Содержание1 Введение2.1 Виды проводников. Типы электропроводимости.2.2 Теории электропроводимости применительно к органическим системам2.2.1 Электронная теория существования живого2.2.2 Электрический ток и органические системы2.2.3 Понятие о потенциале. Биоэлектрический ток.2.2.4 Организм и биоэлектрический ток2.2.5 Влияние внешнего электрического тока на клетку и организм2.3 Теория существования магнитного поля2..3.1 Влияние магнитного поля среды на организм. Значение.ВведениеСуществует раздел науки с очень красивым именем – бионика. Родиласьона в результате слияния физики, биологии и инженерии в одну отрасль.Причем сделано это было не случайно. Можно привести такой пример: какизвестно, летучие мыши «видят» с помощью ультразвука. Самым интереснымоказалось то, что созданные человеком локаторы, пусть управляемые самымсовершенным компьютером, по параметрам сильно уступают локатору летучеймыши – она различает даже тоненькие паутинные нити, перегораживающие нити.Пришлось инженерам поломать голову, как же создать такое же устройство. Импришли на помощь физики и биологи, изучающие строение биологических тел ифизические их свойства. Изучали они не только живые «локаторы», но и другиеудивительные изобретения природы, и, как показали эти изучения, у всехсуществ есть сходные системы и аппараты. И человек, как венец творенияприроды, не сильно отличается по своим внутренним системам от более простыхорганизмов – практически у всех них сходные процессы регуляции иуправления, а также многие другие. А самое главное – каждому биологическомуобъекту присуща переработка и использование энергии. Об биоэнергии в целом,а также взаимодействии биоэнергии и внешней энергии я и хочу рассказать.Виды проводников. Типы электропроводимостиДля возникновения и существования электрического тока необходимоналичие свободно заряженных частиц, движущихся направленно и упорядоченно.В зависимости от рода проводника эти заряженные частицы различны, а значит,различны и типы проводимости. Существуют несколько видов проводимости –электронная, дырочная, электронно-дырочная и ионная проводимости.а) электронная проводимостьЭлектронная проводимость – это способ проводимости, присущий в большейстепени металлам, а также некоторым соединениям и веществам. Для негохарактерно наличие свободных заряженных частиц – электронов, с помощьюкоторых при определенном факторе – наличии электрического поля – возникаетэлектрический ток. При электронной проводимости сопротивление проводниковпрямо пропорционально зависит от температуры. Зависимость эта выражаетсялинейной функцией;б) дырочная и электронно-дырочная проводимостиЭлектронно-дырочная и дырочная проводимости присущи искусственнымполупроводникам. Чистые полупроводники начинают проводить ток привоздействии внешних факторов: световом, радиационном облучении инагревании. Для придания определенного типа проводимости в кристалл чистогополупроводника вводят небольшое количество вещества, после чего в данномкристалле имеется либо избыток электронов либо их недостаток. В первомслучае электроны становятся переносчиками заряда, во втором эту роль играютвалентные места – дырки. В зависимости от способа переноса зарядаполупроводники делят на группы: с электронно-дырочной проводимостью и сдырочной проводимостью;в) ионная проводимостьВещества, обладающие ионной проводимостью, это вещества, которые врасплавах и растворах диссоциируют на заряженные частицы – ионы. Причем вжидком состоянии эти ионы обладают большой подвижностью, поэтому ониявляются свободными заряженными частицами, т.е. при воздействииэлектрического поля начинают двигаться направленно и упорядоченно –возникает электрический ток.Вообще в природе существуют как проводники так и непроводники, ккоторым относятся изоляторы и полупроводники.С развитием органической химии началось производство веществ, укоторых отсутствовали свободные электроны. Эти вещества были признаныхорошими изоляторами (их противопоставляли фарфору и стеклу). В то времяизвестны были только неорганические полупроводники. Их и использовали втехнике, постепенно изучая их свойства. Органические вещества считали восновном только изоляторами, которые как нельзя лучше подходили дляэлектротехники. Их было легко изготовить, они были простыми в употреблениии в то же время очень надежными. Но со временем при дальнейшихисследованиях представление об органических веществах как об изоляторахизменилось, поскольку были найдены вещества со своеобразной формойэлектропроводимости. Первым таким веществом стал антрацен, при воздействиина него светом, проводимость его начинает резко увеличиваться приувеличении интенсивности освещения. Вслед за этим удивительным явлениембыли обнаружены и другие особенности некоторых материалов, как, например,зависимость проводимости от давления, влажности, проникающей радиации.