа т≥ло людини,
площа поверхн≥ ¤кого при мас≥
÷е дос¤гаЇтьс¤
за рахунок того, що тиск р≥дини, заповнюючи судини т≥ла, ур≥вноважуЇ зовн≥шн≥й
тиск.
« цим же
запитанн¤м т≥сно повТ¤зана можлив≥сть знаходженн¤ п≥д водою на велик≥й глибин≥.
–≥ч в тому, що перенесенн¤ орган≥зму на другий р≥вень викликаЇ розлад його
функц≥й. ÷е по¤снюЇтьс¤ деформац≥Їю ст≥нок судин, розрахованих на визначенн¤
тиску всередин≥ ≥ ззовн≥. р≥м того, м≥н¤Їтьс¤ при зм≥н≥ тиску ≥ швидк≥сть
багатьох х≥м≥чних реакц≥й, внасл≥док чого м≥н¤Їтьс¤ ≥ х≥м≥чна р≥вновага
орган≥зму. ѕри зб≥льшенн≥ тиску в≥дбуваЇтьс¤ зб≥льшене поглинанн¤ газ≥в
р≥динами т≥ла, а при його зменшенн≥ Ц вид≥ленн¤ розчинних газ≥в. ѕри швидк≥м
зменшенн≥ тиску внасл≥док ≥нтенсивного вид≥ленн¤ газ≥в кров мовби закипаЇ, що
призводить до закупорки судин, р≥дко з≥ смертельними насл≥дками. ÷им
визначаЇтьс¤ максимальна глибина, на ¤к≥й можуть в≥дбуватис¤ водолазн≥
роботи(¤к правило, не нижче 50 м). ќпусканн¤ ≥ п≥дн¤тт¤ водолаз≥в мусить
в≥дбуватис¤ дуже пов≥льно, щоб вид≥ленн¤ газ≥в в≥дбувалос¤ т≥льки в леген¤х, а
не в≥дразу по вс≥й кровоносн≥й систем≥.
√≥дростатичн≥ апарати в жив≥й природ≥. ƒопитлив≥ г≥дростатичн≥ апарати ≥снують в
жив≥й природ≥. ÷≥кавим способом перем≥щуЇтьс¤ морська з≥рка, морський њжак, ¤к≥
перем≥щуютьс¤ за рахунок в≥дм≥нност≥ г≥дростатичних тиск≥в. “онк≥ пустот≥л≥ ≥
еластичн≥ н≥жки морськоњ з≥рки набухають при њњ рус≥. ќргани-насоси п≥д тиском
накопичують а них воду. ¬ода розт¤гуЇ њх, вони т¤гнутьс¤ вперед, присмоктуючись
до камен≥в. ѕрисмоктуючи н≥жки стискаютьс¤ ≥ п≥дт¤гують морську з≥рку вперед.
“од≥ вода перекачуЇтьс¤ в друг≥ н≥жки, а т≥ перем≥щаютьс¤ дал≥. —ередн¤
швидк≥сть морських з≥рок близько 10м/год. «ате тут дос¤гаЇтьс¤ повна
амортизац≥¤ руху!
јрх≥медова сила
–иби. ў≥льн≥сть живих орган≥зм≥в, ¤к≥ насел¤ють водне середовище, дуже мало
в≥др≥зн¤ютьс¤ в≥д щ≥льност≥ води, тому њх маса майже повн≥стю вр≥вноважуЇтьс¤
арх≥медовою силою. «авд¤ки цьому водн≥ тварини не потребують масивних скелет≥в,
¤к земн≥ (мал.6).
÷≥кава роль у
плаваючого пузир¤ риб. ÷е Їдина частина т≥ла риби, ¤ка волод≥Ї пом≥тною
стисл≥стю; стискуючи пузир силою грудних ≥ черевних мТ¤з≥в,† риба м≥н¤Ї обТЇм свого т≥ла ≥ тим самим
середню щ≥льн≥сть, завд¤ки чому вона може в визначених межах регулювати глибину
свого зануренн¤.
¬одоплавн≥ птахи. ¬ажливим фактором в житт≥ водоплавних птах≥в Ї
присутн≥сть товстого, не пропускаючого води†
шару п≥рТ¤ ≥ пуху, в ¤к≥м†
вм≥щуЇтьс¤ значна к≥льк≥сть пов≥тр¤; завд¤ки цьому своЇр≥дному
пов≥тр¤ному пузирю оточуючому все т≥ло птаха, њњ середн¤ щ≥льн≥сть ви¤вл¤Їтьс¤
дуже малою. ÷им по¤снюЇтьс¤ той факт, що качки ≥ ≥нш≥ водоплавн≥ птахи мало
занурюютьс¤ в воду при плаванн≥.
†¬ троп≥чних зонах јтлантичного ≥ ≤нд≥йського
океан≥в часто спостер≥гають пол≥т так званих л≥таючих риб, ¤к≥, р¤туючись в≥д
морських хижак≥в, вискакують з води ≥ зд≥йснюють при благополучному в≥тр≥† спланований пол≥т, покриваючи в≥дстань до
200-
ѕлаванн¤ ≥ трет≥й закон Ќьютона.
Ћегко пом≥тити,
що в процес≥ руху риби ≥ пТ¤вки в≥дштовхують воду назад, а сам≥ рухаютьс¤† вперед. ѕлаваюча пТ¤вка в≥дган¤Ї воду назад
хвилепод≥бними рухами т≥ла, а плавуча риба Ц маханн¤м хвоста. “аким чином, рух
риб ≥ пТ¤вок може служити ≥люстрац≥Їю третього закону Ќьютона.
ѕол≥т††
в св≥т≥ живоњ природи
ўе Ћеонардо да ¬≥нч≥
вивчав пол≥т птах≥в в пошуках шл¤х≥в створенн¤ л≥тальних апарат≥в.
ѕольотом† птах≥в ц≥кавивс¤ ≥ Ќ. ≈.
∆уковський, ¤кий розробив основи аеродинам≥ки.
ѕеро птаха Ц
конструкторське чудо природи, ≥ саме воно зробило птах≥в самими досконалими
л≥тунами царств≥ тварин. ѕеру одночасно притаманн≥ ≥ легк≥сть, ≥ гнучк≥сть. Ќа
мал. 7, а представлено контурне перо голуба, на
мал. 7, б Ц ¤к його видно у м≥кроскоп. ¬оно
складаЇтьс¤ ≥з центрального стержн¤, в≥д ¤кого в обидв≥ сторони п≥д кутом 45
0† в≥дход¤ть паралельн≥ борозни, а в них
на¤вн≥ своњ розгалуженн¤. ÷≥ тонк≥ нитки, забезпечен≥ крючками, спл≥таютьс¤ в
густу с≥тку, забезпечуючи т≥лу птаха тверду поверхню. Ќа одному пер≥ можна
нарахувати сотн≥ тис¤ч борозн ≥ м≥льйони њх розгалужень ≥ крючк≥в. „исло п≥рТњн
дл¤ р≥зних птах≥в коливаЇтьс¤ в≥д дек≥лька тис¤ч до дес¤тк≥в тис¤ч.
