Jl. Câmpul electric al Pământului. Câmpul electric al Pământului - Sursa de energie Plantele sub tensiune Câmpul electric al planetei
8 februarie 2012 ora 10:00
Influența biologică a câmpurilor electrice și magnetice asupra corpului oamenilor și animalelor a fost studiată destul de mult. Efectele observate în acest caz, dacă apar, sunt încă neclare și greu de determinat, așa că acest subiect rămâne relevant.
Câmpurile magnetice de pe planeta noastră au o dublă origine - naturală și antropică. Câmpurile magnetice naturale, așa-numitele furtuni magnetice, își au originea în magnetosfera Pământului. Perturbațiile magnetice antropice acoperă o suprafață mai mică decât cele naturale, dar manifestarea lor este mult mai intensă și, prin urmare, provoacă daune mai semnificative. Ca urmare a activităților tehnice, oamenii creează câmpuri electromagnetice artificiale care sunt de sute de ori mai puternice decât cele naturale camp magnetic Pământ. Sursele de radiații antropice sunt: dispozitive radio de transmisie puternice, electrificate vehicule, linii de înaltă tensiune.
Gama de frecvențe și lungimi de undă ale unor surse de radiații electromagnetice
Unul dintre cei mai puternici agenți patogeni undele electromagnetice— curenți de frecvență industriali (50 Hz). Da, tensiune câmp electric direct sub linia electrică poate ajunge la câteva mii de volți pe metru de sol, deși datorită proprietății de a reduce tensiunea solului, deja la o distanță de 100 m de linie, tensiunea scade brusc la câteva zeci de volți pe metru.
Studiile asupra efectelor biologice ale câmpului electric au descoperit că deja la o putere de 1 kV/m are un efect negativ asupra sistem nervos uman, care la rândul său duce la tulburări ale sistemului endocrin și ale metabolismului în organism (cupru, zinc, fier și cobalt), perturbă funcțiile fiziologice: ritmul cardiac, nivelul tensiune arteriala, activitate cerebrală, progres procesele metaboliceși activitatea imunitară.
Din 1972 au apărut publicații care examinează efectul asupra oamenilor și animalelor al câmpurilor electrice cu valori de intensitate mai mari de 10 kV/m.
Intensitatea câmpului magnetic este proporțională cu curentul și invers proporțională cu distanța; Intensitatea câmpului electric este proporțională cu tensiunea (sarcina) și invers proporțională cu distanța. Parametrii acestor câmpuri depind de clasa de tensiune, caracteristici de proiectareȘi dimensiuni geometrice linii electrice de înaltă tensiune. Apariția unei surse puternice și extinse câmp electromagnetic conduce la o schimbare a factorilor naturali sub care s-a format ecosistemul. Câmpurile electrice și magnetice pot induce sarcini de suprafață și curenți în corpul uman.
Cercetările au arătat că curentul maxim din corpul uman indus de un câmp electric este mult mai mare decât curentul indus de un câmp magnetic. Astfel, efectele nocive ale câmpului magnetic apar doar atunci când intensitatea acestuia este de aproximativ 200 A/m, ceea ce se întâmplă la o distanță de 1-1,5 m de firele de fază de linie și este periculos doar pentru personalul de exploatare când lucrează sub tensiune. Această împrejurare ne-a permis să concluzionăm că nu există nicio influență biologică a câmpurilor magnetice de frecvență industrială asupra oamenilor și animalelor situate sub liniile electrice. Astfel, câmpul electric al liniilor electrice este principalul factor eficient din punct de vedere biologic în transmiterea energiei pe distanțe lungi să fie o barieră în calea migrației mișcării tipuri diferite fauna acvatică și terestră.
Liniile de câmp electric și magnetic care afectează o persoană care stă sub o linie de curent alternativ
Pe baza caracteristicilor de proiectare ale transmisiei de putere (sărmarea firului), cea mai mare influență a câmpului se manifestă la mijlocul travei, unde tensiunea pentru liniile de super și ultra-înaltă tensiune la nivelul înălțimii umane este de 5 - 20. kV/m și mai mare, în funcție de clasa de tensiune și proiectarea liniei.
La suporturi, unde înălțimea suspensiei de sârmă este cea mai mare și se simte efectul de ecranare al suporturilor, intensitatea câmpului este cea mai scăzută. Deoarece pot exista oameni, animale și vehicule sub firele liniei de alimentare, este necesar să se evalueze consecințe posibileşederea pe termen lung şi scurt a fiinţelor vii în câmp electric de diverse tensiuni.
Cele mai sensibile la câmpurile electrice sunt ungulatele și oamenii care poartă pantofi care îi izolează de sol. Copitele animalelor sunt, de asemenea, buni izolatori. Potențialul indus în acest caz poate ajunge la 10 kV, iar impulsul de curent prin corp atunci când atingeți un obiect împământat (cremură de tufiș, fir de iarbă) este de 100 - 200 μA. Astfel de impulsuri de curent sunt sigure pentru organism, dar senzațiile neplăcute îi obligă pe ungulați să evite liniile electrice de înaltă tensiune vara.
În acțiunea unui câmp electric asupra unei persoane, rolul dominant este jucat de curenții care curg prin corpul său. Acest lucru este determinat de conductivitatea ridicată a corpului uman, unde predomină organele cu sânge și limfa care circulă în ele.
În prezent, experimentele pe animale și voluntari umani au stabilit că o densitate de curent de conductivitate de 0,1 μA/cm și mai mică nu afectează funcția creierului, deoarece biocurenții pulsați care curg de obicei în creier depășesc semnificativ densitatea unui astfel de curent de conducere.
La o densitate de curent cu o conductivitate de 1 μA/cm, cercurile de lumină pâlpâitoare sunt observate în ochii unei persoane, densități de curent mai mari captează deja valorile prag de stimulare a receptorilor senzoriali, precum și celulele nervoase și musculare, ceea ce duce; la apariţia fricii şi a reacţiilor motorii involuntare.
Dacă o persoană atinge obiecte izolate de sol într-o zonă cu un câmp electric de intensitate semnificativă, densitatea curentului în zona inimii depinde puternic de starea condițiilor „subiacente” (tipul de pantofi, starea solului etc.), dar poate atinge deja aceste valori.
La un curent maxim corespunzător lui Еmax == 15 kV/m (6,225 mA), o fracțiune cunoscută a acestui curent care curge prin zona capului (aproximativ 1/3) și o zonă a capului (aproximativ 100 cm), densitatea curentului<0,1 мкА/см, что и подтверждает допустимость принятой напряженности 15 кВ/м под проводами воздушной линии.
Pentru sănătatea umană, problema este de a determina relația dintre densitatea de curent indusă în țesuturi și inducerea magnetică a câmpului extern, V. Calculul densității de curent
complicată de faptul că calea sa exactă depinde de distribuția conductibilității în țesuturile corpului.
Astfel, conductivitatea specifică a creierului este determinată de y = 0,2 cm/m, iar a mușchiului inimii de y = 0,25 cm/m. Dacă luăm că raza capului este de 7,5 cm și raza inimii este de 6 cm, atunci produsul yR este același în ambele cazuri. Prin urmare, poate fi dată o reprezentare pentru densitatea de curent la periferia inimii și a creierului.
S-a stabilit că inducția magnetică, sigură pentru sănătate, este de aproximativ 0,4 mT la o frecvență de 50 sau 60 Hz. În câmpurile magnetice (de la 3 la 10 mT, f = 10 - 60 Hz), s-a observat apariția pâlpâirilor luminoase, similare cu cele care apar la apăsarea globului ocular.
Densitatea de curent indusă în corpul uman de un câmp electric cu intensitatea E se calculează după cum urmează:
cu diferiți coeficienți k pentru regiunile creierului și inimii.
Valoarea k=3-10-3 cm/Hzm.
Potrivit oamenilor de știință germani, puterea câmpului la care vibrația părului este resimțită de 5% dintre bărbații testați este de 3 kV/m, iar pentru 50% dintre bărbații testați este de 20 kV/m. În prezent, nu există dovezi că senzațiile provocate de câmp produc efecte adverse. În ceea ce privește relația dintre densitatea curentului și influența biologică, se pot distinge patru zone, prezentate în tabel.