Зарядоносителями могут выступать как электроны, так и дырки, как былосказано выше. Причем дырочная проводимость, как и у неорганическихполупроводников обуславливается присутствием весьма сильного акцептораэлектронов (в органических системах эту роль играет абсорбированныйкислород).Электронную проводимость придают цепочки атомов углерода, соединенныхпростой связью. В этих системах электроны становятся не связанными сатомами, т.е. они могут отрываться, создавая единую электронную систему.Однако некоторые вещества, имеющие простую связь между атомами углерода, несоздают свободных электронов.Изучение неорганических и органических полупроводников показало, что вних возникают следующие виды зарядоносителей:а) атомы, которые, потеряв свой электрон с внешней оболочки,становятся положительно заряженными частицами и участвуют в переносеположительных зарядов;б) освобожденные при этом изменении электроны, которые становятсяносителями зарядов;в) ионизированные атомы-акцепторы, т.е. атомы, захватившие усоседнего атома электрон; они тоже являются отрицательно заряженнымичастицами и участвуют в переносе отрицательных частиц;г) дырки, образовавшиеся при захвате у атома валентных электронов;они начинают притягивать электроны от соседнего атома и становятсясвоеобразными носителями положительного электричества.Значительно больше видов движения зарядоносителей у органическихполупроводников. Здесь их перемещение представляет собой совмещение сложныхявлений, одно из которых обусловлено «блуждающими» по молекуле электронами.Так как молекулы различны, то и связи их с электроном различны.Электронная теория существования живых организмовРеаниматология – наука о спасении жизни достигла очень многихуспехов, и основные связаны с активностью сердца. Существуют приборы,способные регистрировать биоэлектрическую активность сердца. И вот один изработников реанимации сделал следующее наблюдение: жизнь человека угасает,но кривая, характеризующая электрическую активность сердца, сохраняет своюформу. Пока сохраняется электрическая активность сердца, борьба за жизньпродолжается, и во многих случаях её удается спасти.Что же происходит, если наступает смерть? Появляются измененияэлектрической активности (фиксируемые кардиограммой), которые очень быстронарастают, а затем электрическая активность пропадает. Беспорядочныеотдельные электрические импульсы наблюдаются иногда в течение часа. Числомолекул и атомов (количества вещества, из которого состоят ткани) осталосьодним и тем же. Из процессов изменилось только движение зарядоносителей –электронов и ионов. Может, в этом заключается тайна смерти и жизни, иочень вероятно, что со временем исследователи установят закономерностьдвижения зарядоносителей с процессами жизнедеятельности. Скорее всего, одноиз главных отличий между живым и неживым как раз и заключается в иныхмолекулярных, атомных и межмолекулярных электронных связях. Отличие можетбыть и в разной миграции электронов от молекулы к молекуле, в своеобразномдвижении ионов, в результате чего появляются особый вид электропроводимостии особый вид поляризации, характеризуемые накоплением зарядоносителей,фиксируемых электрокардиограммой.Тончайший механизм клеточной регуляции, энергетическихпреобразований, быстрота реакции организма в целом и отдельныханализаторов на внешние раздражители, быстрота обработки информации,оцениваемая по значению элект рической активности, объяснимы наличием воснове этих процессов движения зарядоносителей, следовательно, изменениямибиоэнергетических явлений на уровнях элементарных частиц. А сложнейшиебиохимические обменные процессы в клетке, преобразования различных видовэнергии в клетке или в ее элементах, как, например, в митохондриях,объяснимы только тем, что перенос энергии осуществляется частицами,обладающими массой, меньшей массы атома, и в первую очередь прямо икосвенно электронами. С возникновением живого организма любого видапоявляются биоэлектрические импульсы, которые гаснут с гибелью организма.Причем электропроводимость живых тканей рассматривается как один изпараметров, характеризующих жизнедеятельность, или главный отличительныйпризнак живого от неживого.Подытоживая выше сказанное, можно предположить, что молекулы живого –это молекулы, взаимосвязанные энергетикой движения зарядоносителей,миграцией электронов, обладающие специфической проводимостью, присущейтолько живому организму.