–озвиток
скелета птаха в процес≥ еволюц≥њ йшов по л≥н≥њ пристосуванн¤ њх† до житт¤ в пов≥тр≥. “ак, ¤к пол≥т потребуЇ
на¤вност≥ жорсткоњ рами, то ребра ≥ хребет птаха втратили свою гнучк≥сть ≥
багато костей зрослись м≥ж собою. Ќа мал. 7, в
представлений скелет чайки. ¬≥н найб≥льш м≥цний в грудн≥й частин≥. Ќа грудин≥
розвинувс¤ к≥ль, ¤кий забезпечуЇ прикр≥пленн¤ м≥цноњ л≥тальноњ мускулатури, на
¤ку припадаЇ в≥д 15 до 30% маси птаха. ÷≥каво в≥дм≥тити, що скелет п≥втора-двох
к≥лограмового фрегата, розмах крил ¤кого б≥льше
рило
птаха† з його рухомими частинами, ¤к≥
перекручуютьс¤ ≥ згинаютьс¤ п≥д тиском пов≥тр¤, особливо при польот≥, махаючи
крилами, виг≥дно в≥др≥зн¤Їтьс¤ в≥д жорсткого крила л≥така, але сили, ¤к≥ д≥¤ли
на нього розрахувати дуже важко.
≤ сьогодн≥
досл≥дженн¤ польоту птах≥в ≥ комах ц≥кавить конструктор≥в л≥так≥в, вертольот≥в
≥ планер≥в, принцип польоту знову привертаЇ њх увагу.
–еактивний рух в жив≥й природ≥
ƒе¤к≥ тварини
перем≥щуютьс¤ по принципу реактивного руху, наприклад, кальмари, восьминоги,
каракатиц≥. ўоб зб≥льшити швидк≥сть руху, ≥накше кажучи, число реактивних
≥мпульс≥в на одиницю часу, необх≥дна п≥двищена пров≥дн≥сть нерв≥в, ¤к≥
збуджують скороченн¤ мТ¤з≥в, обслуговуючих Дреактивний двигунФ. “ака велика
пров≥дн≥сть можлива при велик≥м д≥аметр≥ нерва. ¬≥домо. ўо у кальмар≥в найб≥льш≥
в тваринному св≥т≥ нервов≥ волокна. ¬они дос¤гають в д≥аметр≥ 1 мм Ц в 50 раз≥в
б≥льше, н≥ж у б≥льшост≥ ссавц≥в, ≥ провод¤ть збудженн¤ з≥ швидк≥стю 25 м/с.
÷им† ≥ по¤снюЇтьс¤ велика швидк≥сть руху
кальмар≥в (до 70 км/год). Ўвидкох≥дн≥сть ≥ маневри кальмара по¤снюютьс¤ також
прекрасними г≥дродинам≥чними формами т≥ла, за що його назвали Дживою торпедоюФ.
ѕрискоренн¤ ≥ навантаженн¤, ¤к≥ здатн≥
витримувати жив≥ ≥стоти. ѕри вивченн≥ закон≥в Ќьютона††††† можна познайомити учн≥в з прискоренн¤м, з
¤ким зустр≥чаЇтьс¤ людина в р≥зних життЇвих ситуац≥¤х.
ѕрискоренн¤ в л≥фт≥. ћаксимальне прискоренн¤ (або
упов≥льненн¤) при рус≥ каб≥ни л≥фта в нормальному режим≥ роботи не повинно
перевищувати дл¤ вс≥х л≥фт≥в 2 м/с2 .
при зупинц≥ ДстопФ максимальне прискоренн¤ не повинно перевищувати 3 м/с2.
ѕрискоренн¤ в ав≥ац≥њ. оли т≥ло в≥дчуваЇ прискоренн¤, то кажуть,
що воно п≥ддаЇтьс¤ навантаженню. ¬еличину перевантажень характеризують
в≥дношенн¤ прискоренн¤ руху а† до прискоренн¤ в≥льного пад≥нн¤ g:
k=a/g.
¬плив прискоренн¤ на жив≥ орган≥зми
–озгл¤немо, ¤к
впливаЇ прискоренн¤ на орган≥зм людини. Ќервов≥ ≥мпульси, ¤к≥ подають сигнал
про перем≥щенн¤, у тому числ≥ й голови, поступають у спец≥альний орган Ц
вестибул¤рний апарат. ¬естибул¤рний апарат ≥нформуЇ головний мозок про зм≥ну
швидкост≥ руху, тому його називають органом акселераторного в≥дчутт¤.
–озм≥щуЇтьс¤ цей апарат всередин≥ вуха.
раще переноситьс¤ прискоренн¤, направлене в≥д спини до грудноњ кл≥тки, в≥д грудноњ кл≥тки до спини ≥ в≥д одного боку до другого. “ому дуже важлива в≥дпов≥дна поза людини. ќбовТ¤зковою умовою ¤вл¤Їтьс¤ загальна ф≥зична п≥дготовка, ¤ка приводить до гарного розвитку мТ¤з≥в всього т≥ла.†††
¬ивченн¤
теплоти ≥ молекул¤рних ¤вищ
ƒифуз≥¤ в жив≥й природ≥.
ƒифуз≥¤ ≥ рослинний св≥т.
“ут доречно
навести слова . ј. “имер¤зева : Д „и будемо ми говорити про живленн¤ корен¤ за
рахунок речовин, ¤к≥ знаход¤тьс¤ в ірунт≥, чи будемо говорити про пов≥тр¤не живленн¤
лист¤ за рахунок атмосфери, або живленн¤ одного органа за рахунок ≥ншого,
сус≥днього, - скр≥зь дл¤ по¤сненн¤ ми будемо звертатис¤ до тих же причин:
дифуз≥¤Ф.
—правд≥, в
рослинному св≥т≥ дуже велику роль в≥д≥граЇ дифуз≥¤. ƒл¤ дерев, наприклад, спостер≥гаЇтьс¤
особливо великий розвиток поверхн≥ (листкова крона), так ¤к дифуз≥йний обм≥н
через поверхню листк≥в виконуЇ функц≥ю не т≥льки диханн¤, але частково ≥
живленн¤. ¬ наш час широко практикуЇтьс¤ позакореневе живленн¤ плодових дерев
шл¤хом обприскуванн¤ њх крон.
¬елику роль
в≥д≥грають дифуз≥йн≥ процеси в забезпеченн≥ киснем природних водойм й
аквар≥ум≥в. исень попадаЇ в б≥льш глибш≥ шари води в сто¤чих водах за рахунок
дифуз≥њ через њх в≥льну поверхню. “ому не бажан≥ вс¤к≥ обмеженн¤ в≥льноњ поверхн≥
води. “ак, наприклад, листки чи р¤ска, покриваючи поверхню води, можуть зовс≥м
перекрити доступ кисню до води ≥ привести до загибел≥ њњ мешканц≥в. ѕо ц≥й же
причин≥ судини з вузьким горлом непридатн≥ дл¤ використанн¤ в ¤кост≥ аквар≥ума.
¬ процес≥ обм≥ну
речовин, при розпад≥ складних поживних речовин або њх елемент≥в на б≥льш
прост≥, в≥дбуваЇтьс¤ зв≥льненн¤ енерг≥њ, потр≥бноњ дл¤ життЇд≥¤льност≥
орган≥зму.
ќсмос. “ургор.