Ultimul interval de valori ale densității curente se referă la timpi de expunere de ordinul unui ciclu cardiac, adică aproximativ 1 s pentru o persoană. Pentru expuneri mai scurte, valorile de prag sunt mai mari. Pentru a determina intensitatea pragului câmpului, au fost efectuate studii fiziologice pe oameni în condiții de laborator la intensități de câmp cuprinse între 10 și 32 kV/m. S-a stabilit că la o tensiune de 5 kV/m, 80% dintre oameni nu simt dureri în timpul descărcărilor atunci când ating obiecte legate la pământ. Această valoare a fost adoptată ca valoare standard atunci când lucrați în instalații electrice fără utilizarea echipamentului de protecție.
Dependența timpului permis al șederii unei persoane într-un câmp electric cu o putere E mai mare decât pragul este aproximată prin ecuație
Îndeplinirea acestei condiții asigură autovindecarea stării fiziologice a organismului în timpul zilei fără reacții reziduale și modificări funcționale sau patologice.
Să facem cunoștință cu principalele rezultate ale studiilor asupra efectelor biologice ale câmpurilor electrice și magnetice efectuate de oameni de știință sovietici și străini.
Influența câmpurilor electrice asupra personalului
În timpul studiilor, la antebrațul superior al fiecărui muncitor a fost atașat un dozimetru integrator. S-a constatat că în rândul lucrătorilor de pe liniile de înaltă tensiune, expunerea medie zilnică a variat între 1,5 kV/(m-h) și 24 kV/(m-h). Valorile maxime sunt notate în cazuri foarte rare. Din datele cercetării obținute, se poate concluziona că nu există o relație semnificativă între expunerea pe teren și starea generală de sănătate a oamenilor.
Linii electrice aeriene și cancer la copii
În spațiile rezidențiale, un câmp magnetic poate fi creat de echipamentele și cablurile electrice de uz casnic, cablurile subterane externe, precum și liniile electrice aeriene. Obiectele de studiu și control au fost grupate la intervale de 25 m față de linia electrică aeriană, iar gradul de risc la o distanță mai mare de 100 m de linie a fost luat ca unul.
Rezultatele obținute nu susțin ipoteza că câmpurile magnetice de frecvență industrială afectează apariția cancerului la copii.
Efect electrostatic asupra părului uman și animal
Cercetarea a fost realizată în legătură cu ipoteza că efectul de câmp resimțit de suprafața pielii este cauzat de acțiunea forțelor electrostatice asupra părului. Ca urmare, s-a constatat că la o intensitate a câmpului de 50 kV/m, subiectul a simțit mâncărime asociată cu vibrația părului, care a fost înregistrată de dispozitive speciale.
Efectul câmpului electric asupra plantelor
Experimentele au fost efectuate într-o cameră specială într-un câmp nedistorsionat cu o tensiune de la 0 la 50 kV/m. Leziuni ușoare ale țesutului frunzelor au fost detectate la expuneri cuprinse între 20 și 50 kV/m, în funcție de configurația plantei și de conținutul său inițial de umiditate. Necroza tisulară a fost observată în părți ale plantelor cu margini ascuțite. Plantele groase cu o suprafață netedă rotunjită nu au fost deteriorate la o tensiune de 50 kV/m. Daunele sunt cauzate de coroane pe părțile proeminente ale plantelor. La cele mai slabe plante, deteriorarea a fost observată în decurs de 1 - 2 ore după expunere. Este important ca la puieții de grâu, care au vârfuri foarte ascuțite, coroana și deteriorarea au fost sesizabile la o tensiune relativ scăzută de 20 kV/m. Acesta a fost cel mai scăzut prag pentru apariția leziunilor din studii.
Cel mai probabil mecanism de deteriorare a țesutului vegetal este căldura. Deteriorarea țesutului are loc atunci când intensitatea câmpului devine suficient de mare pentru a provoca corona și un curent corona de mare densitate trece prin vârful foiței. Căldura generată de rezistența țesutului frunzelor duce la moartea unui strat îngust de celule, care pierd relativ repede apa, se usucă și se micșorează. Cu toate acestea, acest proces are o limită și procentul din suprafața plantei uscate este mic.
Efectul câmpului electric asupra animalelor
Cercetarea s-a desfășurat în două direcții: studierea la nivelul biosistemului și studierea pragurilor de influențe detectate. Printre puii plasați pe un câmp cu o tensiune de 80 kV/m s-a înregistrat o creștere a greutății, a viabilității și a mortalității scăzute. Pragul de percepție a câmpului a fost măsurat la porumbeii domestici. S-a demonstrat că porumbeii au un fel de mecanism pentru detectarea câmpurilor electrice de intensitate scăzută. Nu au fost observate modificări genetice. Se observă că animalele situate într-un câmp electric de intensitate mare pot suferi un mini-șoc din cauza unor factori străini, în funcție de condițiile experimentale, ceea ce poate duce la o oarecare anxietate și agitație la subiecți.
Un număr de țări au reglementări care limitează valorile maxime ale intensității câmpului în zona rutelor liniilor electrice aeriene. În Spania a fost recomandată o tensiune maximă de 20 kV/m și în prezent aceeași valoare este considerată limită în Germania.
Conștientizarea publicului cu privire la efectele câmpurilor electromagnetice asupra organismelor vii continuă să crească, iar un anumit interes și îngrijorare cu privire la aceste efecte vor duce la continuarea cercetărilor medicale relevante, în special asupra persoanelor care trăiesc în apropierea liniilor electrice aeriene.
Mai multe informații despre acest subiect:
V. I. Cehov „Aspecte ecologice ale transportului de energie electrică”
Cartea oferă o descriere generală a impactului liniilor electrice aeriene asupra mediului. Problemele de calculare a intensității maxime a câmpului electric sub o linie de curent alternativ și metode de reducere a acesteia, achiziționarea de teren pentru traseul liniei, impactul câmpului electromagnetic asupra oamenilor, florei și faunei și apariția zgomotului radio și acustic sunt considerate. Sunt luate în considerare caracteristicile impactului asupra mediului ale liniilor de curent continuu și ale liniilor de cabluri de ultraînaltă tensiune.
Cele mai recente publicații
Markevici V.V.
În această lucrare, abordăm unul dintre cele mai interesante și promițătoare domenii de cercetare – influența condițiilor fizice asupra plantelor.
Studiind literatura de specialitate pe această temă, am aflat că profesorul P. P. Gulyaev, folosind echipamente extrem de sensibile, a reușit să stabilească că un câmp bioelectric slab înconjoară orice ființă vie și este, de asemenea, cunoscut cu siguranță: fiecare celulă vie are propria sa centrală electrică. Și potențialele celulare nu sunt atât de mici.
Descarca:
Previzualizare:
FIZICĂ
BIOLOGIE
Plantele și potențialul lor electric.
Completat de: Markevici V.V.
Școala secundară GBOU nr. 740 Moscova
clasa a 9-a
Șef: Kozlova Violetta Vladimirovna
profesor de fizică și matematică
Moscova 2013
- Introducere
- Relevanţă
- Scopurile și obiectivele lucrării
- Metode de cercetare
- Semnificația lucrării
- Analiza literaturii studiate pe tema „Electricitatea în viață
plante"
- Ionizarea aerului din interior
- Metodologia și tehnologia cercetării
- Studiul curenților de deteriorare în diverse instalații
- Experimentul nr. 1 (cu lămâi)
- Experimentul nr. 2 (cu măr)
- Experimentul nr. 3 (cu o frunză de plantă)
- Studiul influenței unui câmp electric asupra germinării semințelor
- Experimente pentru a observa efectul aerului ionizat asupra germinării semințelor de mazăre
- Experimente pentru a observa efectul aerului ionizat asupra germinării semințelor de fasole
- concluzii
- Concluzie
- Literatură
Introducere
„Oricât de uimitoare sunt fenomenele electrice,
inerente materiei anorganice, ele nu merg
fara comparatie cu cele asociate cu
procesele vieții”.
Michael Faraday
În această lucrare, abordăm unul dintre cele mai interesante și promițătoare domenii de cercetare – influența condițiilor fizice asupra plantelor.
