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LE PRINCIPALI SCOPERTE SCIENTIFICHE
elettricità negli animali. Storia ed essenza della scoperta scientifica
Elenco / Le scoperte scientifiche più importanti Già nella seconda metà del diciottesimo secolo lo studio dei fenomeni elettrici aveva fornito materiale per la conclusione sull'importante ruolo dell'elettricità in biologia. Gli esperimenti di John Walsh e Larochelle hanno dimostrato la natura elettrica dell'impatto della razza e l'anatomista Gunther ha fornito una descrizione accurata dell'organo elettrico di questo animale. La ricerca di Walsh e Gunther fu pubblicata nel 1773. Così, all'inizio degli esperimenti di Galvani nel 1786, non mancarono i tentativi di interpretazione fisica dei fenomeni mentali e fisiologici. Il terreno per l'emergere della dottrina dell'elettricità animale era completamente preparato. L'intera vita di Galvani (1737-1798) fu trascorsa nella città italiana di Bologna. La sua vita non fu ricca di eventi. È curioso che si sia laureato in teologia all'università e solo dopo aver difeso la sua tesi si sia interessato alla medicina. Ciò avvenne sotto l'influenza della sua comunicazione con il suocero, il famoso medico e professore di medicina Carlo Galeazzi. Nonostante la laurea, Galvani cambiò bruscamente professione e si laureò nuovamente all'Università di Bologna, ma già in medicina. Il lavoro del maestro Galvani era dedicato alla struttura delle ossa umane. Dopo la sua vittoriosa difesa, Galvani iniziò a insegnare medicina. Nel 1785, dopo la morte di Galeazzi, Galvani prese il posto di capo del dipartimento di anatomia e ginecologia. Mentre lavorava all'università, Galvani era contemporaneamente impegnato nella fisiologia: possiede opere interessanti in cui ha dimostrato che la struttura dell'orecchio di un uccello praticamente non differisce da quella umana. La scoperta, come spesso accade, è avvenuta per caso. Nel suo trattato Galvani scrive: “Ho tagliato e sezionato una rana... e, avendo in mente qualcosa di completamente diverso, l'ho appoggiata su un tavolo su cui era collocata una macchina elettrica... Un mio assistente, con la punta di un bisturi, ha toccato accidentalmente molto leggermente i nervi femorali interni di questa rana ... Un altro ha notato che ciò riesce quando una scintilla viene rimossa dal conduttore della macchina. Sorpreso da un nuovo fenomeno, ha immediatamente attirato la mia attenzione su di esso, anche se io stava progettando qualcosa di completamente diverso ed era assorto nei miei pensieri". Come giustamente sottolineato in seguito VoltaDal punto di vista fisico, non c'era nulla di nuovo nel fatto stesso dello sbalordire della zampa di una rana sezionata durante una scarica elettrica. Il fenomeno dell'induzione elettrica, ovvero il fenomeno del cosiddetto colpo di ritorno, fu analizzato da Magon nel 1779. Tuttavia, Galvani si avvicinò al fatto non come un fisico, ma come un fisiologo. Lo scienziato era interessato alla capacità di un farmaco morto di mostrare contrazioni vitali sotto l'influenza dell'elettricità. Studiò questa facoltà con la massima pazienza e perizia, studiandone la localizzazione nella preparazione, le condizioni di eccitabilità, l'azione delle varie forme di elettricità, ed in particolare dell'elettricità atmosferica. Gli esperimenti classici di Galvani ne fecero il padre dell'elettrofisiologia, la cui importanza nel nostro tempo non può essere sopravvalutata. Allo stesso tempo, Galvani fece una scoperta notevole. Aspettando invano la contrazione muscolare con il bel tempo, lui, "stanco ... di vana attesa ... iniziò a premere i ganci di rame conficcati nel midollo spinale contro la grata di ferro" ... "Sebbene io", scrive ulteriormente , "spesso osservavo contrazioni, ma nessuna di esse corrispondeva a un cambiamento nello stato dell'atmosfera e dell'elettricità ... Quando ho trasferito l'animale in una stanza chiusa, lo ho posizionato su una piastra di ferro e ho iniziato a premere un gancio passato attraverso il midollo spinale ad esso, apparvero le stesse contrazioni, gli stessi movimenti. Così Galvani, dopo aver effettuato una serie di esperimenti, giunge alla conclusione che esiste una nuova fonte e un nuovo tipo di elettricità. È stato portato a questa conclusione dagli esperimenti di compilazione di un circuito chiuso di corpi conduttori e metalli e una preparazione di rane. Il seguente esperimento si è rivelato particolarmente efficace ed efficace: "Se tieni una rana appesa con