Лягушки батарея представляет собой электрохимический аккумулятор , состоящий из ряда мертвых лягушек (или иногда живые из них), которые образуют клетки от батареи , подключенной в серии расположении. Это своего рода биобатарея . Он использовался в ранних научных исследованиях электричества и академических демонстрациях.
Принцип, лежащий в основе батареи, - это потенциал повреждения, создаваемый в мышце при ее повреждении, хотя это не было полностью понято в 18 и 19 веках; это может произойти случайно из-за рассечения мускулов лягушки.
Батарея «лягушка» - это пример класса биобатарей, которые можно сделать из любого количества животных. Общий термин для примера этого класса - мышечная масса .
Первая хорошо известная лягушачья батарея была создана Карло Маттеуччи в 1845 году, но до него были и другие. Маттеуччи также создал батареи из других животных, а Джованни Альдини создал батарею из бычьих голов.
Фон [ править ]
На заре электрических исследований распространенным методом обнаружения электрического тока был гальваноскоп на лягушачьей лапке . У исследователя был под рукой хороший запас живых лягушек, готовых подготовить ноги для гальваноскопа. Поэтому лягушки были удобным материалом для использования в других экспериментах. Они были небольшого размера, с ними было легко обращаться, ноги были особенно чувствительны к электрическому току, и они продолжали реагировать дольше, чем другие животные-кандидаты на эту роль. [1]
Подготовка [ править ]
Для конструкции батареи было принято использовать лягушачьи бедра. Сначала снимали шкуру с ног лягушки, затем отрезали голень в области коленного сустава и выбрасывали. Повреждение мышцы во время этой процедуры ухудшит результаты. Затем мышцу бедра разрезали пополам поперечно, чтобы получить две половины бедра. Осталась только нижняя часть конической формы. Затем половину бедра кладут на изолятор из лакированной древесины, расположенный таким образом, чтобы внутренняя поверхность одного соприкасалась с внешней поверхностью следующего, при этом конические концы внешней поверхности вдавливались в полость поверхности среза. Концы стопки были помещены в чашки с водой, погруженные в дерево и образовавшие клеммы батареи. [2] [3]
Расположение внутренней поверхности, соединенной с внешней поверхностью, основывалось на неверной теории, согласно которой в мышцах постоянно течет электрический ток изнутри наружу. Теперь известно, что половина бедер более успешно вырабатывала электричество, потому что у них были самые большие повреждения мышц. Этот эффект повышенного электрического потенциала из-за травмы известен как потенциал демаркации или потенциал травмы . [4]
Могут быть использованы и другие конструкции. Например, целые задние лапы могут быть использованы с обнаженными седалищными нервами, так что нерв одной лягушки может быть соединен с ногами другой. Можно использовать и целых лягушек. Хотя подготовка мышц бедра занимала больше времени, большинство экспериментаторов предпочитали это делать, поскольку это давало лучшие результаты. [5]
История [ править ]
Первая лягушачья батарея была построена Эусебио Валли в 1790-х годах с цепочкой из 10 лягушек. Валли было трудно понять все свои собственные результаты; он вслед за Луиджи Гальвани полагал, что животное электричество (или гальваническое электричество ) было явлением, отличным от электричества металл-металл (или гальванического электричества ), даже отрицая его существование. Теория Алессандро Вольта подтвердилась, когда ему удалось построить гальваническую батарею.без использования какого-либо животного материала. Поскольку Валли оказался на неправильной стороне в этом споре и отказался изменить свое мнение, несмотря на доказательства, его работа стала чем-то вроде захолустья, а его лягушачья батарея малоизвестна и плохо документирована. [6]
Леопольдо Нобили построил лягушачью батарею в 1818 году из целых лягушачьих лапок, которые он назвал лягушачьей грудой . Он использовал это для исследования электричества животных, но его эксперименты подверглись резкой критике со стороны Вольты, который утверждал, что истинным источником электричества были разнородные металлы во внешней цепи. По словам Вольта, жидкость в лягушке просто обеспечивала электролит. [7]