Studiind literatura de specialitate pe această temă, am aflat că profesorul P. P. Gulyaev, folosind echipamente extrem de sensibile, a reușit să stabilească că un câmp bioelectric slab înconjoară orice ființă vie și este, de asemenea, cunoscut cu siguranță: fiecare celulă vie are propria sa centrală electrică. Și potențialele celulare nu sunt atât de mici. De exemplu, la unele alge ele ajung la 0,15 V.
„Dacă 500 de perechi de jumătăți de mazăre sunt asamblate într-o anumită ordine într-o serie, tensiunea electrică finală va fi de 500 de volți... Este bine că bucătarul să nu conștientizeze pericolul care îl amenință atunci când pregătește acest preparat special, și din fericire pentru el, mazărea nu se conectează în serii ordonate”.Această afirmație a cercetătorului indian J. Boss se bazează pe un experiment științific riguros. A conectat părțile interioare și exterioare ale bobului de mazăre la un galvanometru și l-a încălzit la 60°C. Dispozitivul a arătat o diferență de potențial de 0,5 V.
Cum se întâmplă asta? Pe ce principiu funcționează generatoarele vii și bateriile? Şeful adjunct al Departamentului de sisteme vii de la Institutul de Fizică şi Tehnologie din Moscova, candidatul la ştiinţe fizice şi matematice Eduard Trukhan, consideră că unul dintre cele mai importante procese care au loc într-o celulă vegetală este procesul de asimilare a energiei solare, procesul a fotosintezei.
Deci, dacă în acel moment oamenii de știință reușesc să „desparte” particulele încărcate pozitiv și negativ în direcții diferite, atunci, teoretic, vom avea la dispoziție un generator viu minunat, al cărui combustibil ar fi apa și lumina soarelui, iar în pe lângă energie, ar produce și oxigen pur.
Poate că în viitor va fi creat un astfel de generator. Dar pentru a realiza acest vis, oamenii de știință vor trebui să muncească din greu: trebuie să selecteze cele mai potrivite plante și poate chiar să învețe cum să producă boabe de clorofilă în mod artificial, să creeze un fel de membrane care să permită separarea sarcinilor. Se dovedește că o celulă vie, care stochează energie electrică în condensatori naturali - membranele intracelulare ale formațiunilor celulare speciale, mitocondriile, o folosește apoi pentru a face o mulțime de muncă: construirea de noi molecule, atragerea nutrienților în celulă, reglarea propriei temperaturi. .. Și asta nu este tot. Cu ajutorul electricității, planta în sine efectuează multe operații: respiră, se mișcă, crește.
Relevanţă
Astăzi se poate susține că studiul vieții electrice a plantelor este benefic pentru agricultură. I.V Michurin a efectuat și experimente privind efectul curentului electric asupra germinării răsadurilor hibride.
Tratarea semințelor înainte de însămânțare este cel mai important element al tehnologiei agricole, permițând creșterea germinării acestora și, în cele din urmă, a productivității plantelor și acest lucru este deosebit de important în condițiile verii noastre nu foarte lungi și calde.
Scopurile și obiectivele lucrării
Scopul lucrării este de a studia prezența potențialelor bioelectrice în plante și de a studia influența câmpului electric asupra germinării semințelor.
Pentru a atinge scopul studiului, este necesar să se rezolve următoarele sarcini :
- Studiul principiilor de bază privind doctrina potențialelor bioelectrice și influența câmpului electric asupra vieții plantelor.
- Efectuarea de experimente pentru detectarea și observarea curenților de deteriorare în diferite plante.
- Efectuarea de experimente pentru observarea influenței câmpului electric asupra germinării semințelor.
Metode de cercetare
Pentru realizarea obiectivelor cercetării se folosesc metode teoretice și practice. Metoda teoretică: căutarea, studiul și analiza literaturii științifice și populare pe această temă. Se folosesc metode practice de cercetare: observare, măsurare, experimentare.
Semnificația lucrării
Materialul din această lucrare poate fi folosit în lecțiile de fizică și biologie, deoarece această problemă importantă nu este tratată în manuale. Și metodologia de desfășurare a experimentelor este folosită ca material pentru orele practice într-un curs opțional.
Analiza literaturii studiate
Istoria cercetării proprietăților electrice ale plantelor
Una dintre trăsăturile caracteristice ale organismelor vii este capacitatea de a irita.
Charles Darwin a acordat importanță iritabilității plantelor. El a studiat în detaliu caracteristicile biologice ale reprezentanților insectivore din lumea plantelor, care sunt extrem de sensibili, și a prezentat rezultatele cercetărilor sale în minunata carte „Despre plantele insectivore”, publicată în 1875. În plus, atenția marelui naturalist a fost atrasă de diversele mișcări ale plantelor. Luate împreună, toate studiile au sugerat că organismul vegetal este surprinzător de asemănător cu animalul.
Utilizarea pe scară largă a metodelor electrofiziologice a permis fiziologilor animalelor să facă progrese semnificative în acest domeniu de cunoaștere. S-a constatat că în organismele animale apar constant curenți electrici (biocurenți), a căror răspândire duce la reacții motorii. Charles Darwin a sugerat că fenomene electrice similare au loc și în frunzele plantelor insectivore, care au o capacitate de mișcare destul de pronunțată. Cu toate acestea, el însuși nu a testat această ipoteză. La cererea sa, experimente cu planta capcană de muște Venus au fost efectuate în 1874 de către un fiziolog de la Universitatea Oxford.Burdan Sanderson. După ce a conectat o frunză a acestei plante la un galvanometru, omul de știință a remarcat că acul a deviat imediat. Aceasta înseamnă că impulsurile electrice apar în frunza vie a acestei plante insectivore. Când cercetătorul a iritat frunzele atingând perii aflați pe suprafața lor, acul galvanometrului s-a deviat în direcția opusă, ca în experimentul cu un mușchi animal.
fiziolog german Hermann Munch , care și-a continuat experimentele, a ajuns la concluzia în 1876 că frunzele capcanei de muște Venus sunt similare din punct de vedere electric cu nervii, mușchii și organele electrice ale unor animale.
În Rusia s-au folosit metode electrofiziologiceN. K. Levakovskypentru a studia fenomenele de iritabilitate la mimoza timidă. În 1867, a publicat o carte intitulată „Despre mișcarea organelor stimulate ale plantelor”. În experimentele lui N.K Levakovsky, cele mai puternice semnale electrice au fost observate la acele specimene mimoze care a răspuns cel mai energic la stimulii externi. Dacă o mimoză este ucisă rapid de căldură, părțile moarte ale plantei nu produc semnale electrice. Autorul a observat și apariția impulsurilor electrice în stamineciulin și ciulin, în pețiolii frunzelor de roză.Ulterior s-a constatat că
Potențialele bioelectrice în celulele vegetale
Viața plantelor este legată de umiditate. Prin urmare, procesele electrice din ele se manifestă cel mai pe deplin în condiții normale de umidificare și se estompează atunci când se ofilesc. Acest lucru se datorează schimbului de sarcini între lichid și pereții vaselor capilare în timpul fluxului de soluții nutritive prin capilarele plantelor, precum și proceselor de schimb de ioni dintre celule și mediu. Cele mai importante câmpuri electrice pentru viață sunt excitate în celule.
Deci, știm că...
- Polenul suflat de vânt are o sarcină negativă.‚ apropiindu-se în mărime de încărcarea boabelor de praf în timpul furtunilor de praf. În apropierea plantelor care pierd polen, raportul dintre ionii de lumină pozitivi și negativi se modifică brusc, ceea ce are un efect benefic asupra dezvoltării ulterioare a plantelor.
- În practica pulverizării pesticidelor în agricultură, s-a constatat căProdusele chimice cu sarcină pozitivă sunt depuse într-o măsură mai mare pe sfeclă și meri, în timp ce substanțele chimice cu sarcină negativă sunt depuse pe liliac.
- Iluminarea unilaterală a unei frunze excită o diferență de potențial electric între zonele iluminate și neluminate și pețiol, tulpină și rădăcină.Această diferență de potențial exprimă răspunsul plantei la schimbările din corpul său asociate cu începutul sau încetarea procesului de fotosinteză.
