Електротехніка: Основи
Луїджі Гальвані - дослідник біоелектрічества
Луїджі Гальвані був першим, хто почав досліджувати біоелектрика. У 1780 році Луїджі проводив експерименти над тілами мертвих жаб. Він пропустив через їх м'язи електричної струм, і лапки сіпнулися, м'язи почали скорочуватися. Це був перший крок на шляху вивчення сигналів нервової системи.
коротка біографія
Луїджі Гальвані (1737-1798)
Луїджі Гальвані народився від Домініко і його четвертої дружини Барбари Фоскі. Батьки Луїджі були аристократами, але вони мали достатньо коштів, щоб дати освіту одному з дітей. Луїджі Гальвані хотів отримати церковне релігійну освіту, в ту епоху це було багато в чому престижно, і він 15 років навчався в релігійному інституті, а саме в молитовні Padri Filippini (Oratorio dei Padri Filippini). Надалі він збирався прийняти релігійні обітниці, але його батьки переконали його не робити цього і продовжити свою освіту далі. Приблизно в 1755 році Луїджі вступив на факультет мистецтв університету Болоньї. Там же Луїджі пройшов медичний курс в якому він вивчив праці Гіппократа. Галена і Авіценни (Ібн Сіна). Крім вивчення праць, Луїджі займався медичною практикою, в тому числі хірургічної. Це дозволило йому в подальшому зайнятися вивченням дослідженням біоелектрічества.
В обов'язок Гальвані як члена Академії наук з 1776 року входило регулярне проведення досліджень в галузі практичної анатомії людини. Він повинен був публікувати як мінімум одне дослідження в рік.
Через декілька років, Луїджі Гальвані став проявляти інтерес до медичного використання електрики. Ця сфера досліджень з'явилася з середини 18-го століття, після того, як було виявлено дію електрики на організм людини.
Експерименти з жабами
Через декілька років, Луїджі Гальвані став проявляти інтерес до медичного використання електрики. Ця сфера досліджень з'явилася з середини 18-го століття, після того, як було виявлено дію електрики на організм людини.
Схема експерименту Луїджі Гальвані з тілом жаби, приблизно кінець 1780-х
Існує легенда, згідно з якою початок експериментів з Біоелектрічество було покладено з випадку, що стався в такий спосіб.
Луїджі поклав мертву жабу на стіл, щоб експериментувати з її шкірою для вироблення статичної електрики. До цього на столі вже проводилися досліди зі статичною електрикою, і вийшло так, що його асистент (помічник) доторкнувся металевою скальпелем на якому був електричний заряд до відкритого сідничного нерва жаби. Повинно бути він збирався її препарувати. Але тут трапилася несподівана. Помічник побачив іскри і нога мертвої жаби скоротилася як за життя.
Це спостереження було першим кроком до того, щоб почати дослідження біоелектрічества. Був виявлений зв'язок, між нервовою діяльністю і електрикою, між біологічним життям і електричними сигналами. Стало очевидним, що м'язова діяльність здійснюється за допомогою електрики, за допомогою струму в електролітах. До цього в науці було прийнято вважати, що м'язова активність відбувається за допомогою певної субстанції званої ім'ям стихій повітря і води.
Гальвані ввів термін - тварина електрику (animal electricity) для опису тієї сили, яка активує м'язи. Це явище в подальшому назвали гальванізм (galvanism), але вже після Гальвані за пропозицією його сучасників.
На сьогоднішній момент вивченням гальванічних ефектів біології займається такий розділ як електрофізіологія. Назва гальванізм більше використовується в історичному контексті, ніж в науковому.
Гальвані проти Вольта
Професор експериментальної фізики Алессандро Вольта в університеті Павії (Pavia) був першим вченим, який засумнівався в правильності експериментів Гальвані і продовжив дослідження.
Скорочення м'язів мертвої жаби під дією електрики
Його метою було виявити, чи дійсно причиною скорочення м'язів є біоелектрика. або ж воно відбувається в наслідок металевого контакту. Малося на увазі, що живі клітини не можуть виробляти електрику, а значить тоді і немає ніякого тваринного електрики.
Алессандро Вольта перевірив свою гіпотезу і з'ясував, що дійсно, живі клітини здатні виробляти електрику, а значить біоелектрика існує, живі клітини є джерелом струму. Гіпотеза Вольта, що м'язи скорочуються тільки в наслідок зовнішнього електрики, коли стосуються металевим предметом мають статичний заряд, сам же й спростована. Подальші дослідження Алессандро Вольта привели його до створення гальванічної батареї, в яких використовуються електрохімічні явища подібні до тих, що відбуваються в живих клітинах.
В результаті досліджень Вольта виявив, що кожна клітина має свій клітинний потенціал, що біоелектрика має ті ж самі хімічні основи, що і електрохімічні осередки, що дають різницю потенціалів. Алессандро Вольта виявив повагу до свого колеги і ввів термін гальванізм. щоб підкреслити заслугу Луїджі Гальвані у відкритті біоелектрічества. Однак, Вольта заперечував, проти якогось особливого електрики у вигляді тваринної електричної рідини. і мав рацію. Нагородою стало створення хімічних джерел струму - гальванічних елементів. Алессандро Вольта перший побудував хімічні батареї складаються з багатьох гальванічних елементів. Такі батареї носили назву вольтів стовп. з багатьох елементів збирався джерело зі значенням ЕРС понад 100 Вольт, що дозволило проводити подальше вивчення явищ електрики.
Твори Луїджі Гальвані
Основна робота Луїджі Гальвані по Біоелектрічество називається De Viribus Electricitatis in Motu Musculari Commentarius (формат PDF). в перекладі на російську мову Трактат про сили електрики при м'язовому русі (формат djvu). Ці роботи ви можете скачати для поглибленого вивчення і розширення свого кругозору.