le dita per un piede in modo che l'uncino che passa attraverso il midollo spinale tocchi una placca d'argento e l'altro piede possa toccare liberamente la stessa placca, poi non appena questo il piede tocca la placca indicata, i muscoli iniziano subito a contrarsi... Contemporaneamente il piede si alza e si alza e poi, cadendo di nuovo sulla placca, contemporaneamente viene a contatto con quest'ultimo, sempre per lo stesso motivo, si alza, e, così, continua ulteriormente, alternativamente salendo e scendendo, così che questo piede, con notevole ammirazione e gioia di guardarlo, sembra cominciare a competere con una specie di pendolo elettrico. In una forma così complicata, è stata scoperta una nuova fonte di elettricità, che crea una scarica a lungo termine in un circuito chiuso conduttivo. Per ragioni oggettive, il fisiologo Galvani non poteva nemmeno ammettere il pensiero che la causa del fenomeno risieda nel contatto di metalli dissimili. Lo scienziato ha suggerito che il muscolo sia una specie di batteria di vasi di Leida, continuamente eccitata dall'azione del cervello, che viene trasmessa attraverso i nervi. La teoria dell'elettricità animale ha fornito una base per l'elettromedicina pratica e la scoperta di Galvani ha fatto scalpore. Tra i seguaci dell'anatomista bolognese c'era Volta. Alessandro Volta (1745–1827) nacque a Como, in Italia. Dall'età di 18 anni, Alessandro è in corrispondenza con Nolle su questioni di fisica. Un anno dopo, scrive un poema latino sulle scoperte fisiche e chimiche moderne. La prima opera del 1764 è dedicata al vaso di Leida, l'opera successiva del 1771 è "Ricerca empirica sui metodi per eccitare l'elettricità e migliorare il design della macchina". Nel 1774 Volta divenne insegnante di fisica nella sua città natale. Nel 1777 inventò l'elettroforo, poi il condensatore e l'elettroforo con condensatore. Ma non è tutto. Sul suo "account" c'è l'invenzione di una pistola elettrica, una lampada a idrogeno, un eudiometro. Nel 1777 Volta fu nominato professore di fisica a Pavia. Negli anni Ottanta inventa la sonda di fiamma. Per l'invenzione del pilastro ricevette un premio da Napoleone e fu eletto membro dell'Istituto. Nei suoi primi articoli, pubblicati nei primi anni Novanta, Volta condivideva il punto di vista di Galvani. Ma presto viene delineata una futura deviazione da questa teoria e gli aspetti fisici dell'effetto vengono alla ribalta. In primo luogo, Volta stabilisce che, in modo appropriato, "una rana sezionata rappresenta, per così dire, un elettrometro animale, incomparabilmente più sensibile di qualsiasi altro elettrometro più sensibile". Quindi lo scienziato determina l'importanza del contatto di metalli dissimili. "Una tale differenza di metalli è certamente necessaria; se entrambe le lastre sono dello stesso metallo, ne consegue che differiscono, almeno nel modo in cui sono applicate ..." (cioè nello stato della superficie di contatto) . Volta mostra inoltre che la corrente del fluido elettrico è dovuta al contatto di metalli dissimili e può produrre non solo contrazioni muscolari, ma anche altre irritazioni dei nervi. Infine, Volta stabilisce la polarità dell'effetto: cambiare i piatti in alcuni punti provoca un cambiamento del gusto da acido ad alcalino. Alla luce di questi fatti, la teoria del muscoloso vaso di Leida di Volta sembra insostenibile. In futuro, Volta rompe finalmente con la teoria dell'elettricità animale. Dà un'interpretazione fisica dell'effetto. In una lettera a Cavallo, Volta scrive: "... ho scoperto una legge nuova, davvero notevole, che non si applica proprio all'elettricità animale, ma all'elettricità ordinaria, poiché questo passaggio di un fluido elettrico, un passaggio che non è istantanea, come sarebbe una scarica, ma costante e continua fintanto che si mantiene la comunicazione tra le due piastre, avviene indipendentemente dal fatto che questa piastra sia sovrapposta a una sostanza animale viva o morta, o ad altra non metallica, ma buona abbastanza conduttori, come acqua o corpi imbevuti di essa. E prima, il 10 febbraio 1794, in una lettera allo stesso Cavallo, Volta esordisce direttamente con la domanda: "Cosa ne pensi della cosiddetta elettricità animale? Quanto a me, sono da tempo convinto che ogni azione nasca inizialmente a causa del contatto dei metalli con una specie di corpo bagnato o con l'acqua stessa. Le irritazioni fisiologiche dei nervi sono il risultato di una corrente che passa, e queste irritazioni sono tanto più forti quanto più