- Germinarea semințelor într-un câmp electric puternic(de exemplu, lângă electrodul de descărcare)duce la schimbareînălțimea și grosimea tulpinii și densitatea coroanei plantelor în curs de dezvoltare. Acest lucru se întâmplă în principal datorită redistribuirii sarcinii spațiale în corpul plantei sub influența unui câmp electric extern.
- Zona deteriorată din țesutul vegetal este întotdeauna încărcată negativzonele relativ nedeteriorate, iar zonele de moarte ale plantelor capătă o încărcătură negativă în raport cu zonele care cresc în condiții normale.
- Semințele încărcate ale plantelor cultivate au o conductivitate electrică relativ ridicată și, prin urmare, își pierd rapid încărcarea.Semințele de buruieni sunt mai apropiate ca proprietăți de dielectrici și pot păstra o încărcare mult timp. Acesta este folosit pentru a separa semințele de recoltare de buruieni pe o bandă transportoare.
- Diferențele semnificative de potențial în corpul plantei nu pot fi excitate‚ deoarece plantele nu au un organ electric specializat. Prin urmare, printre plante nu există nici un „copac al morții” care ar putea ucide ființele vii cu puterea sa electrică.
Efectul electricității atmosferice asupra plantelor
Una dintre trăsăturile caracteristice ale planetei noastre este prezența unui câmp electric constant în atmosferă. Persoana nu-l observă. Dar starea electrică a atmosferei nu este indiferentă față de ea și de alte creaturi vii care locuiesc pe planeta noastră, inclusiv plante. Deasupra Pământului, la o altitudine de 100-200 km, există un strat de particule încărcate pozitiv - ionosfera.
Aceasta înseamnă că atunci când mergi de-a lungul unui câmp, străzi, piață, te miști într-un câmp electric, inhalezi sarcini electrice.
Influența electricității atmosferice asupra plantelor a fost studiată încă din 1748 de mulți autori. Anul acesta, abatele Nolet a raportat experimente în care a electrificat plantele punându-le sub electrozi încărcați. El a observat o accelerare a germinării și creșterii. Grandieu (1879) a observat că plantele care nu au fost expuse la electricitatea atmosferică prin introducerea într-o cutie de plasă de sârmă împământată au prezentat o reducere a greutății cu 30 până la 50% în comparație cu plantele martor.
Lemström (1902) a expus plantele la ioni de aer, plasându-le sub un fir echipat cu puncte și conectat la o sursă de înaltă tensiune (1 m deasupra nivelului solului, curent ionic 10).-11 – 10 -12 A/cm 2 ), și a constatat o creștere în greutate și lungime mai mare de 45% (ex. morcovi, mazăre, varză).
Faptul că creșterea plantelor a fost accelerată într-o atmosferă cu concentrații crescute artificial de ioni mici pozitivi și negativi a fost confirmat recent de Krueger și colegii săi. Ei au descoperit că semințele de ovăz au răspuns la ionii pozitivi și negativi (concentrație de aproximativ 10 4 ioni/cm3 ) o creștere cu 60% a lungimii totale și o creștere a greutății proaspete și uscate de 25-73%. Analiza chimică a părților supraterane ale plantelor a relevat o creștere a conținutului de proteine, azot și zahăr. În cazul orzului s-a înregistrat o creștere și mai mare (aproximativ 100%) a elongării totale; creșterea în greutate proaspătă nu a fost mare, dar a existat o creștere marcată a greutății uscate, care a fost însoțită de o creștere corespunzătoare a conținutului de proteine, azot și zahăr.
Warden a efectuat și experimente cu semințe de plante. El a descoperit că germinarea fasolei verzi și a mazării verzi a devenit mai devreme odată cu creșterea nivelului de ioni de ambele polarități. Procentul final de semințe germinate a fost mai mic cu ionizare negativă comparativ cu lotul martor; germinația în grupul ionizat pozitiv și în grupul martor a fost aceeași. Pe măsură ce răsadurile au crescut, plantele de control și ionizate pozitiv au continuat să crească, în timp ce plantele expuse la ionizare negativă s-au ofilit în mare parte și au murit.
În ultimii ani a avut loc o schimbare puternică a stării electrice a atmosferei; diferite regiuni ale Pământului au început să difere unele de altele în starea ionizată a aerului, care se datorează prafului, contaminării cu gaz etc. Conductivitatea electrică a aerului este un indicator sensibil al purității acestuia: cu cât sunt mai multe particule străine în aer, cu atât este mai mare numărul de ioni depusi pe ele și, în consecință, cu atât conductivitatea electrică a aerului devine mai mică.
Deci, la Moscova 1 cm 3
aerul conține 4 sarcini negative, în Sankt Petersburg - 9 astfel de sarcini, în Kislovodsk, unde standardul de puritate a aerului este de 1,5 mii de particule, iar în sudul Kuzbass, în pădurile mixte de la poalele dealurilor, numărul acestor particule ajunge la 6 mii. . Aceasta înseamnă că, acolo unde există mai multe particule negative, este mai ușor să respirați, iar acolo unde există praf, o persoană primește mai puține dintre ele, deoarece particulele de praf se depun pe ele.
Este bine cunoscut faptul că în apropierea apei care curge rapid aerul este răcoritor și revigorant. Conține mulți ioni negativi. În secolul al XIX-lea, s-a stabilit că picăturile mai mari din stropii de apă sunt încărcate pozitiv, iar picăturile mai mici sunt încărcate negativ. Deoarece picăturile mai mari se depun mai repede, picăturile mici încărcate negativ rămân în aer.
Dimpotrivă, aerul din încăperile înghesuite cu o abundență de diferite tipuri de dispozitive electromagnetice este saturat cu ioni pozitivi. Chiar și o ședere relativ scurtă într-o astfel de cameră duce la letargie, somnolență, amețeli și dureri de cap.
Metodologia de cercetare
Studiul curenților de deteriorare în diverse instalații.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
LITERATURĂ
- Bogdanov K. Yu Fizician în vizită la un biolog. - M.: Nauka, 1986. 144 p.
- Vorotnikov A.A. Fizica pentru tineri. – M: Harvest, 1995-121p.
- Katz Ts.B. Biofizica la lectiile de fizica. – M: Iluminismul, anii 1971-158.
- Perelman Ya.I. Fizica distractivă. – M: Nauka, 1976-432s.
- Artamonov V.I. Interesanta fiziologia plantelor. – M.: Agropromizdat, 1991.
- Arabadzhi V.I. Misterele apei simple - M.: „Cunoașterea”, 1973.
- http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/163.html
- http://www.npl-rez.ru/litra/bios.htm
- http://www.ionization.ru
FIZICĂ
BIOLOGIE
Plantele și potențialul lor electric.
Completat de: Markevici V.V.
Școala secundară GBOU nr. 740 Moscova
clasa a 9-a
Șef: Kozlova Violetta Vladimirovna
profesor de fizică și matematică
Moscova 2013
Conţinut
Relevanţă
Scopurile și obiectivele lucrării
Metode de cercetare
Semnificația lucrării
Introducere
Analiza literaturii studiate pe tema „Electricitatea în viață
plante"
Ionizarea aerului din interior
Studiul curenților de deteriorare în diverse instalații
Experimentul nr. 1 (cu lămâi)
Experimentul nr. 2 (cu măr)
Experimentul nr. 3 (cu o frunză de plantă)
Experimente pentru a observa efectul aerului ionizat asupra germinării semințelor de mazăre
Experimente pentru a observa efectul aerului ionizat asupra germinării semințelor de fasole
Metodologia și tehnologia cercetării
Studiul influenței unui câmp electric asupra germinării semințelor
concluzii
Concluzie
Literatură
Capitolul 1 Introducere
„Oricât de uimitoare sunt fenomenele electrice,
inerente materiei anorganice, ele nu merg
fara comparatie cu cele asociate cu
procesele vieții”.
Michael Faraday
În această lucrare, abordăm unul dintre cele mai interesante și promițătoare domenii de cercetare – influența condițiilor fizice asupra plantelor.
Studiind literatura de specialitate pe această temă, am aflat că profesorul P. P. Gulyaev, folosind echipamente extrem de sensibile, a reușit să stabilească că un câmp bioelectric slab înconjoară orice ființă vie și este, de asemenea, cunoscut cu siguranță: fiecare celulă vie are propria sa centrală electrică. Și potențialele celulare nu sunt atât de mici. De exemplu, la unele alge ele ajung la 0,15 V.