ќсновну роль дл¤
дифуз≥йних процес≥в в живих орган≥змах в≥д≥грають мембрани, ¤к≥ знаход¤тьс¤ на
поверхн≥ кл≥тин, кл≥тинних ¤дер ≥ вакуолей, ¤к≥ волод≥ють виб≥рковою
прониклив≥стю. ѕроходженн¤ речовин через мембрану залежить в≥д розм≥р≥в
молекул, в≥д електричного зар¤ду(¤кщо такий присутн≥й) дифундуючоњ частини, в≥д
присутност≥ ≥ числа молекул води, ¤к≥ звТ¤зан≥ поверхнею цих частин , в≥д
розчинност≥ цих частин в жирах, в≥д структури мембрани.
–озр≥зн¤ють дв≥
форми дифуз≥њ Ц це д≥ал≥з ≥ осмос. ƒ≥ал≥зом називаЇтьс¤ дифуз≥¤ молекул
розчинноњ речовини, а осмосом Ц дифуз≥¤ розчинника через нап≥впроникаючу
мембрану.
якщо м≥шечок ≥з
колод≥њ, целофану чи пергаменту заповнити розчином цукру чи сол≥ ≥ пом≥стити в
посудину з водою, то молекули розчинноњ речовини будуть дифундувати через
ст≥нки м≥шечка, поки њх концентрац≥¤ в м≥шечку ≥ в посудин≥ з водою не стане
р≥вною. ¬ ц≥м випадку ми можемо говорити, що пори мембрани достатньо велик≥ дл¤
проходженн¤ через них молекул розчинноњ речовини. ÷ей метод Ц д≥ал≥з Ц часто
використовують при отриманн≥ чистих препарат≥в†
б≥лк≥в ≥ ≥нших високомолекул¤рних сполук.
якщо вз¤ти
м≥шечок з б≥льш меншими порами, ¤к≥ пропускають т≥льки молекули
розчинника(наприклад вода), але не пропускаючи молекули цукру, тод≥ молекули
води будуть дифундувати в м≥шечок, зб≥льшуючи обТЇм розчину в н≥м. якщо м≥шечок
зТЇднати з скл¤ною вертикальною трубкою, тод≥ розчин почне п≥дн≥матис¤ по
трубц≥ до тоњ пори, поки тиск, вироблений водою в трубц≥ не зр≥вн¤Ї осмотичний
тиск розчину цукру(мал.15).
ƒек≥лька
сл≥в† про травленн¤ людини. Ќайб≥льше всмоктуванн¤ њст≥вних продукт≥в
в≥дбуваЇтьс¤ в тонких кишках, ст≥нки ¤ких спец≥ально дл¤ цього створен≥. ѕлоща
внутр≥шньоњ поверхн≥ кишечника людини р≥вна
јпарат Дштучна ниркаФ††††
Ѕ≥льше 30 рок≥в
назад н≥мецький л≥кар ¬≥ль¤м ольф†
застосував апарат Дштучна ниркаФ. « тих п≥р в≥н застосовуЇтьс¤: дл¤
нев≥дкладноњ медичноњ допомоги при гостр≥й ≥нтоксикац≥њ; дл¤ п≥дготовки хворих
з хрон≥чною нирковою недостатн≥стю до трансплантац≥њ нирки; дл¤ триваючого
(10-15 рок≥в) життЇзабезпеченн¤ хворих з хрон≥чною хворобою нирок. Ќова область
застосуванн¤ Ц дл¤ л≥куванн¤ де¤ких розлад≥в нервовоњ системи(шизофрен≥¤,
депрес≥¤).
«астосуванн¤
апарата Дштучна ниркаФ стаЇ в б≥льш≥й м≥р≥ терапевтичною процедурою, апарат
застосовуЇтьс¤ ¤к в л≥карн≥, так ≥ в домашн≥х умовах. «а допомогою такого јЎЌ
проводилась п≥дготовка рецип≥Їнта† до
першоњ в св≥т≥ усп≥шноњ трансплантац≥њ нирки, проведеноњ в 1965 роц≥ академ≥ком
Ѕ. ¬. ѕетровським.
ап≥л¤рн≥ ¤вища.
ѕри розгл¤д≥
кап≥л¤рних ¤вищ сл≥дуЇ п≥дкреслити њх роль в б≥олог≥њ, так ¤к б≥льш≥сть
рослинних ≥ тваринних тканин прос¤кнуто великим числом кап≥л¤рних судин. —аме в
кап≥л¤рах в≥дбуваютьс¤ основн≥ процеси, звТ¤зан≥ з диханн¤м ≥ живленн¤м
орган≥зму, вс¤ найскладн≥ша х≥м≥¤ повТ¤зана з дифуз≥йними ¤вищами.†
як в≥домо,
стовбури дерев, г≥лки рослин прос¤кнут≥ великим числом кап≥л¤рних трубок, по
¤ких поживн≥ речовини п≥дн≥маютьс¤ до самих верхн≥х листк≥в. оренева система
рослин, а в свою чергу зак≥нчуЇтьс¤ тоненькими нитками Ц кап≥л¤рами. ≤ самий
грунт, ¤кий ¤вл¤Їтьс¤ джерелом живленн¤ дл¤ корен¤, може бути представлений ¤к
сукупн≥сть кап≥л¤рних трубочок, по ¤ких, в залежност≥ в≥д њњ структури ≥
обробки, швидше чи пов≥льн≥ше п≥дн≥маЇтьс¤ до поверхн≥ вода з розчиненими в н≥й
речовинами. ¬исота п≥дйому р≥дини в кап≥л¤рах тим б≥льша, н≥ж менший його
д≥аметр; зв≥дси в≥домо, що дл¤ збереженн¤ вологи треба землю перекопувати, а
дл¤ осушенн¤ Ц утрамбовувати.
—л≥дуЇ учн¤м, що
роль поверхневих ¤вищ в житт≥ живоњ природи дуже р≥зноман≥тна. Ќаприклад,
поверхнева планка води ¤вл¤Їтьс¤ дл¤ багатьох орган≥зм≥в опорою дл¤ руху. “ака
форма руху зустр≥чаЇтьс¤ у малих комах ≥ павукопод≥бних. Ќайб≥льш в≥дом≥
водом≥ри, ¤к≥ спираютьс¤ на воду т≥льки к≥нцевими частинами; лапка, покрита п≥скопод≥бним
нальотом, ¤кий не змиваЇтьс¤ водою (мал. 17,а), поверхневий шар води
прогинаЇтьс¤ п≥д тиском лапки, створюючи невелике заглибленн¤. ѕод≥бним чином
перем≥щаютьс¤ берегов≥ павуки де¤ких вид≥в (мал. 17,б), але њх лапки
розташовуютьс¤ не паралельно поверхн≥ води, ¤к у водом≥рок, а п≥д пр¤мим кутом
до нењ.
Ѕджолиний вулик з точки зору теплотехн≥ки.