Электрический ток и органические системыЭлектрические свойства живого организма были обнаружены и сталипредметом исследований, проводимых в середине 20 века. И.П. Тишков провелпервые исследования электропроводимости тела живого человека. В своейработе «О сопротивлении человеческого тела электрическому току», выпущеннойв 1886г. он приводит численные значения сопротивления, не раскрывая егозакономерности. Ученый Вебер, проводя аналогичные исследования, пыталсядоказать, что тело человека можно рассматривать в качестве соляныхрастворов или обычных электролитов. Это положение много лет принималось заверное, хотя многие факты противоречат данным Вебера.Затем перед самым началом второй мировой войны выдающийся венгерскийученый Альберт Сцент-Дьёрдьи высказал мысль о важности изучения«электрических свойств» живых тканей в познании электрофизики живогоорганизма.Блестящая идея сопоставления свойств гигантских биологических молекулсо свойствами полупроводников, выдвинутая им вызвала огромный интерес. Ведьжизнь есть непрерывный процесс поглощения, преобразования и перемещенияэнергии различных значений и различных видов. Необходим механизм,объясняющий миграцию энергии вдоль молекул живого тела. Такой механизм,объясняющий многие процессы живого – это электронная теорияполупроводников, разработанная в теории твердого тела. Макромолекула живогово многом равнозначна молекуле полупроводника, хотя происходящие в нейявления гораздо сложнее. Поэтому, имея централизованную систему анализа иуправления функциями отдельных тканей, органов и организма в целом, аименно – мозг, электрическими импульсами можно воздействовать на клетки,изменяя их проводимости, а, значит, и другие свойства. Например былонайдено вещество, способное служить катализатором некоторых реакций придействии на него электрического тока. Этим веществом была гелеподобнаяматрица. При изучении ее свойств было выяснено, что при подаче на неенезначительного напряжения (вырабатываемого клеткой) происходитсущественное ускорение протекания химической реакции. А раз была найденаструктура, требующая именно электрическую энергию , то необходимо найтисвоеобразный генератор биоэлектричества. Для объяснения этого явлениянеобходимо обратиться к потенциалам.Понятие о потенциале в биоэнергетикеВажнейшую роль приобретает понятие потенциала в биоэнергетике,особенно в раскрытии природы электрических явлений живого организма. Исходяиз того, что потенциал – интегральное энергетическое понятие, рассмотримего составляющие – ионизационный и биоэлектрический. В жизнедеятельностичеловека, несомненно, имеет значение и биомагнитный потенциал.Рассмотрим элементарную систему – атом водорода.Вокруг ядра атома перемещается по определенной оболочке электрон,несущий отрицательный заряд электричества. Электрон удерживается на орбитевблизи атомного ядра, обладающего положительным зарядом, силамиэлектростатического притяжения. Для того, чтобы удалить электрон из системыатома водорода, требуется затратить энергию. Энергия измеряется в электрон-вольтах (электрон-вольт – это небольшая величина, равная 1,6•10-19Дж).Лишенный электрона атом водорода превращается в положительно заряженныйион, взаимодействие которого с веществом будет другим.Приведу общее определение потенциала. Потенциал – это скалярнаявеличина, численно равная энергии единицы точечного положительногоэлектрического заряда в данной точке. Он равен работе, совершаемой приперемещении единицы электрического заряда из рассматриваемой точки в точку,потенциал которой условно принимается равным нулю. На отрыв электронов отсистемы атома или молекулы требуются различные энергии. В среднем энергиясвязи равна 30-50 эВ. В ткани живого организма энергия связи электрона сядром во много раз меньше этой величины и в ряде случаев составляет долиэлектрон-вольта.Ионизационный потенциал – одно из употребительных и простых понятий.Но с ионизацией происходящей в живом организме все происходит гораздосложнее, хотя она и обуславливает обменные процессы живого организма.Сложность состоит в том, что значение биопотенциала в причудливоорганизованных молекулах живого организма иногда весьма мало – не превышаетсотых долей эВ, а электрон-вольт сам по себе очень малая величина. Иизмерять столь ничтожную энергию связи крайне сложно.В биологических системах электроны имеют минимальные значенияэнергии, когда они связаны с кислородом в молекуле воды. С энергетическойточки зрения вода – основа жизни всего организма. Поэтому можно принять ееионизационный потенциал за исходный и вести отсчет энергии от него.