„Dacă 500 de perechi de jumătăți de mazăre sunt asamblate într-o anumită ordine într-o serie, tensiunea electrică finală va fi de 500 de volți... Este bine că bucătarul să nu conștientizeze pericolul care îl amenință atunci când pregătește acest preparat special, și din fericire pentru el, mazărea nu se conectează în serii ordonate”. Această afirmație a cercetătorului indian J. Boss se bazează pe un experiment științific riguros. A conectat părțile interioare și exterioare ale bobului de mazăre la un galvanometru și l-a încălzit la 60°C. Dispozitivul a arătat o diferență de potențial de 0,5 V.
Cum se întâmplă asta? Pe ce principiu funcționează generatoarele vii și bateriile? Şeful adjunct al Departamentului de sisteme vii de la Institutul de Fizică şi Tehnologie din Moscova, candidatul la ştiinţe fizice şi matematice Eduard Trukhan, consideră că unul dintre cele mai importante procese care au loc într-o celulă vegetală este procesul de asimilare a energiei solare, procesul a fotosintezei.
Deci, dacă în acel moment oamenii de știință reușesc să „desparte” particulele încărcate pozitiv și negativ în direcții diferite, atunci, teoretic, vom avea la dispoziție un generator viu minunat, al cărui combustibil ar fi apa și lumina soarelui, iar în pe lângă energie, ar produce și oxigen pur.
Poate că în viitor va fi creat un astfel de generator. Dar pentru a realiza acest vis, oamenii de știință vor trebui să muncească din greu: trebuie să selecteze cele mai potrivite plante și poate chiar să învețe cum să producă boabe de clorofilă în mod artificial, să creeze un fel de membrane care să permită separarea sarcinilor. Se dovedește că o celulă vie, care stochează energie electrică în condensatori naturali - membranele intracelulare ale formațiunilor celulare speciale, mitocondriile, o folosește apoi pentru a face o mulțime de muncă: construirea de noi molecule, atragerea nutrienților în celulă, reglarea propriei temperaturi. .. Și asta nu este tot. Cu ajutorul electricității, planta în sine efectuează multe operații: respiră, se mișcă, crește.
Relevanţă
Astăzi se poate susține că studiul vieții electrice a plantelor este benefic pentru agricultură. I.V Michurin a efectuat și experimente privind efectul curentului electric asupra germinării răsadurilor hibride.
Tratarea semințelor înainte de însămânțare este cel mai important element al tehnologiei agricole, permițând creșterea germinării acestora și, în cele din urmă, a productivității plantelor și acest lucru este deosebit de important în condițiile verii noastre nu foarte lungi și calde.
Scopurile și obiectivele lucrării
Scopul lucrării este de a studia prezența potențialelor bioelectrice în plante și de a studia influența câmpului electric asupra germinării semințelor.
Pentru a atinge scopul studiului, este necesar să se rezolve următoarele sarcini :
Studiul principiilor de bază privind doctrina potențialelor bioelectrice și influența câmpului electric asupra vieții plantelor.
Efectuarea de experimente pentru detectarea și observarea curenților de deteriorare în diferite plante.
Efectuarea de experimente pentru observarea influenței câmpului electric asupra germinării semințelor.
Metode de cercetare
Pentru realizarea obiectivelor cercetării se folosesc metode teoretice și practice. Metoda teoretică: căutarea, studiul și analiza literaturii științifice și populare pe această temă. Se folosesc metode practice de cercetare: observare, măsurare, experimentare.
Semnificația lucrării
Materialul din această lucrare poate fi folosit în lecțiile de fizică și biologie, deoarece această problemă importantă nu este tratată în manuale. Și metodologia de desfășurare a experimentelor este folosită ca material pentru orele practice într-un curs opțional.
Capitolul 2 Analiza literaturii studiate
Istoria cercetării proprietăților electrice ale plantelor
Una dintre trăsăturile caracteristice ale organismelor vii este capacitatea de a irita.
Charles Darwina acordat importanță iritabilității plantelor. El a studiat în detaliu caracteristicile biologice ale reprezentanților insectivore din lumea plantelor, care sunt extrem de sensibili, și a prezentat rezultatele cercetărilor sale în minunata carte „Despre plantele insectivore”, publicată în 1875. În plus, atenția marelui naturalist a fost atrasă de diversele mișcări ale plantelor. Luate împreună, toate studiile au sugerat că organismul vegetal este surprinzător de asemănător cu animalul.
Utilizarea pe scară largă a metodelor electrofiziologice a permis fiziologilor animalelor să facă progrese semnificative în acest domeniu de cunoaștere. S-a constatat că în organismele animale apar constant curenți electrici (biocurenți), a căror răspândire duce la reacții motorii. Charles Darwin a sugerat că fenomene electrice similare au loc și în frunzele plantelor insectivore, care au o capacitate de mișcare destul de pronunțată. Cu toate acestea, el însuși nu a testat această ipoteză. La cererea sa, experimente cu planta capcană de muște Venus au fost efectuate în 1874 de către un fiziolog de la Universitatea Oxford.Burdan Sanderson. După ce a conectat o frunză a acestei plante la un galvanometru, omul de știință a remarcat că acul a deviat imediat. Aceasta înseamnă că impulsurile electrice apar în frunza vie a acestei plante insectivore. Când cercetătorul a iritat frunzele atingând perii aflați pe suprafața lor, acul galvanometrului s-a deviat în direcția opusă, ca în experimentul cu un mușchi animal.
fiziolog germanHermann Munch, care și-a continuat experimentele, a ajuns la concluzia în 1876 că frunzele capcanei de muște Venus sunt similare din punct de vedere electric cu nervii, mușchii și organele electrice ale unor animale.
În Rusia s-au folosit metode electrofiziologiceN. K. Levakovskypentru a studia fenomenele de iritabilitate la mimoza timidă. În 1867, a publicat o carte intitulată „Despre mișcarea organelor stimulate ale plantelor”. În experimentele lui N.K Levakovsky, cele mai puternice semnale electrice au fost observate la acele specimenemimoze care a răspuns cel mai energic la stimulii externi. Dacă o mimoză este ucisă rapid de căldură, părțile moarte ale plantei nu produc semnale electrice. Autorul a observat și apariția impulsurilor electrice în stamineciulin și ciulin, în pețiolii frunzelor de roză. Ulterior s-a constatat că
Potențialele bioelectrice în celulele vegetale
Viața plantelor este legată de umiditate. Prin urmare, procesele electrice din ele se manifestă cel mai pe deplin în condiții normale de umidificare și se estompează atunci când se ofilesc. Acest lucru se datorează schimbului de sarcini între lichid și pereții vaselor capilare în timpul fluxului de soluții nutritive prin capilarele plantelor, precum și proceselor de schimb de ioni dintre celule și mediu. Cele mai importante câmpuri electrice pentru viață sunt excitate în celule.
Deci, știm că...
Polenul suflat de vânt are o sarcină negativă. ‚ apropiindu-se în mărime de încărcarea boabelor de praf în timpul furtunilor de praf. În apropierea plantelor care pierd polen, raportul dintre ionii de lumină pozitivi și negativi se modifică brusc, ceea ce are un efect benefic asupra dezvoltării ulterioare a plantelor.
În practica pulverizării pesticidelor în agricultură, s-a constatat căProdusele chimice cu sarcină pozitivă sunt depuse într-o măsură mai mare pe sfeclă și meri, în timp ce substanțele chimice cu sarcină negativă sunt depuse pe liliac.
Iluminarea unilaterală a unei frunze excită o diferență de potențial electric între zonele iluminate și neluminate și pețiol, tulpină și rădăcină. Această diferență de potențial exprimă răspunsul plantei la schimbările din corpul său asociate cu începutul sau încetarea procesului de fotosinteză.
Germinarea semințelor într-un câmp electric puternic (de exemplu, lângă electrodul de descărcare)duce la schimbare înălțimea și grosimea tulpinii și densitatea coroanei plantelor în curs de dezvoltare. Acest lucru se întâmplă în principal datorită redistribuirii sarcinii spațiale în corpul plantei sub influența unui câmp electric extern.