¬ ус≥х кутах
земного шару однакове влаштуванн¤ гн≥зд бдж≥л: зверху вниз спускаютьс¤ прикр≥плен≥
до стел≥ соти. ¬они представл¤ють дивовижн≥ теплотехн≥чн≥ будови! —оти† над≥йно обл≥плен≥ бджолиним воском ≥ клеЇм,
замурован≥ найменш≥ щ≥лини ≥ тр≥щини. “епло, ¤ке вид≥лене бджолами,
використовуЇтьс¤ повн≥стю. ¬ крайн≥х кутах вулика температура менша, н≥ж в
центр≥. ÷≥ зони займають соти, ¤к≥ заповнен≥ медом. ƒ¤куючи низьк≥й
теплопров≥дност≥ воску ≥ меду в центр≥ п≥дтримуЇтьс¤ температура, ¤ка потр≥бна
дл¤ нормального розвитку ¤Їць, личинок, л¤лечок.
–≥зниц¤ в
температурах в крайн≥х частинах вулика забезпечуЇ вентил¤ц≥ю гн≥зда. р≥м того,
на¤вна група бдж≥л-вентил¤тор≥в, ¤к≥ розташовуютьс¤ правильними р¤дами,
зд≥йснюють пол≥т на м≥сц≥. ¬они створюють тим самим пов≥тр¤н≥ потоки, достатн≥
дл¤ вентил¤ц≥њ всього гн≥зда.
„ому ми червон≥Їмо в спеку, а в холод
бл≥дн≥Їмо ≥ тр¤семос¤?
÷е по¤снюЇтьс¤
наступним чином. Ќормальна дл¤ людини температура навколишнього середовища
18-200 —. якщо вона стаЇ вище 250 —, то збуджуютьс¤ кожн≥
нервов≥ зак≥нченн¤, ¤к≥ сприймають теплове роздратуванн¤, ≥ д¤куючи сигналам
центральноњ нервовоњ системи в≥дбуваЇтьс¤ розширенн¤ судин шк≥ри. ¬ шк≥ру
надходить б≥льше кров≥ з внутр≥шн≥х орган≥в, ≥ вона при цьому червон≥Ї. ѕри
низьк≥й температур≥ середовища орган≥зм починаЇ в≥ддавати б≥льшу частину теплоти
шл¤хом теплопров≥дност≥ ≥ випром≥нюванн¤. Ўк≥ра отримуЇ тепло головним чином з
надходженою кровТю. ƒл¤ зменшенн¤ теплов≥ддач≥ судини звужуютьс¤, тому ми
бл≥дн≥Їмо. оли нам холодно, в нашому орган≥зм≥ зб≥льшуЇтьс¤ вид≥ленн¤ енерг≥њ
в мТ¤зах, д¤куючи безпор¤дковому скороченню в≥дд≥лених груп мТ¤зових волокон,
¤к≥ ми називаЇмо дрожжю.
«апитанн¤ ≥ задач≥
1.
яку
роль в≥д≥граЇ сезонна зм≥на довжини ≥ густоти оперенн¤?(л≥том оперенн¤ завжди
коротше, а взимку Ц довше ≥ густ≥ше).
2.
„ому
тварини малих розм≥р≥в потребують в≥дносно велику масу њди?
3.
як
по¤снити водонепроникн≥сть соломТ¤ноњ покр≥вл≥, с≥на в копиц¤х?
4.
≈ритроцити
кров≥ людини представл¤ють собою диски д≥аметром приблизно 7*10-
†† а) якщо†
в т≥л≥ дорослоњ людини м≥ститьс¤ кров масою 5л, то ск≥льки в н≥й
еритроцит≥в?
†† б) ћаса молекули гемоглоб≥ну становить
близько 6,8*105а.о.м. ск≥льки молекул гемоглоб≥ну повинно м≥ститис¤
в одн≥м еритроцит≥, ¤кщо густина гемоглоб≥ну
≈лементи
б≥оф≥зики при вивченн≥ електрики
¬≥дкритт¤ √альван≥
≤тал≥йський л≥кар
Ћуњдж≥ √альван≥ (1737 - 1798) ви¤вив, що ¤кщо до мертвого т≥ла жаби п≥двести
електричний струм, то буде спостер≥гатис¤ зменшенн¤ њњ лапок. “ак в≥н показав
д≥ю електричного струму на мС¤зи. “ому його називають батьком
електроф≥з≥олог≥њ. ¬ ≥нших досл≥дах в≥н п≥дв≥шував лапку розчленованоњ жаби на
латунний гачок.† ¬ мить, коли,
розхитавшись, лапка торкалась зал≥зноњ реш≥тки балкона, де в≥дбувалис¤ досл≥ди,
спостер≥галось зменшенн¤ лапки. √альван≥ припустив ≥снуванн¤ м≥ж нервом ≥
лапкою р≥зниц≥ потенц≥ал≥в Ц Дтваринного струмуФ. «меншенн¤ мС¤за в≥н по¤снив
д≥Їю електричного струму, ¤к≥ виникли в тканинах жаби п≥д час замиканн¤ ланцюга
через метал.
—п≥вв≥тчизник
√альван≥ Ц јлессандро ¬ольта (1745-1827) уважно вивчив електричний ланцюг, ¤ким
користувавс¤ √альван≥, ≥ дов≥в, що в ньому Ї два неоднор≥дних метали, ¤к≥
замикаютьс¤ через сол¤ний розчин, тобто повний образ х≥м≥чного джерела струму.
Ќервово Ц мС¤зовий препарат, в≥н стверджував, що в цьому досл≥д≥ служить т≥льки
чутливим гальванометром.
јле √альван≥ не
м≥г признати свою поразку. ¬≥н накидав на мС¤з нерв в р≥зних умовах, щоб
доказати, що ≥ без металу можна отримати зменшенн¤ мС¤за за рахунок струму
Дтваринного походженн¤Ф. ќдному ≥з його посл≥довник≥в це нарешт≥ вдалос¤.
¬и¤вилось, що електричний струм виникаЇ в тих випадках, коли нерв накладають на
пошкоджений мС¤з. “ак були в≥дкрит≥ електричн≥ струми, ¤к≥ виникають м≥ж
здоровими ≥ пошкодженими тканинами. ¬они отримали назву струми пошкодженн¤.
ѕ≥зн≥ше було доведено, що д≥¤льн≥сть нерв≥в, мС¤з≥в ≥ ≥нших тканин
супроводжуЇтьс¤ генерац≥Їю електричних струм≥в.
“аким чином,
на¤вн≥сть б≥оток≥в в живих орган≥змах було доказано. ¬ наш≥ дн≥ њх реЇструють ≥
досл≥джують чутливими приладами Ц осцилографами.
≈лектричн≥ риби
÷≥кав≥ перш≥
св≥дченн¤ про вивченн¤ електричних ¤вищ в жив≥й природ≥. ќбТЇктом спостереженн¤
були електричн≥ риби. ≤ще давн≥ римл¤ни знали, ¤к електричн≥ скати добувають
соб≥ њжу. ¬они не ган¤ютьс¤ за здобиччю, не захоплюють њњ ≥з засади. јле ¤кщо
поблизу скат≥в, ¤к≥ спок≥йно пливуть в вод≥, ви¤вл¤ютьс¤ краби чи восьминоги,
то у них починаютьс¤ конвульс≥њ ≥ вони помирають в≥д електричного розр¤ду.
Ќапевно, скати ¤вл¤ють собою Джив≥ електростанц≥њФ. ”же тод≥ виникла ≥де¤
використанн¤ розр¤ду† електричних риб ¤к
л≥кувального засобу.
