ДИЭЛЕКТРИКИ
Спасибо нашим инвесторам из казино онлайн
ДИЭЛЕКТРИКИ
, непроводники, или изоляторы—тела, плохо проводящие или совершенно не проводящие электричества. Такими телами являются напр. стекло, слюда, сера, парафин, эбонит, фарфор и т. п. В течение долгого времени при изучении электричества обращали внимание исключительно на тела, несущие или проводящие электрический заряд. Фарадей (Faradey), введший название диэлектрики, показал, что при электрических явлениях не меньшую роль, чем самое заряженное тело, играет окружающая его диэлектрическая среда. Диэлектрическая постоянная. Согласно закону, установленному Кулоном (Coulomb), два тела, отстоящие на расстоянии г и несущие заряды
ег
и е2, действуют друг на друга с силой /0 электростатического отталкивания или притяжения (в зависимости от того, одинаков или противоположен знак обоих зарядов), равной
/.=
■*?
(1)- Если те же тела находятся не в воздухе, а в каком-либо другом Д., то сила окажется иной, меньшей, чем в первом случае. Она может быть выражена общей формулой:
/ = ‘
(2).
вляет одну из важнейших констант, характеризующих физ. свойства различных тел. Диэлектрич. постоянная воздуха принимается равной единице. Правильнее было бы приписывать это значение пустоте; однако ди-электр. постоянные в воздухе и в пустоте так мало отличаются друг от друга, что это различие не имеет практического значения. Для других тел диэлектр. постоянная больше единицы, а электрические силы имеют соответственно меньшую величину. В подобном влиянии диэлектр. постоянной легко убедиться, заменяя напр. в конденсаторе воздушный слой слоем какого-либо Д. Измерение происходящих при этом изменений лежит в основе методов, обычно применяемых для определения диэлектрич. постоянной. Значения последней приведены для нескольких веществ (при 18°) в следующей таблице. Вещество
D
Вещество Бензол. Ксилол. Толуол. Сероуглерод. . . Эфир этиловый. Хлороформ. . . 2,26 2,35 2,34 2,64 4,3. 5,2 7,2 Спирт пропилов. » этиловый. » метиловый Нитробензол. . . Синильная к-та. 20,7 22,2 25,8 3i,2 34,0
81,1
96 Входящий в эту формулу коеф-Дназывается диэлектрической постоянной; он предста – Производимое Д. ослабление электрических сил может быть понято, если представлять себе Д. состоящим из множества мельчайших, электрически заряженных и друг. от друга изолированных частиц. Современная теория электрического строения материи дает конкретное и реальное содержание этой гипотетической структуре Д. Ослабление внешнего электрического поля зависит от производимого им смещения электронов или же от вращения молекул Д., представляющих диполи. Влияние на электролитическую диссоциацию. Как указали впервые Дж. Дж. Томсон и Нернст (J. J. Thomson, Nernst), величина диэлектрической постоянной растворителя должна оказывать сильное влияние на степень диссоциации электролита. Между составляющими его ионами действуют электростатические силы, следующие закону Кулона. Эти силы, соединяющие противоположно заряженные ионы в электронейтральные молекулы, ослабляются тем больше, чем выше диэлектр. постоянная. Увеличение последней повышает поэтому степень диссоциации. Количественные измерения, произведенные Валь-деном (Warden), дали прекрасное экспериментальное подтверждение этого теоретического вывода. Один и тот же электролит оказывается едва заметно диссоциированным в бензоле (.0=2,3), очень слабо в эфире (D= = 4,3), значительно больше в этиловом спирте (D=26) и почти полностью в воде (ЛЭ=81). Исключительно высокая диэлектр. постоянная воды объясняет ее хорошо известное «диссоциирующее действие», благодаря которому многие электролиты обнаруживают в водных растворах весьма значительную диссоциацию. Обычные представления о «си-ле»’различных электролитов основаны именно на том, что обычным, наиболее распро – •15 етраненным растворителем служит вода. В других средах те же электролиты могут быть несравненно менее диссоциированы. Впрочем приведенная цифра диэлектр. постоянной характеризует воду как чистый растворитель. Растворенные вещества-(см. ниже) могут сами изменять диэлектрическую постоянную раствора. Не меньшее влияние, чем на степень диссоциации электролитов, оказывает диэлектр. постоянная на активность ионов. Наличие ряда признаков^ общих для всех находящихся в растворе самостоятельных частиц (как ионов, так и молекул), долгое время оставляло в тени особенности ионов, зависящие от их электрического заряда. Между ионами, как между всякими заряженными частицами, действуют электростатические силы притяжения и отталкивания. Эти электростатические межионные силы, п