Zona deteriorată din țesutul vegetal este întotdeauna încărcată negativ zonele relativ nedeteriorate, iar zonele de moarte ale plantelor capătă o încărcătură negativă în raport cu zonele care cresc în condiții normale.
Semințele încărcate ale plantelor cultivate au o conductivitate electrică relativ ridicată și, prin urmare, își pierd rapid încărcarea. Semințele de buruieni sunt mai apropiate ca proprietăți de dielectrici și pot păstra o încărcare mult timp. Acesta este folosit pentru a separa semințele de recoltare de buruieni pe o bandă transportoare.
Diferențele semnificative de potențial în corpul plantei nu pot fi excitate ‚ deoarece plantele nu au un organ electric specializat. Prin urmare, printre plante nu există nici un „copac al morții” care ar putea ucide ființele vii cu puterea sa electrică.
Efectul electricității atmosferice asupra plantelor
Una dintre trăsăturile caracteristice ale planetei noastre este prezența unui câmp electric constant în atmosferă. Persoana nu-l observă. Dar starea electrică a atmosferei nu este indiferentă față de ea și de alte creaturi vii care locuiesc pe planeta noastră, inclusiv plante. Deasupra Pământului, la o altitudine de 100-200 km, există un strat de particule încărcate pozitiv - ionosfera.
Aceasta înseamnă că atunci când mergi de-a lungul unui câmp, străzi, piață, te miști într-un câmp electric, inhalezi sarcini electrice.
Influența electricității atmosferice asupra plantelor a fost studiată încă din 1748 de mulți autori. Anul acesta, abatele Nolet a raportat experimente în care a electrificat plantele punându-le sub electrozi încărcați. El a observat o accelerare a germinării și creșterii. Grandieu (1879) a observat că plantele care nu au fost expuse la electricitatea atmosferică prin introducerea într-o cutie de plasă de sârmă împământată au prezentat o reducere a greutății cu 30 până la 50% în comparație cu plantele martor.
Lemström (1902) a expus plantele la ioni de aer, plasându-le sub un fir echipat cu puncte și conectat la o sursă de înaltă tensiune (1 m deasupra nivelului solului, curent ionic 10).-11 – 10 -12 A/cm 2 ), și a constatat o creștere în greutate și lungime mai mare de 45% (ex. morcovi, mazăre, varză).
Faptul că creșterea plantelor a fost accelerată într-o atmosferă cu concentrații crescute artificial de ioni mici pozitivi și negativi a fost confirmat recent de Krueger și colegii săi. Ei au descoperit că semințele de ovăz au răspuns la ionii pozitivi și negativi (concentrație de aproximativ 10 4 ioni/cm3 ) o creștere cu 60% a lungimii totale și o creștere a greutății proaspete și uscate de 25-73%. Analiza chimică a părților supraterane ale plantelor a relevat o creștere a conținutului de proteine, azot și zahăr. În cazul orzului s-a înregistrat o creștere și mai mare (aproximativ 100%) a elongării totale; creșterea în greutate proaspătă nu a fost mare, dar a existat o creștere marcată a greutății uscate, care a fost însoțită de o creștere corespunzătoare a conținutului de proteine, azot și zahăr.
Warden a efectuat și experimente cu semințe de plante. El a descoperit că germinarea fasolei verzi și a mazării verzi a devenit mai devreme odată cu creșterea nivelului de ioni de ambele polarități. Procentul final de semințe germinate a fost mai mic cu ionizare negativă comparativ cu lotul martor; germinația în grupul ionizat pozitiv și în grupul martor a fost aceeași. Pe măsură ce răsadurile au crescut, plantele de control și ionizate pozitiv au continuat să crească, în timp ce plantele expuse la ionizare negativă s-au ofilit în mare parte și au murit.
În ultimii ani a avut loc o schimbare puternică a stării electrice a atmosferei; diferite regiuni ale Pământului au început să difere unele de altele în starea ionizată a aerului, care se datorează prafului, contaminării cu gaz etc. Conductivitatea electrică a aerului este un indicator sensibil al purității acestuia: cu cât sunt mai multe particule străine în aer, cu atât este mai mare numărul de ioni depusi pe ele și, în consecință, cu atât conductivitatea electrică a aerului devine mai mică.
Astfel, la Moscova, 1 cm 3 de aer conține 4 sarcini negative, la Sankt Petersburg - 9 astfel de sarcini, la Kislovodsk, unde standardul de puritate a aerului este de 1,5 mii de particule, iar în sudul Kuzbass în pădurile mixte ale la poalele dealurilor, numărul acestor particule ajunge la 6 mii. Aceasta înseamnă că, acolo unde există mai multe particule negative, este mai ușor să respirați, iar acolo unde există praf, o persoană primește mai puține dintre ele, deoarece particulele de praf se depun pe ele.
Este bine cunoscut faptul că în apropierea apei care curge rapid aerul este răcoritor și revigorant. Conține mulți ioni negativi. În secolul al XIX-lea, s-a stabilit că picăturile mai mari din stropii de apă sunt încărcate pozitiv, iar picăturile mai mici sunt încărcate negativ. Deoarece picăturile mai mari se depun mai repede, picăturile mici încărcate negativ rămân în aer.
Dimpotrivă, aerul din încăperile înghesuite cu o abundență de diferite tipuri de dispozitive electromagnetice este saturat cu ioni pozitivi. Chiar și o ședere relativ scurtă într-o astfel de cameră duce la letargie, somnolență, amețeli și dureri de cap.
capitolul 3 Metodologia de cercetare
Studiul curenților de deteriorare în diverse instalații.
Instrumente și materiale3 lămâi, măr, roșii, frunză de plantă;
3 monede de cupru strălucitoare;
3 suruburi zincate;
fire, de preferință cu cleme la capete;
cuțit mic;
mai multe note lipicioase;
LED de joasa tensiune 300mV;
unghie sau pungă;
multimetrul
Experimente pentru detectarea și observarea curenților de daune în plante
Tehnica de realizare a experimentului nr. 1. Curent la lămâi.
În primul rând, zdrobește toate lămâile. Acest lucru se face astfel încât sucul să apară în interiorul lămâii.Am înșurubat un șurub galvanizat în lămâi aproximativ o treime din lungimea acestuia. Cu ajutorul unui cuțit, tăiați cu grijă o fâșie mică în lămâie - 1/3 din lungimea acesteia. Am introdus o monedă de cupru în fanta din lămâie, astfel încât jumătate din ea să rămână afară.
Am introdus șuruburi și monede în celelalte două lămâi în același mod. Apoi am conectat firele și clemele, am conectat lămâile astfel încât șurubul primei lămâi să fie conectat la moneda celei de-a doua etc. Am conectat firele la moneda de la prima lămâie și șurubul de la ultima. Lămâia funcționează ca o baterie: moneda este borna pozitivă (+), iar șurubul este negativul (-). Din păcate, aceasta este o sursă foarte slabă de energie. Dar poate fi îmbunătățită prin combinarea mai multor lămâi.
Conectați polul pozitiv al diodei la polul pozitiv al bateriei, conectați polul negativ. Dioda este aprinsa!!!
În timp, tensiunea la polii bateriei de lămâie va scădea. Am observat cât ține bateria de lămâie. După ceva timp, lămâia sa întunecat lângă șurub. Dacă scoateți șurubul și îl introduceți (sau unul nou) într-un alt loc pe lămâie, puteți prelungi parțial durata de viață a bateriei. De asemenea, puteți încerca să ștergeți bateria mutând monedele din când în când.
Am efectuat un experiment cu un număr mare de lămâi. Dioda a început să strălucească mai puternic. Acum bateria durează mai mult.
S-au folosit bucăți mai mari de zinc și cupru.
Am luat un multimetru și am măsurat tensiunea bateriei.
Tehnica de realizare a experimentului nr. 2. Curent la mere.
Mărul a fost tăiat în jumătate și miezul a fost îndepărtat.
Dacă ambii electrozi alocați multimetrului sunt aplicați în exteriorul mărului (coaja), multimetrul nu va detecta o diferență de potențial.
Un electrod este mutat în interiorul pulpei, iar multimetrul va observa apariția curentului de deteriorare.
