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DESCOBERTAS CIENTÍFICAS MAIS IMPORTANTES
Eletricidade em animais. História e essência da descoberta científica
Diretório / As descobertas científicas mais importantes Na segunda metade do século XVIII, o estudo dos fenômenos elétricos já havia fornecido material para a conclusão sobre o importante papel da eletricidade na biologia. Os experimentos de John Walsh e Larochelle provaram a natureza elétrica do impacto da arraia, e o anatomista Gunther deu uma descrição precisa do órgão elétrico desse animal. A pesquisa de Walsh e Gunther foi publicada em 1773. Assim, quando os experimentos de Galvani começaram em 1786, não faltaram tentativas de interpretação física dos fenômenos mentais e fisiológicos. O terreno para o surgimento da doutrina da eletricidade animal estava completamente preparado. Toda a vida de Galvani (1737-1798) foi passada na cidade italiana de Bolonha. Sua vida não foi rica em acontecimentos. É curioso que ele se formou na universidade em teologia e só depois de defender sua dissertação se interessou pela medicina. Isso aconteceu sob a influência de sua comunicação com seu sogro, o famoso médico e professor de medicina Carlo Galeazzi. Apesar de seu diploma, Galvani mudou abruptamente de profissão e novamente se formou na Universidade de Bolonha, mas já no departamento médico. O trabalho de mestre de Galvani foi dedicado à estrutura dos ossos humanos. Após sua defesa bem-sucedida, Galvani começou a ensinar medicina. Em 1785, após a morte de Galeazzi, Galvani assumiu o cargo de chefe do departamento de anatomia e ginecologia. Enquanto trabalhava na universidade, Galvani se dedicava simultaneamente à fisiologia: possui trabalhos interessantes nos quais provou que a estrutura da orelha de um pássaro praticamente não difere da humana. A descoberta, como muitas vezes acontece, aconteceu por acaso. Em seu tratado, Galvani escreve: “Cortei e dissequei um sapo... e, pensando em algo completamente diferente, coloquei-o sobre uma mesa sobre a qual havia uma máquina elétrica... de um bisturi, acidentalmente tocou com muita facilidade os nervos femorais internos desta rã ... Outro notou que isso acontece quando uma faísca é removida do condutor da máquina. Surpreendido por um novo fenômeno, ele imediatamente chamou minha atenção para isso, embora Eu estava planejando algo completamente diferente e estava absorto em meus pensamentos." Como bem salientou mais tarde VoltaDo ponto de vista físico, não havia nada de novo no próprio fato do sobressalto da pata de um sapo dissecado durante uma descarga elétrica. O fenômeno da indução elétrica, ou seja, o fenômeno do chamado curso de retorno, foi analisado por Magon em 1779. No entanto, Galvani abordou o fato não como físico, mas como fisiologista. O cientista estava interessado na capacidade de uma droga morta de mostrar contrações vitais sob a influência da eletricidade. Ele estudou essa faculdade com a maior paciência e habilidade, estudando sua localização na preparação, as condições de excitabilidade, a ação de várias formas de eletricidade e, em particular, da eletricidade atmosférica. Os experimentos clássicos de Galvani fizeram dele o pai da eletrofisiologia, cuja importância em nosso tempo dificilmente pode ser superestimada. Ao mesmo tempo, Galvani fez uma descoberta notável. Esperando em vão pela contração muscular em tempo claro, ele, "cansado ... de esperar em vão ... começou a pressionar os ganchos de cobre presos na medula espinhal contra a grade de ferro" ... "Embora eu", ele escreve ainda , "muitas vezes observava contrações, mas nenhuma delas correspondia a uma mudança no estado da atmosfera e da eletricidade ... Quando transferi o animal para uma sala fechada, coloquei-o sobre uma placa de ferro e comecei a passar um gancho a medula espinhal, as mesmas contrações, os mesmos movimentos apareceram. Assim, Galvani, tendo realizado uma série de experimentos, chega à conclusão de que existe uma nova fonte e um novo tipo de eletricidade. Ele foi levado a essa conclusão pelos experimentos de compilação de um circuito fechado de corpos condutores e metais e uma preparação de sapo. O experimento a seguir mostrou-se especialmente eficaz e eficaz: “Se você segurar um sapo pendurado com os dedos por um pé, de modo que o gancho