Относительно значения ионизационного потенциала воды можно найти значенияпотенциалов всех биологических соединений. Получится шкала ионизационныхпотенциалов – её еще называют шкалой биопотенциалов. Под ионизационнымпотенциалом понимают энергию того электрона, у которого энергия связиминимальна.Таким образом, биопотенциал – это ионизационный потенциалбиологических соединений, характеризуемый исключительно малым значениемэнергии связи. Но взаимодействие между элементарными частицами на этихуровнях энергии обуславливают макроявления, выражающиеся, в частности, всуммарной биоэлектрической активности, при которой разность потенциаловдостигает единиц милливольт. Изменения же этой разности отображаютнормальные и патологические процессы, возникающие в организме. Разностьпотенциалов свидетельствует о реакции организма на факторы внешней среды, а«перемещение» электричества по организму – о временном последствии внешнихфакторов.Особенностью электрофизических свойств белковых и других биообъектовявляется также огромная подвижность зарядоносителей. Результаты,позволяющие установить это, получены путем применения к белковымсоединениям теории потенциального барьера.По-видимому, в этом случае большое значение имеют углеродно-кислородные и азотно-водородные связи. В такой системе водородных связейвозбужденный электрон посредством туннельного эффекта может проникать черезпотенциальный барьер, а следовательно, мигрировать по всей системе белковоймолекулы. Это приводит к значительному суммарному смещению электрона иобуславливает его подвижность, делая белковую систему высокопроводящей.Организм и биоэлектрический токОсобенности электрофизических явлений в биообъектах позволяютутверждать, что носителями зарядов в белках и других элементах живогоорганизма являются ионы, которые в совокупности с системой электронно-дырочной проводимости создают единую, присущую только живому организмупроводимость. При увеличении количества воды зарядоносителями могутпреимущественно быть протоны, в высушенных белках – преимущественноэлектроны. Но установлено, что включенное в состав белка некотороеколичество вещества, содержащего хлор, названного хлорамином, играет рольакцептора. Оно повышает собственную проводимость белка в миллион раз, нодобавление вместо него некоторого количества воды уменьшает проводимость в10 раз.Наряду с белками в организме важную роль играют нуклеиновые кислоты.По своей структуре, водородным связям и другим элементам они отличаются отбелковых соединений, но имеют аналоги среди небиологических веществ(графит). Для них характерны общие электрофизические свойства белковыхсоединений. Так энергия связи находится в пределах 2,5 эВ. Удельнаяпроводимость велика, но на несколько порядков меньше проводимости белков.Несколько ниже и подвижность зарядоносителей. Но в целом электрофизическиехарактеристики и явления, их вызывающие, имеют общие закономерности саналогичными характеристиками белков.Нуклеиновые кислоты обладают присущими только им свойствами. Удалосьустановить, что нуклеиновые кислоты имеют пьезоэлектрические итермоэлектрические свойства. Оказалось, что эти свойства в значительнойстепени обусловлены наличием воды. Изменением её количества можно менять ипьезоэлектрические свойства. Исследование явлений электропроводимости спомощью данной методики еще раз подтвердило наличие и у этих веществ покане характеризуемо точно специфической проводимости.Постоянно изменяющееся возбужденное их состояние оказываетспецифическое влияние на подвижность и движение электронов и ионов в живоморганизме.Сказанное, прежде всего, относится к нервной ткани, и особенно кцентральной нервной системе. Только сложностью такого наложения исовмещения биоэлектрофизических явлений можно объяснить исключительно малуюскорость распространения ответных реакций организма на воздействиенекоторых факторов окружающей среды. Именно малая скорость защитных реакцийи объясняет, почему столь микроскопическая доза яда как 0,0000007 мг, можетпогубить человека при ботулизме.Электрическая активность мозга оценивается импульсами напряженияразличной частоты и спектральной плотности биопотенциалов. После изученияритмов (импульс в секунду) нескольких тысяч людей, животных была полученаследующая закономерность:Дельта-ритм…………0,5 – 0,3Тета-ритм……………4 – 7Альфа-ритм………….8 – 13Бета-ритм……………14 – 35Гамма-ритм………….35 – 55Амплитуда этих импульсов находиться в пределах 500 мкВ. Получитьтакие импульсы от зарядоносителей только ионного типа невозможно.