Карло Маттеуччи построил первую хорошо известную лягушачью батарею, которая была описана в докладе, представленном Королевскому обществу в 1845 году Майклом Фарадеем от его имени. Позже он также появился в популярном учебнике физики для студентов-медиков « Элементы естественной философии » Голдинга Берда . Маттеуччи сконструировал свою батарею из груды от 12 до 14 лягушек длиной до половины бедра. Несмотря на ошибочную теорию, лежащую в основе полуобедренной батареи, лягушачья батарея Маттеуччи, тем не менее, была достаточно мощной, чтобы разлагать йодид калия.. С помощью этого устройства Маттеуччи стремился отреагировать на критику Вольта Нобили, построив цепь, насколько это возможно, полностью из биологического материала и, следовательно, доказать существование животного электричества. Маттеуччи также изучил влияние вакуума, различных газов и ядов на батарею-лягушку, сделав вывод, что во многих случаях ее работа не пострадала, даже если вещество было токсичным или смертельным для живого животного. [8]
Лягушки были не единственными существами, которых заставляли служить компонентами батарей. В 1803 году Джованни Альдини продемонстрировал, что электричество можно получить из бычьей головы только что убитого животного. Гальваноскоп лягушки, подключенный между языком и ухом быка, показал реакцию, когда цепь замыкалась через собственное тело экспериментатора. Более высокая реакция была получена, когда Альдини соединил две или три головы в батарею. Позже, в 1840-х годах, Маттеуччи также создал батарейки для угрей, батарейки для голубей и батарейки для кроликов. Кроме того, он создал батарею из живых голубей, соединив рану, сделанную на груди одного голубя, с телом другого. Маттеуччи утверждает, что этот дизайн был основан на существовавшей ранее батарее живых лягушек. [2][9]
Ссылки [ править ]
- ^ Bird (1849), pp.28-29
Valli, с.22 - ^ a b Лонге и Маттеуччи, «Traité des phénomènes electro-Physiologiques des Animaux», «Rapport entre le sens du courant electrique et les сокращение musculaires dues et ce courant», The Medico-chirurgical Review , том 46 , стр. 311, апрель 1845 г.
- ^ Маттеуччи (1848), p.391
Раттер, pp.110-113 - ^ Clarke & Jacyna, с.199
Hellman, с.32
Кипнис, pp.144-145 - ^ Раттер, с.112
- ^ Bird (1848), p.344
* Valli, с.155, Эксперимент 122 использует 10 лягушек
Кипнис, pp.144-145 - ^ Clarke & Jacyna, с.199
Clarke & О'Мэлли, с.186
Hellman, с.31 - ^ Bird (1848), стр 344-345
Хеллман, стр.32
Маттеуччи (1845), стр 284-285 - ^ Bird (1848), p.341-342
Маттеуччи (1848), p.391
Библиография [ править ]
- Берд, Голдинг Элементы естественной философии , Лондон: Джон Черчилль 1848.
- Берд, Голдинг, Лекции по электричеству и гальванизму , Лондон: Longman, Brown, Green, & Longmans 1849.
- Кларк, Эдвин; Джасина, Л.С. Происхождение нейронаучных концепций в девятнадцатом веке , Калифорнийский университет Press, 1992 ISBN 0-520-07879-9 .
- Кларк, Эдвин; О'Мэлли, Чарльз Дональд . Человеческий мозг и спинной мозг: историческое исследование, иллюстрированное письменами от античности до двадцатого века , Norman Publishing, 1996 ISBN 0-930405-25-0 .
- Hellman, Hal Great Feuds in Medicine , John Wiley and Sons, 2001 ISBN 0-471-34757-4
- Маттеуччи, Карло «Мускульный поток» Философские труды , стр. 283–295, 1845.
- Маттеуччи Карло «Лекция Маттеуччи на живых существах» , Американский журнал науки и искусств , серия 2, vol.5 , стр. 390-398, май 1848.
- Кипнис, Наум "Изменение теории: случай контакта электричества Вольта" , Nuova Voltiana , т.5 (2003), стр 143-162, Università дельи Студи ди Павия, 2003. ISBN 88-203-3273-6 .
- Раттер, JON Human Electricity , JW Parker and Son, 1854.
- Валли, Эусобио; Муркрофт В. (пер.) , Эксперименты по электричеству животных, с их применением в физиологии , Лондон: напечатано для Дж. Джонсона, 1793 OCLC 14847798 .