que passa pela medula espinhal toque alguma placa de prata e o outro pé possa tocar livremente a mesma placa, então assim que o pé toca a placa indicada, os músculos começam a se contrair imediatamente... Ao mesmo tempo, o pé se levanta e sobe e então, caindo novamente na placa, ao mesmo tempo entra em contato com este, também pela mesma razão, sobe e, assim, continua subindo e descendo alternadamente, de modo que esse pé, para a admiração e alegria considerável de vê-lo, parece começar a competir com algum tipo de pêndulo elétrico. De uma forma tão complicada, uma nova fonte de eletricidade foi descoberta, criando uma descarga de longo prazo em um circuito fechado condutor. Por razões objetivas, o fisiologista Galvani não podia sequer admitir que a causa do fenômeno estivesse no contato de metais diferentes. O cientista sugeriu que o músculo é uma espécie de bateria de frascos de Leyden, continuamente excitado pela ação do cérebro, que é transmitida através dos nervos. A teoria da eletricidade animal forneceu uma base para a eletromedicina prática, e a descoberta de Galvani causou sensação. Entre os seguidores do anatomista bolonhês estava Volta. Alessandro Volta (1745–1827) nasceu em Como, Itália. Desde os 18 anos, Alessandro se corresponde com Nolle sobre questões de física. Um ano depois, ele escreve um poema em latim sobre as descobertas físicas e químicas modernas. O primeiro trabalho de 1764 é dedicado à jarra de Leiden, o próximo trabalho de 1771 é "Pesquisa empírica sobre os métodos de excitar eletricidade e melhorar o design da máquina". Em 1774, Volta tornou-se professor de física em sua cidade natal. Em 1777 ele inventou o eletróforo, depois o capacitor e o eletróforo com capacitor. Mas isso não é tudo. Em sua "conta" está a invenção de uma pistola elétrica, uma lâmpada de hidrogênio, um eudiômetro. Em 1777, Volta foi nomeado professor de física em Pavia. Nos anos oitenta ele inventa a sonda de chamas. Pela invenção do pilar, ele recebeu um prêmio de Napoleão e foi eleito membro do Instituto. Em seus primeiros artigos, publicados no início dos anos XNUMX, Volta compartilha o ponto de vista de Galvani. Mas um futuro afastamento dessa teoria é logo delineado, e os momentos físicos do efeito vêm à tona. Em primeiro lugar, Volta estabelece que, de maneira apropriada, "um sapo dissecado representa, por assim dizer, um eletrômetro animal, incomparavelmente mais sensível do que qualquer outro eletrômetro mais sensível". Então o cientista determina a importância do contato de metais diferentes. "Tal diferença nos metais é certamente necessária; se ambas as placas são feitas do mesmo metal, segue-se que elas diferem, pelo menos na maneira como são aplicadas ..." (ou seja, no estado da superfície de contato) . Volta mostra ainda que a corrente do fluido elétrico se deve ao contato de metais diferentes e pode produzir não apenas contrações musculares, mas também outras irritações dos nervos. Finalmente, Volta estabelece a polaridade do efeito: mudar as placas de lugar provoca uma mudança no sabor de azedo para alcalino. À luz desses fatos, a teoria do musculoso jarro de Leiden de Volta parece ser insustentável. No futuro, Volta finalmente rompe com a teoria da eletricidade animal. Dá uma interpretação física do efeito. Em carta a Cavallo, Volta escreve: "... descobri uma lei nova, muito notável, que não se aplica de fato à eletricidade animal, mas à eletricidade comum, pois essa transição de um fluido elétrico, uma transição que não é instantânea , como seria uma descarga, mas constante e contínua enquanto a comunicação entre as duas placas for mantida, ocorre independentemente de esta placa ser colocada em uma substância animal viva ou morta, ou em outra não metálica, mas boa o suficiente condutores, como água ou corpos embebidos nela. E antes, em 10 de fevereiro de 1794, em uma carta ao mesmo Cavallo, Volta começa diretamente com a pergunta: "O que você pensa sobre a chamada eletricidade animal? Quanto a mim, há muito estou convencido de que toda ação surge inicialmente devido ao contato de metais com algum tipo de corpo úmido ou com a própria água. As irritações fisiológicas dos nervos são o resultado de uma corrente que passa, e essas irritações são tanto mais fortes quanto mais distantes estiverem os dois metais usados um