одчиняющиеся закону Кулона, уменьшают подвижность ионов, их кинетическую энергию и т. д. по сравнению с нейтральными молекулами. Электропроводность ионов, производимое ими осмотическое давление, их химическая активность являются функциями этих электростатических сил и подобно последним зависят от диэлектрической постоянной раствора. Диэлектрическая постоянная в биологии. Этим влиянием на степень диссоциации и на активность ионов электролитов определяется то огромное значение, к-рое имеет изучение диэлектр. постоянной различных органических сред. Впервые на него обратил внимание Келлер (Keller). Как показывают измерения Фюрта (Fttrth), приведенные в след. таблице, в различных органических веществах, жизненных средах (кровь) и отдельных тканях диэлектр. постоянная имеет весьма различные значения. Вещество Вещество Казеин. Гемоглобин. Крахмал. . . Декстрин. . Холестерин. Лецитин. . . 8,0 14,2 11,6 8,0 6,4 13,0 | 82,8 1 Кровяная сыворотка Молоко (женское) . . » (коровье) . . Мозг (белое вещество) » (серое » ) Зрительный нерв. . 85,5 85,5 75,0 66,0 90,0 85,0 89,0 Заслуживают внимания крайне высокие значения диэлектр. постоянной, наблюдаемые в крови и особенно в нервной ткани. Для изучения физиол. действия спирта представляет также интерес то обстоятельство, что (согласно измерениям Furth’a, Keller’а и ВШп) прибавление его в небольших количествах (до 0,6%) к кровяной сыворотке заметно повышает ее диэлектр. постоянную (до 93), между тем как более значительные количества спирта оказывают противоположное действие. Впрочем приведенные суммарные цифры совершенно не передают тех огромных локальных различий, к-рые должны иметь место между различными частями живой клетки. В этом отношении особенный интерес представляет клеточная оболочка. Участие в ее построении липоидов должно придавать ей (как и вообще липоидным фазам клетки) весьма низкую диэлектр. постоянную. В том же направлении должны дей – ствовать и другие капилярно-активные вещества, располагающиеся тонким слоем на поверхности протоплазмы. Интересно отметить, что даже вода сохраняет свою высокую диэлектр. постоянную только в толще жидкости. Согласно Блю(В1йп), ее диэлектр. постоянная падает до необычайно низкой величины (приближающейся к единице), если вместо своего обычного беспорядочного распределения диполи воды принимают правильную ориентировку, располагаясь вокруг «гидратированного» иона. Если сходную ориентировку принимает гидратацион-ная вода, связываемая набухающими коллоидами, то ее физ. свойства (а вместе с тем и свойства растворенных в ней веществ) должны при этом подвергаться глубоким изменениям. Весьма низкую диэлектр. постоянную, как это характерно вообще для капи-лярно-активных веществ, имеют наркотики. Помимо других известных нам влияний наркотиков (блокирование активных поверхностей, вытеснение из них других веществ и пр.) их накопление может создавать чисто физ. условия, подавляющие диссоциацию и активность ионов, задерживающие биохим. процессы. Эти немногие, пока еще очень отрывочные данные и соображения показывают, какое огромное значение для жизнедеятельности клетки имеет диэлектр. постоянная ее составных частей. Изучение диэлектр. постоянной живого организма и в частности отдельных микроструктур живой клетки следует признать в наст, время одной из актуальнейших задач биофизики.
Лит.:
В 1 u h О., Neuere Ergebnisse aul dem Ge-biete der DEK( = Dielektrizitatskonstante), Physik. Zeitschr., Band XXVII, 1926; он
те,
Die Hydrata-tion, Protoplasma, B. Ill, 1927; E пега Т., Metho-den zur Bestimmung der DEK (Hndb. d. blol. Arbeits-metlioden, hrsg. v. E. Abderhalden, Abt. 3, T. A, В.—Wien, 1926); Furil R. u. Keller R., DEK des alkoholhalt. igen Serums, Biochem. Zeitschr., B. CXLI, 1923; FllrthB,. u. PechholdR., Untersu-chungen physik. Eigenschaften des Serums beim Zusatz wasserbindender Stoffe, Kolloid-Zeitschr., B. XXXVII, 1925; Hairier E., Biologie u. Dielektrizitatskon-stante, Erg. d. Physiol.,B. XXIV, 1925; Keller R., Die Elektrizitat in der Zelle, Mahrisch-Ostrau, 1925; О s t w a 1 d W., Zur Kenntnis der Rolle der DEK, Kolloid-Zeitschr., B. XLV, 1928. Д. Рубинштейн.
DIENCEPHAL0N,
промежуточный мозг, входит вместе с полушариями (telencepha-lon) в состав переднего, или большого мозга (prosencephalon); развивается он из первичного переднего пузыря (см.
Головной мозг,
развитие).В состав D. входят thalamencepha-lon и pars mamillaris hypothalami. K thalam-encephalon относят
thalamus opticus
(см.), epithalamus (область habenulae, corp. pinea-le, commissura alba posterior) и metathala-mus (corpora geniculata). К pars mamillaris hypothalami относятся corpora mamillaria и corpus Luysi. В промежуточном мозге лежит
III
желудочек, сообщающийся через foramen interventriculare Monroi с боковыми желудочками, а через aquaeductus Sylvii— с IV желудочком (см.
Veniriculi cerebri).