Să efectuăm un experiment cu legume - roșii.
Rezultatele măsurătorilor au fost plasate într-un tabel.
celălalt este în pulpa unui măr
0,21 V
Electrozi în pulpa unui măr tăiat
0‚05 V
Electrozi în pulpa de tomate
0‚02 V
Tehnica de realizare a experimentului nr. 3. Curent într-o tulpină tăiată.
O frunză și o tulpină de plantă au fost tăiate.
Am măsurat curenții de deteriorare din tija tăiată la distanțe diferite între electrozi.
Rezultatele măsurătorilor au fost plasate într-un tabel.
REZULTATELE CERCETĂRII
Potențialele electrice pot fi detectate în orice instalație.
Studiul influenței unui câmp electric asupra germinării semințelor.
Instrumente și materiale
seminte de mazare si fasole;
vase Petri;
ionizator de aer;
ceas;
apă.
Experimente pentru a observa efectul aerului ionizat asupra germinării semințelor
Tehnica de realizare a experimentului nr. 1
Ionizatorul a fost pornit zilnic timp de 10 minute.
Germinarea a 8 semințe (5 nu au germinat)
10.03.09
Creșterea mugurilor
la 10 seminte (3 nu au germinat)
Creșterea mugurilor
11.03.09
Creșterea mugurilor
la 10 seminte (3 nu au germinat)
Creșterea mugurilor
12.03.09
Creșterea mugurilor
Creșterea mugurilor
Germinarea a 3 semințe(4 nu au germinat)
11.03.09
Creșterea germenilor de semințe
Germinarea a 2 semințe
(2 nu au germinat)
12.03.09
Creșterea germenilor de semințe
Creșterea germenilor de semințe
Rezultatele cercetării
Rezultatele experimentului indică faptul că germinarea semințelor este mai rapidă și mai reușită sub influența câmpului electric al ionizatorului.
Procedura de realizare a experimentului nr. 2
Pentru experiment, au luat semințe de mazăre și fasole, le-au înmuiat în vase Petri și le-au așezat în camere diferite, cu aceeași lumină și temperatură a camerei. Într-una din încăperi a fost instalat un ionizator de aer, un dispozitiv pentru ionizarea artificială a aerului.
Ionizatorul a fost pornit zilnic timp de 20 de minute.
În fiecare zi am umezit semințele de mazăre și fasole și am observat când au eclozat semințele.
Germinarea a 6 semințe Germinarea a 9 semințe
(3 nu au germinat)
19.03.09
Germinarea a 2 semințe
(4 nu au germinat)
Creșterea germenilor de semințe
20.03.09
Creșterea germenilor de semințe
Creșterea germenilor de semințe
21.03.09
Creșterea germenilor de semințe
Creșterea germenilor de semințe
ceașcă cu experiență(cu seminte tratate)
Cupa de control
15.03.09
Înmuierea semințelor
Înmuierea semințelor
16.03.09
Umflarea semințelor
Umflarea semințelor
17.03.09
Fara schimbari
Fara schimbari
18.03.09
Germinarea a 3 semințe
(5 nu au germinat)
Germinarea a 4 semințe
(4 nu au germinat)
19.03.09
Germinarea a 3 semințe
(2 nu au germinat)
Germinarea a 2 semințe
(2 nu au germinat)
20.03.09
Creșterea mugurilor
Germinarea a 1 sămânță
(1 nu a germinat)
21.03.09
Creșterea mugurilor
Creșterea mugurilor
Rezultatele cercetării
Rezultatele experimentului indică faptul că expunerea mai lungă la câmpul electric a avut un efect negativ asupra germinării semințelor. Au încolțit mai târziu și nu cu atâta succes.
Procedura de realizare a experimentului nr. 3
Pentru experiment, au luat semințe de mazăre și fasole, le-au înmuiat în vase Petri și le-au așezat în camere diferite, cu aceeași lumină și temperatură a camerei. Într-una din încăperi a fost instalat un ionizator de aer, un dispozitiv pentru ionizarea artificială a aerului.
Ionizatorul a fost pornit zilnic timp de 40 de minute.
În fiecare zi am umezit semințele de mazăre și fasole și am observat când au eclozat semințele.
Momentul experimentelor a fost plasat în tabele
(4 nu au germinat)
05.04.09
Fara schimbari
Creșterea mugurilor
06.04.09
Germinarea a 2 semințe
(10 nu au germinat)
Creșterea mugurilor
07.04.09
Creșterea mugurilor
Creșterea mugurilor
Fara schimbariGerminarea a 3 semințe
(4 nu au germinat)
06.04.09
Germinarea a 2 semințe
(5 nu au germinat)
Germinarea a 2 semințe
(2 nu au germinat)
07.04.09
Creșterea mugurilor
Creșterea mugurilor
Rezultatele cercetării
Rezultatele experimentului indică faptul că expunerea mai lungă la câmpul electric a avut un efect negativ asupra germinării semințelor. Germinarea lor a scăzut considerabil.
CONCLUZII
Potențialele electrice pot fi detectate în orice instalație.
Potențialul electric depinde de tipul și dimensiunea plantelor și de distanța dintre electrozi.
Tratarea semințelor cu un câmp electric în limite rezonabile duce la o accelerare a procesului de germinare a semințelor și la o germinare mai reușită..
După prelucrarea și analiza probelor experimentale și de control, se poate face o concluzie preliminară - creșterea timpului de iradiere cu un câmp electrostatic are un efect deprimant, deoarece calitatea germinării semințelor este mai scăzută odată cu creșterea timpului de ionizare.
Capitolul 4 Concluzie
În prezent, numeroase studii științifice sunt dedicate influenței curenților electrici asupra plantelor. Efectul câmpurilor electrice asupra plantelor este încă studiat cu atenție.
Cercetările efectuate la Institutul de Fiziologie a Plantelor au permis stabilirea unei relații între intensitatea fotosintezei și valoarea diferenței de potențial electric dintre pământ și atmosferă. Cu toate acestea, mecanismul care stă la baza acestor fenomene nu a fost încă investigat.
Când începem studiul, ne-am propus un obiectiv: să determinăm efectul câmpului electric asupra semințelor plantelor.
După prelucrarea și analiza probelor experimentale și de control, se poate face o concluzie preliminară - creșterea timpului de iradiere cu un câmp electrostatic are un efect deprimant. Credem că această lucrare nu este finalizată, deoarece s-au obținut doar primele rezultate.
Cercetările suplimentare pe această problemă pot fi continuate în următoarele domenii:
Influențat Tratamentul semințelor cu un câmp electric afectează creșterea ulterioară a plantelor?
Capitolul 5 LITERATURA
Bogdanov K. Yu Fizician în vizită la un biolog. - M.: Nauka, 1986. 144 p.
Vorotnikov A.A. Fizica pentru tineri. – M: Harvest, 1995-121p.
Katz Ts.B. Biofizica la lectiile de fizica. – M: Iluminismul, anii 1971-158.
Perelman Ya.I. Fizica distractivă. – M: Nauka, 1976-432s.
Artamonov V.I. Interesanta fiziologia plantelor. – M.: Agropromizdat, 1991.
Arabadzhi V.I. Misterele apei simple - M.: „Cunoașterea”, 1973.
http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/163.html
http://www.npl-rez.ru/litra/bios.htm
http://www.ionization.ru
Influența biologică a câmpurilor electrice și magnetice asupra corpului oamenilor și animalelor a fost studiată destul de mult. Efectele observate în acest caz, dacă apar, sunt încă neclare și greu de determinat, așa că acest subiect rămâne relevant.
Câmpurile magnetice de pe planeta noastră au o dublă origine - naturală și antropică. Câmpurile magnetice naturale, așa-numitele furtuni magnetice, își au originea în magnetosfera Pământului. Perturbațiile magnetice antropice acoperă o suprafață mai mică decât cele naturale, dar manifestarea lor este mult mai intensă și, prin urmare, provoacă daune mai semnificative. Ca urmare a activităților tehnice, oamenii creează câmpuri electromagnetice artificiale care sunt de sute de ori mai puternice decât câmpul magnetic natural al Pământului. Sursele de radiație antropică sunt: dispozitive radio de transmisie puternice, vehicule electrificate, linii electrice (Fig. 2.1).