do outro na fileira em que os colocamos aqui; zinco, folha de estanho, estanho comum em placas, chumbo, ferro, latão e várias qualidades de bronze, cobre, platina, ouro, prata, mercúrio, grafite. Esta famosa série de voltagens de Volta e a lei das voltagens descoberta por ele formam o núcleo de todo o efeito. Os órgãos dos animais, segundo Volta, “são eletrômetros puramente passivos, simples, muito sensíveis, e não são eles que são ativos, mas os metais, ou seja, que o impulso inicial do fluido elétrico ocorre a partir do contato destes últimos, em um palavra, que tais metais não são simples condutores ou transmissores de corrente, mas reais motores de eletricidade..." Em uma das notas a este artigo, Volta volta a enfatizar que chegou à ideia da tensão de contato há mais de três anos e já em 1793 deu sua série de metais. Assim, a essência do efeito reside, segundo Volt, na propriedade dos condutores "de causar e colocar em movimento um fluido elétrico onde vários desses condutores de diferentes classes e graus se encontram e se tocam". “Portanto, se três ou mais deles, e além disso diferentes, juntos formam um circuito condutor, se, por exemplo, entre dois metais - prata e ferro, chumbo e latão, prata e zinco, etc. mais condutores, justamente daquela classe que se chama classe dos condutores úmidos, pois são uma massa líquida ou contêm alguma umidade (corpos de animais e todas as suas partes frescas e suculentas estão incluídos neles), se, digo, um condutor de esta segunda classe está no meio e entra em contato com dois condutores da primeira classe de dois metais diferentes, então, como resultado disso, uma corrente elétrica constante surge em uma direção ou outra, dependendo de qual lado o efeito é mais forte como resultado de tal contato. Tão clara e claramente Volta formulou as condições para o surgimento da corrente contínua: a presença de um circuito fechado de vários condutores, e pelo menos um deve ser um condutor de segunda classe e entrar em contato com vários condutores de primeira classe. Em resposta, os galvanistas citaram experimentos nos quais os movimentos musculares eram excitados por um arco de um condutor homogêneo e até, como nos experimentos de Valli, pelo contato de várias preparações sem condutor metálico. Volta apontou para isso que também há heterogeneidade nesses experimentos. As extremidades de um arco condutor são diferentes, é quase impossível atingir sua uniformidade completa, uma diferença de contato também pode ocorrer quando diferentes condutores da segunda classe entram em contato. "... Condutores não metálicos, condutores líquidos ou contendo umidade em um grau ou outro, aqueles que chamamos de condutores de segunda classe, e só eles, quando combinados entre si, serão ativadores, como os metais, ou de primeira classe condutores em combinação com guias de segunda classe..." No futuro, Volta, a fim de eliminar quaisquer dúvidas sobre a essência não fisiológica, mas puramente física da questão, exclui as preparações animais, que até então serviam como indicadores atuais. Ele desenvolve uma técnica para medir diferenças de potencial de contato com seu eletrômetro de capacitor. Volta relata esses experimentos clássicos em uma carta a Gren em 1795 e Aldini em 1798. Em 20 de março de 1800, Volta escreveu sua famosa carta a Banks descrevendo seu poste, uma invenção que revolucionou a ciência da eletricidade. PS Kudryavtsev escreve em seu livro: "A natureza do efeito descoberto era muito complexa e, no nível das ciências físico-químicas e fisiologia da época, era impossível revelar a imagem do fenômeno. Na disputa sobre a natureza do fenômeno, ambos os lados estavam essencialmente certos. Galvani tornou-se o fundador da eletrofisiologia, e Volta - o fundador da doutrina da eletricidade. No labirinto de experimentos e observações contraditórias, Volta encontrou o caminho certo, encontrou uma lei física experimental de tensões, deu a descrição correta de o circuito de corrente elétrica. Ainda havia grandes disputas pela frente sobre a causa e a natureza da diferença de potencial de contato, mas já havia dúvidas sobre sua existência, e na coluna voltaica a ciência recebeu uma poderosa ferramenta de pesquisa, que fez não hesite em usar. Autor: Samin D. K.
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