Электрохимические источники тока инерционны. Таких изменений электрическихвеличин во времени, даже при малых амплитудах ионной проводимостинепосредственно не получится. Это уже может быть отнесено к прямымдоказательствам наличия в мозгу и нервной системе в целом электронногодвижения зарядоносителей.И не случайно эффективность метода дефибрилляции сердца связывают сформой кривой импульса подаваемого напряжения, а также его спектральнойплотностью. Таким образом, при дефибрилляции происходит упорядочение,восстановление присущего всему живому движения зарядоносителей –восстановление электропроводимости.Авторы дефибрилляционного метода восстановления предполагают, что приподаче напряжения на электроды, наложенные на область сердца, импульсыбудут действовать непосредственно на сердечную мышцу. Не отрицаявозможности такого положения, необходимо добавить, что имеет место такжевоздействие импульсов на сердце через центральную нервную систему, покоторой импульс тока достигает жизненно важных регулирующих центров нервнойсистемы. Нервная система обладает значительно большей проводимостью, чеммышечная ткань и система кровообращения; она взаимодействует со всем, чтообуславливает жизнедеятельность, намного опережая другие системы организмапо быстроте реакции на любой, и в первую очередь электрическийраздражитель. Таким образом, доминирующим в процессе восстановленияпоследовательности сокращения сердца лежит восстановление специфическогодвижения зарядоносителей, присущего живому.Далее, уже давно обнаружено резкое изменение сопротивления подействием внезапных раздражающих факторов. Например, при испуге, резкойвспышке света, взрыве сопротивление тела человека резко уменьшается. Приэтом восстановление сопротивления к его первоначальному уровню происходитдовольно медленно, при этом наблюдается зависимость от характерараздражения. Если бы тело человека обладало только ионной проводимостьюэлектролита, т.е. проводимостью, связанной с переносом вещества, то процессизменения электрического сопротивления проходил бы гораздо медленнее.Быстрое изменение сопротивления может объясниться только наличием в«суммарном» электрического сопротивлении сопротивления, обусловленного тойили иной электронной проводимости. Новые достижения электротехникисоответственно расширили возможности исследования «животного»электричества. Итальянский физик Маттеучи, применив созданный к томувремени гальванометр, доказал, что при жизнедеятельности мышцы возникаетэлектрический потенциал. Разрезав мышцу поперек волокон, он соединилпоперечный разрез ее с одним из полюсов гальванометра, а продольнуюповерхность – с другим и получил потенциал в пределах 10 – 80 мВ. Значениепотенциала обусловлено видом мышц. Затем французский физик Пельтьеопубликовал результаты работы по исследованию взаимодействия биопотенциаловс протекающим по живой ткани постоянным током. Оказалось, что полярностьбиопотенциалов при этом меняется. Изменяются и амплитуды биопотенциалов, ичастоты возникающих импульсов.На приведенных примерах легко увидеть, что все клетки, входящие всостав организма, связываются между собой сетями электрических импульсов.Биоэлектричество и ткани, органыЭлектричество и кожаСуществование и развитие человека невозможно без непрерывноговзаимодействия с окружающей средой. Влияние внешней среды на человекаобычно рассматривается на примере действия электрического тока и магнитногополя. Причем это не случайно. Энергия любого из этих факторов так или иначепреобразуется в электрическую, которая, взаимодействуя с электричествомчеловека, и обуславливает реакцию человека на действие внешнего фактора.Преобразование энергии взаимодействующих факторов в электрическуюподчиняется определенной передаточной функции. Основные процессыпреобразования, описываемые передаточной функцией, происходят через кожу.Кожа является источником информации о состоянии органов и тканей человека ив то же время – первозащитной оболочкой человека от вредного воздействиясреды.Кожа, осуществляющая столь сложную связь в системе среда – человек,представляет собой трехкомпонентную структуру, образованную эпидермисом,дермой и подкожной жировой клетчаткой, которые находятся в функциональномразрезе. Самым тонким слоем является эпидермис. Несмотря на незначительныеразмеры, он обладает наиболее ответственными функциями – защитной иинформирования о состоянии органов и тканей. Информация необходима длясаморегуляции ряда биофизических процессов в организме, прежде всеготепловых и биоэлектрохимических.