Ѕагато риб мають
особлив≥ електричн≥ органи, свого роду ДбатарењФ, ¤к≥ виробл¤ють велику
напругу. “ак, г≥гантський електричний скат виробл¤Ї напругу (розр¤дом) 50-60
¬,† н≥льський електричний сом Ц 350 ¬, а
вугор-електрофорус Ц б≥льше 500 ¬. ƒивовижною ¤вл¤Їтьс¤ та обставина, що на
т≥ло самоњ риби ц¤ висока напруга н≥¤коњ д≥њ не ви¤вл¤Ї! ќсь де тайна
електро≥зол¤ц≥њ!
Ѕудова
електричних орган≥в риб дуже р≥зноман≥тна. Ќа мал.19 показан≥ електричн≥ риби ≥
њх електричн≥ органи в розр≥з≥. ≈лектричний вугор (мал.19,а) маЇ три таких
органи (заштрихована область на верхн≥м л≥в≥м малюнку). ѕор¤д з основним
зображенн¤м риби показано њњ поперечний перер≥з. ≈лектричний орган морм≥руса
(мал.19,б) розташований поблизу його хвоста. ¬≥дпов≥дний орган малоптеруруса
(мал.19,в) створюЇ п≥дшк≥рний шар†
навколо т≥ла риби. ” електричного ската (мал.19,г) под≥бний орган
розташований в хвост≥.† ≈лектричн≥ органи
ската другого виду (мал.19,д) мають форму, под≥бну нирц≥, ≥ розташован≥ в
кожн≥м крил≥-плавнику. ¬ проекц≥њ показана†
шарова структура цих орган≥в. Ќапр¤мок розр¤ду перпендикул¤рно плоскост≥
т≥ла риби.
–оль електричних
орган≥в велика, вони потр≥бн≥ дл¤ атаки ≥ дл¤ захисту, а також ¤вл¤ютьс¤
частиною дуже чутливоњ нав≥гац≥йно-локац≥йноњ системи.
–ослини-хижаки
ƒо к≥нц¤ 18 ст.
було в≥домо дек≥лька вид≥в комахо¤довитих рослин. “иповий представник таких
рослин Ц рос¤нка. Ћист рос¤нки нагадуЇ щ≥тку. ѕо вс≥й його поверхн≥† стирчать щетинки. Ќа к≥нчику кожноњ щетинки
вид≥л¤Їтьс¤ капл¤ р≥дини. —аме тому рослину назвали рос¤нкою. —≥вша на листок
комаха прил≥плюЇтьс¤† до клейкого соку
щетинок† ≥ пробуЇ вирватис¤. ѕри ц≥м
щетинки згинаютьс¤ всередину листка. –ухи рос¤нки при п≥йманн≥ жертви дуже
економн≥.
јналог≥чна
повед≥нка в мухоловки. Ћист њњ зак≥нчуЇтьс¤ товст≥шою округленою пластинкою,
крањ ¤коњ насаджен≥ гострими зубц¤ми. Ќа поверхн≥ листка розташован≥ чутлив≥
щетинки. ƒостатньо комас≥† прис≥сти на
листок, ¤к його половинки швидко закриваютьс¤ ≥ починаЇтьс¤ процес травленн¤.
ƒл¤ закритт¤
листка мухоловки необх≥дн≥ два стимули: або дв≥ч≥ торкнутис¤ одного й того
самого чутливого волоска, або посл≥довно два р≥зних волоски з ≥нтервалом не
б≥льше 20 с. якщо ≥нтервал м≥ж роздратуванн¤ми перевищуЇ 20 с, то швидк≥сть
реакц≥њ рослини знижуЇтьс¤†† ≥ лист
закриваЇтьс¤ повн≥стю.
–еЇстрац≥¤ б≥опотенц≥ал≥в
Ѕ≥опотенц≥алами
називають р≥зност≥ електричних потенц≥ал≥в, ¤к≥ виникають в кл≥тинах, тканинах
≥ органах живого орган≥зму. Ѕ≥опотенц≥али, ¤к≥ в≥дд≥лен≥ в≥д кл≥тин, ¤к≥
вход¤ть до складу тканини або орган≥зму, в≥дображають результативну р≥зн≥сть
потенц≥ал≥в, зм≥на ¤коњ в час≥ характерно дл¤ тканини або орган≥в. ÷ю р≥зн≥сть
потенц≥ал≥в можна вим≥р¤ти або зареЇструвати за допомогою опред≥леного образу
розм≥щенн¤ електрод≥в. –≥зниц¤ потенц≥ал≥в в≥д електрод≥в п≥дводитьс¤ до
зб≥льшенн¤ ≥ пот≥м записуЇтьс¤ на рухаючи стр≥чку реЇструючого приладу.
ќск≥льки
б≥опотенц≥али дуже тонко в≥дображають функц≥онуючий стан орган≥в ≥ тканин, то
реЇстрац≥¤ њх з наступним вивченн¤м ¤вл¤Їтьс¤ дуже поширеним прийомам при
ф≥з≥олог≥чних досл≥дах ≥ при д≥агностиц≥ захворюванн¤. Ѕ≥льше поширена
реЇстрац≥¤ потенц≥ал≥в серц¤ (≈√≈ - електрокард≥ограф≥¤), головного мозку (≈≈√
- електроенцелограф≥¤), а також периферичних нервових ствол≥в ≥ мТ¤з≥в (≈ћ√ -
електром≥ограф≥¤).
ѕотенц≥али,
виникаюч≥ при робот≥ серц¤, реЇструютьс¤ за допомогою електрод≥в, накладаючи в
в≥дзначених м≥сц¤х на поверхн≥ т≥ла, - там, де при робот≥ серц¤ в≥дображуЇ
найб≥льша р≥зниц¤ б≥опотенц≥ал≥в. ≈лектрокард≥ограма ¤вл¤Ї собою важку
несиметричну криву. ѕер≥одичн≥сть њњ повТ¤зана з частотою скороченн¤ серц¤ ≥
знаходитьс¤ в межах 60-80 пер≥од≥в в хвилину. ≈лектрокард≥ограма здоровоњ
людини показана на малюнку 21,а.
ƒл¤ реЇстрац≥њ
б≥опотенц≥ал≥в головного мозку служить прилад†
електроенцефалограф. Ѕ≥опотенц≥али головного мозку в≥дводитьс¤ за
допомогою електрод≥в, ¤к≥ накладаютьс¤ в р≥зних точках шк≥ри голови. „астоти
коливань залежать в≥д стану орган≥зму. Ќа малюнку 21, б показана
електроенцефалограма. ƒе¤к≥ порушенн¤ роботи мозку викликають зм≥ни б≥оток≥в.
“ака залежн≥сть характеру ток≥в в≥д стану орган≥зму дозвол¤Ї вченим вивчати
процеси, ¤к≥ в≥дбуваютьс¤ в мозку людини. ≤ не т≥льки вивчать, але ≥нод≥ ≥
судити про те, здоровий в≥н чи хворий ≥ ¤кий характер хвороби.
ƒе¤к≥ призначенн¤ б≥опотенц≥ал≥в.
