Elektromanyetik alan nasıl kokuyor

Bu yazıda elektromanyetik alanın canlı “alıcıları”, elektromanyetik dalgaların evrim sürecinde algılamayı öğrendikleri ve bunun için ne tür “cihazlar” hakkında konuşacağız.

Elektromanyetik dalgalar bize nüfuz eder. Spektrumları geniştir: 10-13 m'den daha az dalga boyuna sahip ışınlardan uzunluğu kilometre cinsinden ölçülen radyo dalgalarına. Bununla birlikte, fotobiyolojik süreçler için canlılar 300 ila 900 nm arasında elektromanyetik spektrumun sadece dar bir bandını kullanırlar.

Dünya'nın atmosferi, bir filtre olarak, armatürümüzden hayatı tehdit eden elektromanyetik dalgaları keser. 290 nm'den kısa ışınlar, sert ultraviyole, atmosferin üst katmanlarında ozon tarafından tutulur ve uzun dalga cızırtılı radyasyon karbondioksit, su buharı ve ozon tarafından emilir.

Evrim sürecinde, birçok hayvanda ve hatta 300 ila 900 nm arasında ışınları yakalayan bitkilerde - hayvanlar ortaya çıktı - gözler. Spektrumun bu bölgesindeki elektromanyetik dalgalara ışık denir. Doğru, sadece bir arı 300 nm'den görür, ultraviyole ışıktır.

Biz moru sadece 400 nm'nin üzerindeki bir dalga boyunda, 750 nm sınırının ötesinde, kırmızının son yansımalarının bizim için kaybolduğunu ve daha sonra sadece bazı gece hayvanlarının ve hatta küçük garip yaratıkların gördüğü kızılötesi bölgenin başladığını düşünüyoruz - ince maymunlar üzerinde vantuzlu ayaklar.

Görünmez elektromanyetik spektrumu inceleyelim ve doğada bu en yaygın fiziksel alanları algılamak için yaratığın evrimi sırasında hangi canlı “aygıtların” elde edildiğini görelim.

En küçük organizmaları ne kadar incelersek inceleyelim, daha büyük hayvanları ve insanları ne kadar dikkatli incelesek de, radyo frekanslı elektromanyetik dalgaları kabul eden özel reseptörler bulamayız. Bir kişinin genel durumunu etkilemelerine rağmen onları hissetmiyoruz. Görünüşe göre, canlı hücreler kendileri çeşitli uzunluklardaki dalgaların alıcıları haline gelirler. Dalga boyu ne kadar kısa olursa, vücut onlara o kadar belirgin tepki verir.

Örneğin, metre uzunluğundaki radyo dalgaları maymunlarda heyecana neden olur: başlarını kaynaklarına doğru döndürürler, heyecan yaşamaya başlarlar. Radyo dalgalarının beynin ve periferik sinir sisteminin nöronlarındaki elektrik akımları ile etkileşime girmesi mümkündür.

Bazı tek hücreli olanlar, özellikle onlara yakınsa, belirli görüntülere verici radyo istasyonuyla ilgili olarak yönlendirilir. Bu, örneğin, radyo vericisinin anteni yönünde sıkı bir düzende düzenlenmiş yeşil kamçılı euglena ile yapılan bir deneyde gözlenir.

30 dakikalık bir maruziyetten sonra düşük frekanslı elektromanyetik salınımlar (3 Hz), deneysel tavşanların kortikal ritmi 8-10 Hz'ye yükseltmesine ve beyin nöronlarının salınımlarının genliğini yaklaşık iki kat, yani 70 μV'ye çıkarmasına neden olur. Beynin elektriksel aktivitesinin etkisi altında böyle bir ihlali elektromanyetik alan maruziyetten iki gün sonraya kadar sürebilir.

İnsanlar da hissetmedikleri halde 10 Hz frekanslı yapay elektromanyetik alanları umursamıyorlar. İşte elektromanyetik alandan etkilenen ve maruz kalmayan insanların yaşam aktivitelerini ve ritimlerini karşılaştırmak olan ilginç bir deneyim.

Deney bir yeraltı odasında yapıldı ve bir ay sürdü. Zayıf elektromanyetik dalgalarla ışınlananlar bunu bilmiyorlardı. Genellikle, karanlık bir odada bile, insan aktivitesi süresi yaklaşık 25-26 saat sürdüyse, o zaman bir elektromanyetik alanın etkisi altında bu süre 30 ve hatta 40 saate yükseldi, insanlara dünyanın yüzeyinde çok fazla gün sürdüğü görülüyordu.Bir elektromanyetik alanın etkisi altında, idrarın elektrolit bileşimi ve deneklerin böbreklerinin boşaltım fonksiyonu da değişti.