lontani sono i due metalli usati l'uno dall'altro nella riga in cui li mettiamo qui; zinco, stagnola, latta ordinaria in lastre, piombo, ferro, ottone e bronzo di varie qualità, rame, platino, oro, argento, mercurio, grafite. Questa famosa serie di tensioni di Volta e la legge delle tensioni da lui scoperta costituiscono il nucleo dell'intero effetto. Gli organi animali, secondo Volta, "sono elettrometri puramente passivi, semplici, molto sensibili, e non sono loro ad essere attivi, ma metalli, cioè che l'impulso iniziale del fluido elettrico avviene dal contatto di quest'ultimo, in un parola, che tali metalli non sono semplici conduttori o trasmettitori di corrente, ma veri e propri motori di elettricità..." In una delle note a questo articolo, Volta sottolinea ancora una volta di essere arrivato all'idea della tensione di contatto più di tre anni fa e già nel 1793 diede la sua serie di metalli. Pertanto, l'essenza dell'effetto sta, secondo Volt, nella proprietà dei conduttori "di provocare e mettere in moto un fluido elettrico in cui diversi di questi conduttori di classi e gradi diversi si incontrano e si toccano". “Quindi risulta che se tre o più di essi, e per di più diversi, formano insieme un circuito conduttore, se, ad esempio, tra due metalli - argento e ferro, piombo e ottone, argento e zinco, ecc. più conduttori, precisamente da quella classe che si chiama classe dei conduttori umidi, poiché sono una massa liquida o contengono un po' di umidità (vi sono compresi i corpi animali e tutte le loro parti fresche e succose), se, dico, un conduttore di questa seconda classe è nel mezzo ed entra in contatto con due conduttori della prima classe di due metalli diversi, quindi di conseguenza si verifica una corrente elettrica costante in una direzione o nell'altra, a seconda di quale lato l'effetto su di essa è più forte come risultato di tale contatto. Così chiaramente e chiaramente Volta ha formulato le condizioni per l'emergere della corrente continua: la presenza di un circuito chiuso di vari conduttori, e almeno uno deve essere un conduttore di seconda classe ed entrare in contatto con vari conduttori di prima classe. In risposta, i galvanisti hanno citato esperimenti in cui i movimenti muscolari erano eccitati da un arco di un conduttore omogeneo e persino, come negli esperimenti di Valli, dal contatto di varie preparazioni senza un conduttore metallico. Volta ha sottolineato a questo che c'è disomogeneità anche in questi esperimenti. Le estremità di un arco conduttore sono diverse, è quasi impossibile ottenere la loro completa uniformità, una differenza di contatto può verificarsi anche quando entrano in contatto diversi conduttori della seconda classe. "... Conduttori non metallici, conduttori liquidi o contenenti umidità in un modo o nell'altro, quelli che chiamiamo conduttori di seconda classe, e loro da soli, se combinati tra loro, saranno attivatori, come i metalli, o di prima classe conduttori in abbinamento a guide di serie B..." In futuro, Volta, per eliminare ogni dubbio sull'essenza non fisiologica, ma puramente fisica della materia, esclude i preparati animali, che fino ad allora servivano da indicatori attuali. Sviluppa una tecnica per misurare le differenze di potenziale di contatto con il suo elettrometro a condensatore. Volta riporta questi classici esperimenti in una lettera a Gren nel 1795 e Aldini nel 1798. Il 20 marzo 1800 Volta scrisse la sua famosa lettera a Banks descrivendo il suo palo, un'invenzione che rivoluzionò la scienza dell'elettricità. P.S. Kudryavtsev scrive nel suo libro: "La natura dell'effetto scoperto era molto complessa, e all'allora livello delle scienze fisiche e chimiche e della fisiologia era impossibile rivelare il quadro del fenomeno. Nella disputa sulla natura del fenomeno, entrambe le parti avevano essenzialmente ragione. Galvani divenne il fondatore dell'elettrofisiologia e Volta - il fondatore della dottrina dell'elettricità. Nel labirinto di esperimenti e osservazioni contraddittorie, Volta trovò la strada giusta, trovò una legge fisica sperimentale delle tensioni, diede la corretta descrizione del circuito di corrente elettrica C'erano ancora grandi controversie sulla causa e sulla natura della differenza di potenziale di contatto, ma c'erano già dubbi sulla sua esistenza non rimanevano e nella colonna voltaica la scienza ha ricevuto un potente strumento di ricerca, che non ha esitato a usare. Autore: Samin D.K.
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