¬ажливим ≥
ц≥кавим прикладом новоњ медичноњ техн≥ки Ї вживаний п≥д шк≥ру сердечний
стимул¤тор (вод≥й ритму). ¬≥н ¤вл¤Ї собою в найпрост≥шому вар≥ант≥ генератор
коротких ≥мпульс≥в з ф≥ксуючою частотою ≥ власним джерелом живленн¤ в корпус≥
5×8 см, ¤кий покритий б≥олог≥чними ≥нертним пол≥мером. ћаса стимул¤тора
100г. —тимул¤тор вживлюють п≥д шк≥ру в зручному м≥сц≥, а проводи в≥д нього,
покрит≥ сил≥коновою резиною, п≥двод¤тьс¤ до сердечного мТ¤зу ≥ прикр≥плюютьс¤
на ньому за допомогою невеликих крючк≥в-зажим≥в, ¤к≥ слугують електронами.
„астота ≥мпульс≥в 60 -70 в хвилину, довжина
1 -3 мс, сила
струму в ≥мпульсах 3 -5 мј.
≤снують
б≥окирован≥ стимул¤тори; наприклад, предсердечно-кишечн≥й блокад≥
застосовуютьс¤ б≥остимул¤тор, в ¤кому частота ≥мпульс≥в, ¤к≥ поступають до
кишечник≥в, задаЇтьс¤ б≥опотенц≥алами передсерд¤.
¬ останн≥й час
великих усп≥х≥в дос¤гла наука в спас≥нн≥ людини, ¤ка знаходитьс¤† кл≥н≥чн≥й смерт≥, - реан≥мац≥¤. –езультати њњ
все б≥льше ≥ б≥льше застосовуютьс¤ в практиц≥ швидкоњ допомоги ≥ в л≥карн¤х. ¬
стан≥ вмиранн¤ орган≥зму електрокард≥ограма м≥н¤Ї форму, ампл≥туд≥ ≥ ≥нтервалам
м≥ж в≥дд≥леними циклами. јле ¤кщо збер≥гаЇтьс¤ електрична активн≥сть серц¤,
боротьба за житт¤ вмираючого продовжуЇтьс¤.
≈лектричн≥ властивост≥ тканин тварин
“канини живих
орган≥зм≥в р≥зн≥ по складу. ќрган≥чн≥ речовини, з ¤ких складаютьс¤ щ≥льн≥
частини тканин, ¤вл¤ють собою д≥електрики. јле речовини м≥ст¤ть, кр≥м орган≥чних
колло≥д≥в, розчини електрол≥т≥в ≥ тому ви¤вл¤ютьс¤ в≥дносно добрими
пров≥дниками.
¬≥дд≥льну
електропров≥дн≥сть р≥зних тканин орган≥зму людини при пост≥йному струм≥ можна
охарактеризувати ор≥Їнтованими даними, ¤к≥ знаход¤тьс¤ в таблиц≥ є1.
†††
|
“канини |
¬≥дд≥льна електропров≥дн≥сть, ќм-1*м-1 |
|
—пинномозкова
р≥дина —ироватка кров≥ ров ћТ¤з ¬нутр≥шн≥
органи ћозкова ≥
нервова тканини ∆ирова тканина —уха шк≥ра ≥стка без
надк≥сниц≥ |
1,8 1,4 0,6 0,5 (2-3)*10-1 0,07 0,03 10-9 †10-11 |
††† Ќайб≥льшу електропров≥дн≥сть
спинномозкова р≥дина, сироватка кров≥; значно менша електропров≥дн≥сть
внутр≥шн≥х орган≥в, а також мозковоњ (нервовоњ), жировоњ ≥ зТЇднаноњ тканин.
ѕоганими пров≥дниками, ¤к≥ св≥дчить в≥днести до д≥електрикам, ¤вл¤Їтьс¤ роговий
шар шк≥ри, сухожилл¤ ≥ особлива к≥сткова тканина без надк≥сниц≥.
≈лектропров≥дн≥сть
шк≥ри, через ¤ку струм проходить головним чином по каналам потових ≥ сальних
залоз, залежать в≥д товщини ≥ стан њњ поверхневого шару. “онка ≥ особливо
волога шк≥ра, а також шк≥ра з пошкодженими зовн≥шн≥м шаром еп≥дерм≥су добре
проводить струм. јле суха груб≥ша шк≥ра Ц поганий пров≥дник.
≈лектричний
струм, ¤кий проходить через орган≥зм людини, дражнить ≥ збуджуЇ жив≥ тканини
орган≥зму. —туп≥нь виникаючих зм≥н залежить в≥д сили струму ≥ його частоти.
—трум 1 мј рахуЇтьс¤ безпечним дл¤ людини. ѕроходженн¤ по т≥лу людини
промислового струму (частота 50 √ц) 3 мј викликають легке поколюванн¤ в
пальц¤х, ¤к≥ торкаютьс¤ до пров≥дника. —трум 3 Ц 5 мј викликають драт≥влив≥
в≥дчутт¤ в вс≥й к≥стц≥ руки. —труми 8 Ц 10 мј привод¤ть до зменшенн¤ мТ¤з
к≥стки ≥ передпл≥чч¤. ћаксимальн≥ струми ≈13 мј, при ¤ких людина в
самост≥йно зв≥льнитис¤ в≥д контакту з електродами, називаютьс¤ в≥дпускаючи ми
струмами. ћТ¤зов≥ скороченн¤ при струм≥ 15 мј присвоюють таку силу, що розжати
руку неможливо. (не в≥дпускаючий струм). ѕри струмах 0,1 Ц 0,2 ј наступаЇ
безпор¤дков≥ скороченн¤ сердечного мТ¤за, ¤ке призводить до смерт≥ людини.
ѕризначенн¤ статичноњ електрики
—татичну електрику
використовують дл¤ очищенн¤ пов≥тр¤ у пристроњ пиловловлюючих ф≥льтр≥в. ¬
звТ¤зку з високою напружен≥стю пол¤ коло коронуючого† електрода пов≥тр¤ ≥он≥зуЇтьс¤ ≥ виникають
важк≥ аеро≥они, ¤к≥ захоплюють частини пилу, а пот≥м ос≥дають разом на
електрод≥ протилежного знаку.†
≈лектротерап≥¤
—учасна
ф≥з≥отерап≥¤ дуже р≥зноман≥тна Ц це термотерап≥¤, водол≥куванн¤, ультразвук ≥
т.д. в ц≥м розд≥л≥ ми зупинимос¤† на
де¤ких методах електротерап≥њ. ÷е статичний†
душ ≥ аеро≥онотерап≥¤, гальван≥зац≥¤ ≥ електрофорез, магн≥тотерап≥¤ ≥
т.д.
†—татична електрика використовуЇтьс¤ дл¤
л≥кувальних ц≥лей в метод≥, ¤кий називаЇмо статичним душем, або
франкл≥н≥зац≥Їю (на честь ‘ранкл≥на). ’ворого пом≥щають м≥ж двома електродами,
¤к≥ зТЇднан≥ з джерелом пост≥йноњ напруги 40-50 к¬. ќдин електрод в вигл¤д≥
з≥рки з невеликими в≥стр¤ми, направленими до хворого, розташовують над головою
на в≥дстан≥ 10-
≈лектричне поле
маЇ найб≥льшу напругу† б≥л¤ в≥стр≥в
головного електрода, де ≥ виникаЇ тихий електричний розр¤д. ¬иникаючий в зон≥
розр¤ду пот≥к ≥он≥в направл¤Їтьс¤ до т≥ла хворого в област≥ його голови ≥ шињ.