Radyo dalgalarının uzunluğunu yavaş yavaş azaltırsak, yakında kendimizi kızılötesi bölgede bulacağız, elektromanyetik spektrumda 700 ila 1600 nm arasında bir bölgeyi işgal edeceğiz. Bunlar güneş, kırmızı-sıcak fırın, ampul veya şenlik ateşi gibi kaynaklardan gelen termal ışınlardır. Onları cildimizin termoreptörleri ile hissediyoruz.

Elimizi bir kişiye veya bir kediye yaklaştırdığımızda, bu ışınların sıcaklığını da hissedeceğiz. Ama biz insanlar, doğanın mükemmel radarlarla donatıldığı bazı hayvanların aksine, tüm canlılardan, hatta bitkilerden gelen kızılötesi ışınları emebilen canlı "gece görüş" cihazlarımız yoktur. Ancak kan emici, örneğin, günün veya gecenin herhangi bir saatinde av bulmanız ve bulmanız gerekir. Onlar için daha önemli olan görünür ışınlar değil, gelecekteki kurbanlarınızın cesedini uzaktan bulmanızı sağlayan kızılötesi.

En yaygın yatak hatası, vücut sıcaklığına sahip nesneleri birkaç metrelik bir mesafede algılar. Nesneye "son işaretlemesi" 15 cm gibi daha yakın bir mesafeden gerçekleşir. Siz yaklaştıkça, böcek "antenlerini" her yöne doğru yönlendirir. Emme yerini seçtikten sonra, tüm vücudu "antenler" tarafından gösterilen yönde döndürür ve "korsan eylemlerinin" yerine geçer.

Başka bir kan emici - bir kene - daha gelişmiş bir radarla donatılmıştır. Bir ağaç veya çalı yaprağının ucuna tırmanarak ön bacakları kaldırır ve onları farklı yönlere yönlendirmeye başlar. Bacaklarda yuvarlak oluşumları ayırt edebilirsiniz - bu radar. Işınları kaynaktan birkaç metre uzakta algılarlar. Sıcak kanlı bir hayvan veya kişi ona yaklaştığında, kene ona düşer ve cildin başına doğru ısırır.

Son derece basit bir deneyim bilinmektedir. Bir kişinin kafasını arabadan çıkarması yeterlidir, çünkü birkaç metrelik bir mesafedeki bir kene onu algılar ve yönünde hareket etmeye başlar. Kafanızı çıkarırsanız, arabanın metal kasası bir ekran görevi görürken veya metal bir kask takarken, kene bir kişiyi kaybeder, başımı farklı yönlerde karışıklığa sokmaya başlarım. Başın kabinden görünüşü tekrar doğru yönü bulmasını sağlar. Bu nedenle, "tayga soyguncusu" radarı bir kişinin aramasının sadece son aşamalarını içerir.

Okyanusun derinliklerinde gece görüşünün “cihazlarını” kullanan birçok hayvan da vardır. Sudaki ışığın son ışıltıları 200 m derinlikte, hayat 10 kilometrelik derinlikte devam ediyor. Bazı canlılar biyolüminesan “fenerlerini” zifiri karanlıkta yakarken, diğerleri görünmez kalırken tüm canlılardan gelen kızılötesi ışığı almayı tercih ederler.

Derin deniz mürekkepleri, yapı olarak insana çok benzeyen sıradan gözlerine ek olarak, kızılötesi ışınları yakalayan termoskopik gözlere de sahiptir. Termoskopik gözün yapısı, bize göre görünen algılanan olağanla benzerdir. Orada lens, kornea ve retinayı da bulabilirsiniz. Sadece bu retinada kızılötesi dalgaları algılamak için uyarlanmış reseptörler bulunur ve böylece sıradan ışık ışınları canlı nesnelerden gelen termal radyasyona müdahale etmez (radyasyon, her termoskopik göz kızılötesi ışınlar hariç hepsini geciktiren özel bir filtreyle donatılmıştır.

En ilginç şey, termoskopik gözlerin kuyruk kalamarında bulunmasıdır. Bir kafa gibi döndüren kalamar, örneğin genellikle yamyamlıkla uğraşan yırtıcı hayvanların yanı sıra avcılarının yanı sıra zevk alabilecek hayvanları arar. Evet, bazen kuyrukta, özellikle gece görüşünde olmak yararlıdır.