Unul dintre cele mai puternice excitatoare de unde electromagnetice-curenți de frecvență industrială (50 Hz). Astfel, intensitatea câmpului electric direct sub o linie de transport electric poate atinge câteva mii de volți pe metru de sol, deși datorită proprietății solului de a reduce intensitatea, chiar și atunci când se deplasează la 100 m de linie, intensitatea scade brusc la câteva zeci de volți pe metru.
Studiile asupra efectelor biologice ale câmpului electric au constatat că, chiar și la o tensiune de 1 kV/m, acesta are un efect negativ asupra sistemului nervos uman, ceea ce, la rândul său, duce la perturbarea sistemului endocrin și a metabolismului în organism (cupru, zinc, fier și cobalt), perturbă funcțiile fiziologice: ritmul cardiac, tensiunea arterială, activitatea creierului, procesele metabolice și activitatea imunitară.
Din 1972 au apărut publicații care examinează efectul asupra oamenilor și animalelor al câmpurilor electrice cu valori de intensitate mai mari de 10 kV/m.
Intensitatea câmpului magnetic este proporțională cu curentul și invers proporțională cu distanța; Intensitatea câmpului electric este proporțională cu tensiunea (sarcina) și invers proporțională cu distanța. Parametrii acestor câmpuri depind de clasa de tensiune, caracteristicile de proiectare și dimensiunile geometrice ale liniei de înaltă tensiune. Apariția unei surse puternice și extinse de câmp electromagnetic duce la o schimbare a factorilor naturali sub care s-a format ecosistemul. Câmpurile electrice și magnetice pot induce sarcini de suprafață și curenți în corpul uman (Fig. 2.2). Cercetarile au demonstrat,
că curentul maxim în corpul uman indus de câmpul electric este mult mai mare decât curentul indus de câmpul magnetic. Astfel, efectele dăunătoare ale câmpului magnetic apar doar atunci când intensitatea acestuia este de aproximativ 200 A/m Apare la o distanță de 1-1,5 m de firele de fază de linie și este periculoasă doar pentru personalul care lucrează sub tensiune. Această împrejurare ne-a permis să concluzionăm că nu există nicio influență biologică a câmpurilor magnetice de frecvență industrială asupra oamenilor și animalelor situate sub liniile electrice. Astfel, câmpul electric al liniilor electrice este principalul factor biologic eficient în transmiterea energiei pe distanțe lungi, care poate fi o barieră în calea migrației diferitelor tipuri de faună acvatică și terestră.
Pe baza caracteristicilor de proiectare ale transmisiei de putere (înclinarea firului), cea mai mare influență a câmpului se manifestă la mijlocul travei, unde tensiunea pentru liniile de ultra și ultraînaltă tensiune la nivelul înălțimii umane este de 5-20. kV/m și mai mare, în funcție de clasa de tensiune și proiectarea liniei (Fig. 1.2). La suporturi, unde înălțimea suspensiei de sârmă este cea mai mare și se simte efectul de ecranare al suporturilor, intensitatea câmpului este cea mai scăzută. Deoarece pot exista oameni, animale și vehicule sub firele liniei de transmisie a energiei electrice, este necesar să se evalueze posibilele consecințe ale șederii pe termen lung și pe termen scurt a ființelor vii în câmpuri electrice de diferite puteri. Cele mai sensibile la câmpurile electrice sunt ungulatele și oamenii care poartă pantofi care îi izolează de sol. Copitele animalelor sunt, de asemenea, buni izolatori. Potențialul indus în acest caz poate ajunge la 10 kV, iar impulsul de curent prin corp atunci când atingeți un obiect împământat (cremură de tufiș, fir de iarbă) este de 100-200 μA. Astfel de impulsuri de curent sunt sigure pentru organism, dar senzațiile neplăcute îi obligă pe ungulați să evite liniile electrice de înaltă tensiune vara.
În acțiunea unui câmp electric asupra unei persoane, rolul dominant este jucat de curenții care curg prin corpul său. Acest lucru este determinat de conductivitatea ridicată a corpului uman, unde predomină organele cu sânge și limfa care circulă în ele. În prezent, experimentele pe animale și pe voluntari umani au stabilit că o densitate de curent cu o conductivitate de 0,1 μA/cm 2 și mai mică nu afectează funcționarea creierului, deoarece biocurenții pulsați care curg de obicei în creier depășesc semnificativ densitatea unui astfel de un curent de conducere. La />1 μA/cm2, cercurile de lumină pâlpâitoare sunt observate în ochii unei persoane, densități de curent mai mari captează deja valorile prag de stimulare a receptorilor senzoriali, precum și celulele nervoase și musculare, ceea ce duce la apariția fricii; și reacții motorii involuntare. Dacă o persoană atinge obiecte izolate de sol într-o zonă cu un câmp electric de intensitate semnificativă, densitatea curentului în zona inimii depinde puternic de starea condițiilor „subiacente” (tipul de pantofi, starea solului etc.), dar poate atinge deja aceste valori. La curentul maxim corespunzător Etah==l5 kV/m (6,225 mA); fracțiunea cunoscută a acestui curent care curge prin zona capului (aproximativ 1/3) și densitatea de curent în zona capului (aproximativ 100 cm 2 ) j<0,1 мкА/см 2 , что и подтверждает допустимость принятой в СССР напряженности 15 кВ/м под проводами воздушной линии.
Pentru sănătatea umană, problema este de a determina relația dintre densitatea de curent indusă în țesuturi și inducerea magnetică a câmpului extern, ÎN. Calculul densității curente
complicată de faptul că calea sa exactă depinde de distribuția conductibilității în țesuturile corpului.
Astfel, conductivitatea specifică a creierului este determinată de =0,2 cm/m, iar cea a mușchiului inimii de ==0,25 cm/m. Dacă luăm că raza capului este de 7,5 cm și raza inimii de 6 cm, atunci produsul R se dovedește la fel în ambele cazuri. Prin urmare, poate fi dată o reprezentare pentru densitatea de curent la periferia inimii și a creierului.
S-a stabilit că inducția magnetică, sigură pentru sănătate, este de aproximativ 0,4 mT la o frecvență de 50 sau 60 Hz. În câmpuri magnetice (de la 3 la 10 mT; f=10-60 Hz) s-a observat apariția unor pâlpâiri luminoase, asemănătoare cu cele care apar la apăsarea pe globul ocular.
Densitatea de curent indusă în corpul uman de un câmp electric cu intensitatea E, se calculeaza astfel:
cu coeficienți diferiți k pentru zona creierului și a inimii. Sens k=3 10 -3 cm/Hzm. Potrivit oamenilor de știință germani, puterea câmpului la care vibrația părului este resimțită de 5% dintre bărbații testați este de 3 kV/m, iar pentru 50% dintre bărbații testați este de 20 kV/m. În prezent, nu există dovezi că senzațiile provocate de câmp produc efecte adverse. În ceea ce privește relația dintre densitatea curentului și influența biologică, se pot distinge patru zone, prezentate în tabel. 2.1
Ultimul interval de valori ale densității curente se referă la timpi de expunere de ordinul unui ciclu cardiac, adică aproximativ 1 s pentru o persoană. Pentru expuneri mai scurte, valorile de prag sunt mai mari. Pentru a determina intensitatea pragului câmpului, au fost efectuate studii fiziologice pe oameni în condiții de laborator la intensități de câmp cuprinse între 10 și 32 kV/m. S-a stabilit că la o tensiune de 5 kV/m 80%
Tabelul 2.1
oamenii nu simt dureri în timpul descărcărilor atunci când ating obiecte legate la pământ. Această valoare a fost adoptată ca valoare standard atunci când lucrați în instalații electrice fără utilizarea echipamentului de protecție. Dependența timpului permis al șederii unei persoane într-un câmp electric cu intensitate E mai mult decât pragul este aproximat prin ecuație
Îndeplinirea acestei condiții asigură autovindecarea stării fiziologice a organismului în timpul zilei fără reacții reziduale și modificări funcționale sau patologice.
Să facem cunoștință cu principalele rezultate ale studiilor asupra efectelor biologice ale câmpurilor electrice și magnetice efectuate de oameni de știință sovietici și străini.