јеро≥они д≥ють на нервов≥ зак≥нченн¤, ¤к≥ знаход¤тьс¤ в кожних покривах ц≥Їњ
област≥, а також на рецептори слизових оболонок при вдиханн≥ ≥он≥зуючого
пов≥тр¤.
«астосуванн¤
пост≥йного струму з л≥кувальною ц≥ллю. —трум в орган≥зм можна ввести л≥кувальними
речовинами, ¤к≥ утворюють в розчин≥ зар¤джен≥ частинки. ÷¤ процедура
називаЇтьс¤ л≥кувальним електрофорезом. ѕри електрофорез≥ м≥ж електродами
утворюЇтьс¤ складний ланцюг, ¤кий складаЇтьс¤ ≥з розчину л≥кувальних речовин,
¤к≥ вход¤ть в склад тканин орган≥зму.
ѕервинна д≥¤
електричного струму на тканини орган≥зму повТ¤зано з рухом на¤вних в них ≥он≥в
електрол≥т≥в ≥ других зар¤джених частинок. –ухлив≥сть цих частинок р≥зна, тому
в процес≥ руху вони розд≥л¤ютьс¤. р≥м того, частинки можуть затриматис¤ б≥л¤
нап≥впроникаючих перегородок. ѕри цьому концентрац≥¤ ≥он≥в, ¤к≥ знаход¤тьс¤ в
р≥зних тканинах, зм≥нюютьс¤.
ћагн≥ти в медицин≥
Ќайб≥льш в≥домий очний
електромагн≥т. ¬≥н служить дл¤ видаленн¤ зал≥зних стружок, ¤к≥ можуть
потрапити в око робочого. ≈лектромагн≥т маЇ форму овальноњ котушки, ¤ка
складаЇтьс¤ з великого числа витк≥в товстоњ проволоки, по† ¤к≥й пропускають пост≥йний струм. ќсерд¤м
¤вл¤Їтьс¤ тонкий сталевий стержень, закр≥плений в центр≥ котушки. ¬ утворюЇтьс¤
сильне магн≥тне поле. ќко страждаючого розм≥щають пр¤мо проти намагн≥ченого
осерд¤. «ал≥зне т≥ло може бути видалено при включенн≥ струму.
ћагн≥тний ≥нтроскоп Ц пом≥чник в д≥агностиц≥.
¬ останн≥й час
розроблений ≥ починають застосовуватис¤ в медичн≥й† практиц≥ новий прилад Ц магн≥тний ≥нтроскоп,
¤кий служить дл¤ досл≥дженн¤ внутр≥шн≥х орган≥в людини. ¬≥н заснований на ¤вищ≥
¤дерного магн≥тного резонансу. « його допомогою отримують зображенн¤ любого
потр≥бного розр≥зу т≥ла без вс¤коњ шкоди орган≥зму.
«апитанн¤ ≥ задач≥
- “≥ло людини волод≥Ї Їмн≥стю близько
30см. якого рад≥усу потр≥бно виготовити ≥золюючий шаропод≥бний пров≥дник,
щоб в≥н мав таку ж Їмн≥сть?
- ѕри франкл≥н≥зац≥њ хворого м≥ж
електродами† за годину одн≥Їњ
процедури л≥куванн¤ (10 хв) проходить зар¤д 1,6 * 10-2 .
¬изначити середню силу струму.
- ўо означаЇ емблема Дчереп ≥ к≥сткиФ
на трансформаторних будках ≥ стовпах високовольтних л≥н≥й?
≈лементи
б≥оф≥зики при вивченн≥ коливань ≥ звуку
Ѕ≥оритми
¬ жив≥м орган≥зм≥
органи, тканини, кл≥тини працюють ритм≥чно. Ќав≥ть мембрана кл≥тини пропускаЇ
≥они в визначен≥м ритм≥. ѕорушенн¤ ритму Ц ознака порушенн¤ життЇд≥¤льност≥
орган≥зму. —истема ритм≥в багато¤русна. Ќа нижн≥м ¤рус≥ Ц ритми кл≥тинн≥ ≥
субкл≥тинн≥. Ѕ≥льш складн≥ Ц тканинн≥ ритми служать основою дл¤ ритм≥чноњ
д≥¤льност≥ орган≥в, а останн≥ обумовлюють ритм≥чн≥сть орган≥зму в ц≥лому.
∆ител≥ планети «емл¤ м≥льйони рок≥в пристосовувались до њњ руху навколо ос≥,
коли день м≥н¤Їтьс¤ на н≥ч.
Ќав≥що знадобивс¤
ДгодинникФ жив≥м орган≥змам? ƒл¤ найкращого пристосуванн¤ до пер≥одичних
зовн≥шн≥х умов. ¬ажлива особлив≥сть коливальних систем Ц здатн≥сть до взаЇмноњ
синхрон≥зац≥њ. “≥льки завд¤ки цьому жив≥ системи можуть налаштовуватис¤
правильно.
—ерце Ц приклад
коливальноњ системи в жив≥й природ≥. —ерце Ц одна з самих довершених
коливальних систем цього роду. ѕравильн≥сть роботи серц¤ визначаЇтьс¤
синхронною роботою ц≥лоњ групи мТ¤з≥в, ¤к≥ забезпечують скороченн¤ шлуночк≥в ≥
передсердь. ¬ наш час нав≥ть вживлюють м≥н≥атюрн≥ електронн≥ генератори в
орган≥зм.
«вуки л≥су
«вуки л≥су
(шелест≥нн¤) виникають ≥з-за коливанн¤ листк≥в п≥д д≥Їю в≥тру ≥ терт¤ њх одне
об одного. ÷е особливо пом≥тно на листках осики, так ¤к вони прикр≥плен≥ до
довгих ≥ тонких черешкам, тому дуже рухлив≥ ≥ розгойдуютьс¤ нав≥ть слабкими
пов≥тр¤ними потоками.
√олосовий апарат людини
√олосовий апарат
людини складаЇтьс¤ з леген≥в, гортан≥ з голосовими звТ¤зками, глотки, ротовоњ ≥
носовоњ порожнин (мал.23, а, б ). √олосов≥ звТ¤зки — ¤вл¤ютьс¤
звуков≥дтворюючими частинами голосового апарата. ѕри спок≥йному диханн≥ вони
вТ¤л≥ ≥ м≥ж ними утворюЇтьс¤ широка щ≥лина дл¤ в≥льного проходженн¤ пов≥тр¤
(мал.23, в ). ѕри розмов≥ голосов≥ звТ¤зки напружуютьс¤ ≥ наближаютьс¤ одне до
одного так, що м≥ж ними залишаЇтьс¤ лише вузький пром≥жок, так звана голосова
щ≥лина (мал.