Это плоский, тонкий, ороговевший слой. Представляет собой пограничнуючасть с многообразными сложными барьерно-информативными функциями. Одна изосновных функций – защита от проникновения в организм чужеродных, несвойственных ему микробов, аэрозольной пыли. Он способствует защите тканейи органов от проникновения ультрафиолетового и коротковолновогорентгеновского излучения. Структурные особенности эпидермиса обеспечиваютему высокую упругость, эластичность. Он имеет большую механическуюпрочность, что позволяет ему выдерживать большие механические нагрузки.Обладая высокими регенерационными свойствами способен при поврежденияхбыстро восстанавливаться. Благодаря удивительным и многообразным видамэлектропроводимости он имеет исключительно высокую рецепторную защитнуюспособность.Кожу многие ученые представляют как топографическую связь отдельныхучастков эпидермиса со всеми органами человека. В эпидермисе находятсяакупунктурные зоны – точки и участки кожи, обладающие отличным от основногосостава эпидермиса значением проводимости. Значит, есть различие и всвойствах этих точек. Через эти зоны в основном и осуществляется связьэпидермиса с внутренними органами. Возникновение электрической цепи черезобласть эпидермиса в акупунктурных зонах может привести к смертельномуисходу даже при очень маленьком напряжении. В то же время оченьраспространено воздействие на эти точки иглами с целью лечения или усилениянекоторых функций организма – иглотерапия.Свойства кожи уникальны и удивительны. Уже давно было обнаружено, чтоклетки чистой кожи убивают болезнетворные бактерии и микробы, попадающие наее поверхность на воздухе, и в то же время через мокрую кожу могут свободнопроходить эти же микробы. Чем это вызвано?Эпидермис – поверхностный слой кожи относится к диэлек трикам,обладающим огромным удельным сопротивлением, достигающим 1014 Ом и большимзначением диэлектрической проницаемости. Под влиянием разности температурвнутренних органов и окружающей среды возникает диффузия «электрическогогаза». При прохождении газа через место ранения, обладающего высокимудельным сопротивлением и большой диэлектрической проницаемостью,появляется статическое электричество. Напряженность поля может достигнутьдесятка киловольт на 1 квадратный сантиметр. При такой напряженностиклеточные мембраны разрушаются и бактерии погибают. Для разрушения нейронаили клетки достаточна электрическая энергия поля в пределах 10-20 Дж. Этосвидетельствует о том, что кожа является своеобразным электростатическимфильтром, подобным электростатическому фильтру, применяемому в системахжизнеобеспечения для замкнутых помещений, представляя собой стерилизатор.Но все это происходит при условии, что сопротивление кожи поддерживается наочень высоком уровне. При наличии воды на коже или повышенной влажностикожи такое электростатическое поле возникнуть не может – нет и«стерилизатора». Следовательно, электричество человека служит очень хорошимстражем от поражения микроорганизмами – бактериями окружающей человекавоздушной среды.Для стимуляции сердечной мышцы применяются специальные приборы –электростимуляторы. Речь о них пойдет ниже. Для их питания можно применятьспециальные аккумуляторы. Тогда необходимо вывести проводники через кожу –для заряда аккумуляторов. Можно пользоваться и специальными батареями. Ноих нужно часто заменять. И то и другое очень неудобно. Поэтому ученые сталиискать новые источники энергии для стимуляторов. И нашли. Им оказалась…кожа. Биоисточник, каковым является кожа, может генерировать токинапряжением до десятков милливольт и даже больше. Такие биотоки конечномалы. Но для работы стимуляторов нужна совсем небольшая мощность источникапитания. Поэтому даже такие напряжения оказываются достаточными. Возникдругой вопрос, – как осуществить съем энергии? Для этого был предложен рядспособов. Биоэлектричество можно снимать непосредственно с кожи теми жеэлектродами, какие применяются для снятия электрокардиограмм. Отэлектродов, прилегающих к коже, посредством проводников электричествоподается к потребителю. Но осуществить подобное очень сложно: нужнопровести провода через кожу, следить, чтобы они не порвались привыполнении какой-либо работы. Да и сила тока, снимаемого таким образом,достигает всего нескольких десятков милливольт. Значительно удобнееэлектроды, вживляемые непосредственно в кожу. Электроды выполняются изплатины, золота или титана. Напряжение при этом достигает 2 вольт.Получаемая мощность вполне достаточна для описываемых целей.ЗвукЗвук – одно из многочисленных явлений, характеризующих окружающуюсреду, в которой возникла жизнь, существует живое, живет человек. В далекиевремена уходит начало изучения тайны звуков окружающего мира.