Ünlü sualtı kaşifi Georges Woo, “Bathyscaphe'de 20 yıl” adlı ünlü kitabında, 5-6 km derinlikte, sonsuz karanlığın hüküm sürdüğü okyanus uçurumunda, iyi gelişmiş gözlerle balıklarla tanıştıklarını, banyo başlığının portholeuna yüzdüklerini, ancak bir ışıldak parlak ışına hiç tepki vermedi. O zaman neden gözleri var? Belki bu durumda, sadece kızılötesi ışığı ve onu yayanları görmek için?

Amerika'da son derece zehirli çıngıraklı yılanlar ve Orta Asya'da yapbozlar bulunur. Bu yılanlara bakarak başlarında dört burun deliği bulabilirsiniz.Her iki tarafta biri normal diğeri büyük. Bu, göz ve burun delikleri arasında büyük bir depresyon - bir radar, yüz fossa. Yılanlar çukur ailesine aittir.

Her delik 6 mm derinliğe sahip, yaklaşık 3 mm çapında bir açıklıkla dışarı doğru açılan bir oyuktur. Boşluğun dibinde ince bir zar gerilir. 1 mm2 membran başına 1.500 termoreptör sayılabilir. Özünde, tuhaf bir gözümüz var - kızılötesi iğne deliği kamera. Ve fossa alanlarının üst üste binmesi ve beyne giren sinir uyarıları bir bütün olarak analiz edildiğinden, yılanın ısı kaynağının yerini doğru bir şekilde belirlemesine izin veren bir tür eşdeğer stereoskopik görüş ortaya çıkar.

Kızılötesi radyasyonun yılan kaynağının konumunun doğruluğunun kontrol edilmesi. Gözleri kapalı olsa bile, avına çarpan çukur yılanı 5 dereceden fazla yanlıştır. (Her isabet sıfır bölmede koyu bir daire ile işaretlenir - bir radyasyon kaynağı.)

Bu yılanın yüz fossalarının yapısıdır. Bu aslında kızılötesi radyasyonun yüz binlerce reseptör içeren bir fossa zarına odaklandığı bir iğne deliği kamerasıdır. Bu durumda, ısı darbesi yılan için “görünür” bir görüntüye çevrilir.

Bir radyo frekansı alanında öklenik kamçıların yönlendirilmesi. Normal şartlar altında, çirkin hareketler kaotiktir. Bir radyo dalgası kaynağı varsa, vücutlarını elektromanyetik alan üretecine doğru yönlendirirler.

İnsan yapımı radarların doğa tarafından yaratılanlardan daha duyarlı olduğu anlaşılıyor. Ancak, bu cihazların boyutlarını karşılaştırmak yeterlidir, çünkü insan yapımı doğaldan uzaktır. Yapay bir radarda, ısı ışınlarını sıcaklığa bağlı olarak direncini değiştiren özel kararmış bir film üzerine toplayan bir ayna, çapı 1 metreden fazla bir çapa sahiptir.Bu devi, bir yılanın kafasında, çapı milimetre cinsinden ölçülen iki yüz çukuru ile karşılaştırın ve yaşayan “cihazın” »Termolokasyon alanı başına birim bin kat daha hassastır.

Kızılötesi konumlayıcılar arasında görünmez ışınları floresan nedeniyle görünür bir görüntüye çevirebilen cihazlar vardır. Böyle bir mekanizma güvelerin gözünde bulunur. Karmaşık bir optik sistemden geçen kızılötesi ışınlar, termal radyasyonun etkisi altında pigmente odaklanır ve kızılötesi görüntüyü görünür ışığa dönüştürür. Bu görünür “görüntüler” doğrudan gece gözüne kurulur. Geceleri, kızılötesi ışınlar yayan çiçekler kolayca bulurlar.

Nasıl? Yüksek frekanslı elektromanyetik alanı “koklar” ve radyasyon gücünü koku ile belirlerler. Aksine, hava moleküllerine x-ışınları ile maruz kaldıktan sonra oluşan küçük miktarlarda iyon bile koku tuzağı hisseder. Görünüşe göre, sadece sıçanlar elektromanyetik alanın nasıl "koktuğunu" biliyorlar ...

Yuri Simakov

"Gençlik Teknolojisi" dergisinin materyallerine göre

https://electro-tr.tomathouse.com/