√олосов≥ звТ¤зки
з р≥зноустановленими резонансними порожнинами роту ≥ глотки найб≥льш сильно
коливаютьс¤ при вимовл¤нн≥ голосних звук≥в. ѕри вимов≥ приголосних звук≥в
к≥нчик ¤зика ≥ губи переход¤ть в самост≥йн≥ коливанн¤ на р≥зних д≥л¤нках. ÷≥
коливанн¤ чи сам≥ по соб≥, чи в зТЇднанн≥ з≥ сум≥шшю звук≥в в≥дтворюють
приголосн≥ звуки людськоњ мови.
√олоси в св≥т≥ живоњ природи
√олосов≥ апарати птах≥в ≥ людини належать типу духових ДмузичнихФ
≥нструмент≥в, звук в них утворюЇтьс¤† за рахунок
руху пов≥тр¤, ¤ке видихаЇтьс¤ з леген≥в. ќсобливо ц≥кав≥ голосов≥ апарати
птах≥в. Ќаприклад, сп≥в канарейки по гучност≥ пор≥вн¤Їмо з голосом людини, хоча
по мас≥ канарейка складаЇ менше 0,001 його маси. ” птах≥в на¤вна не одна
гортань, а ц≥лих дв≥: верхн¤, ¤к у вс≥х ссавц≥в, ≥, кр≥м того, нижн¤, притому
головна роль у створенн≥ звук≥в належить нижн≥й гортан≥, ¤ка побудована дуже
складно ≥ р≥зноман≥тна у р≥зних вид≥в птах≥в. ¬она маЇ не один в≥братор, або
джерело звуку, ¤к у людини ≥ в ус≥х ≥нших ссавц≥в, а два або нав≥ть чотири,
працюючих незалежно одна в≥д одноњ. ”творенн¤ у птах≥в другоњ гортан≥ в
нижньому в≥дд≥л≥ трахењ дало можлив≥сть використовувати трахею в ¤кост≥
сильного резонатора. ” багатьох птах≥в трахе¤ сильно розростаЇтьс¤, зб≥льшуЇтьс¤
в довжину ≥ в д≥аметр≥. «б≥льшуютьс¤† в
обТЇм≥ також ≥ бронхи, в кожному з ¤ких у багатьох птах≥в знаходитьс¤ незалежне
джерело звуку. –ухом т≥ла† ≥ нат¤гом
спец≥альних мТ¤з≥в птах може в значн≥й м≥р≥ зм≥нювати форму ц≥Їњ складноњ
системи резонатор≥в, ≥, таким чином, керувати частотою ≥ тембральними
властивост¤ми свого голосу.
√олосовий апарат ссавц≥в мало в≥др≥зн¤Їтьс¤ в≥д голосового апарата людини,
але останн≥й багатший тонами.
∆аби волод≥ють досить гучними ≥ р≥зноман≥тними голосами. ” де¤ких вид≥в жаб на¤вн≥
ц≥кав≥ пристосуванн¤ дл¤ п≥дсиленн¤ звуку у вигл¤д≥† великих кулепод≥бних пузир≥в по боках голови,
¤к≥ роздуваютьс¤ при крику ≥ служать сильними резонаторами.
«вучанн¤ комах викликаЇтьс¤ част≥ше всього швидкими коливанн¤ми
крил при польот≥ (комари, мухи, бджоли). ѕол≥т т≥Їњ комахи, ¤ка част≥ше махаЇ
крилами, сприймаЇтьс¤ нами ¤к звук високоњ частоти.
” де¤ких комах, наприклад коник≥в, зустр≥чаютьс¤ спец≥альн≥ органи
звучанн¤ Ц р¤д зубчик≥в на задн≥х лапках, ¤к≥ зач≥паютьс¤ за крањ крил ≥
викликають коливанн¤. ” де¤ких жук≥в вдаютьс¤ довол≥ гучн≥ скрипуч≥ звуки при
терт≥ сегмент≥в черева об тверд≥ надкрила.
Ѕ≥оакустика риб. —луховий орган риб Ц лаб≥ринт, повТ¤заний з≥
слуховим центром в довгастому мозку за допомогою особливих нерв≥в. –озр≥зн¤ють
два типи слухових апарат≥в риб: апарати, ¤к≥ не мають звТ¤зку з плаваючим
пузирем, ≥ апарати, ¤к≥ складають частину плавального пузир¤. «ТЇднанн¤
плаваючого пузир¤ з внутр≥шн≥м вухом зд≥йснюЇтьс¤ за допомогою чотирьох пар
зСЇднаних к≥сточок. –иби з≥ слуховим апаратом другого типу волод≥ють б≥льш
розвиненим слухом. “аким чином, лаб≥ринт служить органам, ¤к≥ сприймають звуки,
а плаваючий пузир маЇ значенн¤ резонатора, ¤кий п≥дсилюЇ ≥ прид≥л¤Ї вид≥ленн¤
звукових частот.
як тварини визначають направленн¤ звуку.
¬ушна
раковина ¤вл¤Ї собою звуковловлювач. ” де¤ких тваринах вона дуже розвинута.
≤нколи по њњ розм≥ру можна судити про гостроту њх слуху. ¬ушна раковина служить
дл¤ вид≥ленн¤ направленн¤, зв≥дки виходить звук: сприйн¤тт¤ звуку зб≥льшуЇтьс¤,
коли раковина звертаЇтьс¤ своњм розтрубом до джерела; тому т≥ тварини, у ¤ких
вушн≥ раковини можуть повертатис¤ (заЇць, б≥льш≥сть копитних), здатн≥ визначити
направленн¤ небезпеки, не повертаючи голови; вуха хижак≥в здеб≥льшого
ор≥Їнтован≥ майже нерухомо вперед Ц дл¤ висл≥дженн¤ здобич≥.
Ќа¤вн≥сть
двох вух дозвол¤Ї б≥льш над≥йно визначити напр¤м поширенн¤ звуку: коли обидв≥
раковини розташован≥ симетрично по в≥дношенню до джерела, коливанн¤, ¤к≥
сприймаютьс¤ обома вухами, ви¤вл¤ютьс¤ в однакових фазах. “аким чином,
найб≥льша гучн≥сть сприймаючого звуку вказуЇ на те, що площина симетр≥њ голови
проходить через джерело звуку.
Дјкустичн≥ окул¤риФ
ћ≥льйони
сл≥пих людей, ¤к≥ ощупують дорогу своЇю палкою, потребують б≥льш досконал≥ших
способ≥в ор≥Їнтац≥њ. јле, не дивл¤чись, що в конструкц≥њ акустичних очок дл¤
сл≥пих закладений той же принцип ор≥Їнтац≥њ за слухом, ¤кий використовуЇтьс¤
дельф≥нами ≥ л≥таючими мишами, розд≥льн≥ можливост≥ цих систем все ж не велик≥.
ќдна ≥з основних проблем ви¤вл¤Їтьс¤ у в≥дсутност≥ у людини ультразвукового
слуху. ¬ одному з прилад≥в цього типу, ¤кий називаЇтьс¤ Дќр≥ЇнтирФ, ехо
ультразвукового промен¤ набуваЇ значенн¤ звукового сигналу. ≈хо в≥д р≥зних
перешкод маЇ р≥зний тембр, а р≥зна висота його говорить сл≥пому про в≥дстань до
перешкоди. јле ц≥ прилади дуже складн≥, велик≥ ≥ далек≥ в≥д удосконаленн¤.†
††