Но что такое звук? «По своей сущности физическая акустика – не чтоиное, как часть учения о движении упругих тел», - писал Гельмгольц.Следовательно, звук – то или иное состояние материи, вещества. Появлениезвука, прежде всего, обусловлено веществом. В середине века ученые Гюккольи Кихер проводили серию интересных наблюдений, в ходе которых был сделанвывод о возможности распространения звуков в абсолютном вакууме. Норезультаты опытов были очень неточными и поэтому неправильными, т.к. припроведении работ ученые не смогли достичь полного удаления воздуха из-подколпака, где был подвешен колокольчик. Но более убедительным оказался выводитальянского физика Больво, что распространение звука в вакууме невозможно.Опыты Больво ознаменовали новый этап в изучении звука, начало новой науки –акустики. Колебательные явления во внешней среде достигают биологическогоприемника – уха различным путем. Большинство животных и человеквоспринимают колебания, передающиеся по воздуху.Кроме непосредственного приемника звука – уха, в реакции человека назвук участвуют все центральные системы и, прежде всего мозг. Разными путямидоходят до него звуки, и именно он выделяет то, на что нужнонепосредственно реагировать.В действительности огромные области звуковых колебаний окружающейсреды человеком непосредственно как звук не воспринимаются. К ним относятсяультразвуковые и инфразвуковые области, которые действуют на человека, ноне как звуковое восприятие среды, хотя человек способен, как это писалСеченов, улавливать самые быстрые переливы звуков, анализируя их вопределенном диапазоне по времени.О том, что звуковое раздражение, восприятие звука сопровождаетсяэлектрическим сигналом, ученым стало известно давно. Также стало известно,что длина и скорость распространения звуковых волн зависит от плотностивещества, о чем и свидетельствует приведенные примеры. По мягким частямтела человека и его костям его скелета звук распространяется по-разному. Нороль электричества в скорости распространения звука по телу оставаласьнеясной. Об этом речь пойдет позже.Изучение звуковых колебаний и электрических полей началось сэксперимента Вольта. Вольта в своих опытах пользовался своим источникомтока – вольтовым столбом. При этом он подключал к ушной раковине и кожеэлектроды, затем пускал ток. Как он описывал свои эксперименты: «Замыканиеэлектрической цепи производит ощущение сильного удара по голове, анесколько мгновений спустя возникает ощущение звука или скорее шума в ушах,характер которого невозможно определить». По его словам, шум напоминалпрерывистое лопание пузырьков в воде или выкипание какой-то вязкойжидкости, напоминающее лопание пузырьков. Шум продолжался в течение всегоэксперимента.Это крупнейшим открытием, которое по-настоящему оказалось возможным оценитьв середине 20 века. Явление, которое обнаружил Вольта – преобразованиеэлектрического тока через тело человека в звук – было настоящей сенсацией ипривлекло внимание исследователей, которые собственными опытами подтвердилиполученные Вольта результаты. Так, один из исследователей Г. Риттер,проводя многочисленные опыты на себе и других людях, используя различноерасположение электродов и большое напряжение, подробно описал возникновениеразличных слуховых ощущений: шума, звона, звука, напоминающего глотание.Значительно позже проводились опыты по установлению общихфизиологических действиях тока на людей самых различных возрастов. При этомбыло обнаружено различие между слуховыми ощущениями, возникающими уздоровых и глухих людей. Особенно была отмечена зависимость ощущений отрасположения электродов, размеров их поверхностей, полярности подключения.Например, если основным электродом служил катод, расположенный вушной раковине, то при замыкании цепи появлялось ощущение как бы звуковогоудара, иначе при другой полярности включения – при размыкании.Новым методом, давшим данные для раздумий, в первую очередьбиофизикам, оказался метод, основанный на использовании емкостного разряда.Этот метод обогатил науку сведениями о влиянии пороговых значений амплитудыи времени разряда на длительность и интенсивность слуховой реакции.Многочисленные эксперименты позволили количественно оценить параметры,характеризующие слуховые ощущения: время действия раздражителя – тока, егоплотность, продолжительность реакции при применении переменного тока,амплитуду тока.Большее значение в понимании механизма слуховых ощущений приобрелирезультаты исследования, при котором использовались токи различных частот,что позволило установить появление музыкального ощущения, котороенаблюдалось при применении тока с частотой 1000 Гц и в переходны