Электрическая «красота» сот.
Соты – вещь красивая. Ни кто по этому поводу и не спорит. Первое, что восхищает человека, увидевшего их, так это вопрос – как «глупые насекомые» смогли такое сотворить? А, действительно, как? Вот на вопрос – как, а так же – для чего и почему соты созданы именно в таком виде мы и постараемся ответить.
Пчёлы строят соты не всегда. Изготавливаются соты пчёлами либо народившейся молодой семьёй – роем, либо по мере необходимости в них семьёй при условии, что в природе имеется взяток.
Соты создаются из воска, выделяемого железами пчёл. Вопрос о строении желез не стоял, поэтому эту часть повествования опускаем. Чтобы понять, почему именно воск понадобился в качестве строительного материала, надо знать его свойства, затем будем выяснять его функции.
Итак, пчелиный воск имеет диэлектрическую проницаемость – 2,8 – 2,9 (имеется цифра 2,5), электрическую прочность – 25 – 30 кВ/мм (другие цифры 20 – 25), температуру плавления ≈65°C, гигроскопичность — почти отсутствует. В итоге мы имеем вещество с хорошими диэлектрическими и влагоустойчивыми качествами. Учитывая, что всё, окружающее нас пространство, является электрическим полем, то воск может послужить прекрасным «строительным материалом». Сразу хочу обратить внимание читателя, что именно электрическая составляющая свойств воска имеет главное значение при применении его пчёлами в своём жилище. Вокруг этого и будет в основном «крутиться» наше повествование.
Пойдём дальше, шестигранник, используемый пчёлами в качестве ячейки, представляет собой форму с самым экономным использованием строительного материала (воска). Все ячейки пчелиных сот имеет форму шестигранной призмы. Относительно параллельных вертикальных стенок ячейки четыре наклонные стенки образуют угол с горизонталью 30°. В её основе лежит пирамидальное основание, состоящее из трех ромбов. Соты имеют между сторонами средостение из извилистой перемычки. Таким образом, основания ячеек находятся одно между другим. Ячейки сот имеют наклон к основанию 4 – 5°. Толщина стенки ячейки 0,12 мм. Расстояние между отдельными сотами ≈1,2 см.
При строительстве сот для ориентации пчёлы используют горизонтальную составляющую магнитного поля. Сотни и даже тысячи пчёл умеют договариваться между собой об этом. Способность строить соты носит врождённый рефлекс, поскольку пчёлы имеют в наличии восковые железы. Ориентация строительства сот относительно сторон света носит скорее приобретённый рефлекс. Если «в первой попытке» при строительстве гнезда роем, ориентация новых сот идентична материнской семье, то в случае последующих попыток постройки сот на новом месте ориентация носит уже произвольный характер. Кроме того ячейки сот могут различаться по размеру. Это зависит от величины пчёл. Одним из измерительных приборов является тело пчелы. Расстояние между вертикальными стенками ячейки получается сопоставимым с расстоянием между продольными осями тела пчёл, близко касающимися друг друга во время строительства. Чем крупнее в семье пчёлы, тем больше будет размер ячейки сот.
Ячейки сот используются в качестве колыбели для личинок, а так же для складирования кормовых запасов. Для хранения такого «тяжёлого» продукта как мёд (плотность ≈1,4) соты являются идеальным местом, так как шестигранник, кроме выше указанного, считается наиболее прочной геометрической формой. Учитывая гигроскопичность мёда, влагоустойчивость воска защищает мёд от проникновения влаги.
Особую роль восковые ячейки играют в сохранении личинок. В данном случае используются диэлектрические свойства воска. При этом защита личинок осуществляется разными способами. Рассмотрим, как это происходит. Обладая электретными свойствами (сохранение поляризации и поддержание электрического поля в окружающем пространстве после удаления внешнего электрического источника) и отсутствием дипольной поляризации, воск способен длительное время удерживать заряды. Пчёлы, неся на своём теле электрические заряды большого объёма, способны наэлектризовывать участки сот до необходимого уровня. Происходит это благодаря явлению трибоэлектричества.
Сделаем небольшое отступление и, продолжая изучать электростатику, познакомимся с трибоэлектричеством. Трибоэлектричество – это возникновение электрических зарядов путём трения. Оно существует при трении двух диэлектриков, полупроводников или металлов различного химического состава или одинакового состава, но разной плотности, при трении металлов о диэлектрики, при трении двух одинаковых диэлектриков, при трении жидких диэлектриков друг о друга или о поверхность твёрдых тел и пр. В результате этих действий электризуются оба тела, причём их заряды будут одинаковыми по величине и противоположными по знаку. В нашем случае рассмотрим только взаимодействие диэлектриков. Если при трении двух химически одинаковых тел положительные заряды получает более плотное из них, то при трении двух диэлектриков положительно заряжается тело с большей диэлектрической проницаемостью. Трибоэлектричество при трении двух диэлектриков обусловлено диффузией электронов и ионов. Знаки зарядов, возникающих при трении двух тел, определяются их составом, плотностью, диэлектрической проницаемостью, состоянием поверхности и т.д. При разном нагревании тел при трении переход носителей тока происходит с более нагретой поверхности. При взаимодействии двух разных диэлектриков из вещества с большей ε будет «перетекать» больше зарядов. Наш трибоэлектрический ряд диэлектриков, в котором предыдущее тело электризуется положительно, а следующее – отрицательно, будет выглядеть так: (+)волос (кератин), воск, хитин (-). Восковая пыль, скользящая по поверхности сот, будет электризоваться отрицательно. (Пчёлы, вычищая улей «до блеска», «выметают» не просто соринки, а заряженные «боеприпасы».) При контакте двух диэлектриков, отличающихся плотностью, более плотное вещество зарядится положительно и из него больше перейдёт электронов. Электризация трущихся тел происходит тем больше, чем больше их поверхность. Загрязнение поверхности, наличие плёнок влаги затрудняет электризацию. При всех перечисленных «перспективах» трибоэлектричество приводит к избыточному накоплению электрических зарядов в диэлектриках, в частности в сотах. Если мы устраняем нежелательный объём зарядов заземлением металлических деталей, увеличением проводимости диэлектриков, применением электрических разрядников и т.п., то пчёлы — ионизацией воздуха путём аэрирования улья.
Вернёмся к личинкам и пчёлам. Пчёлы с помощью трибоэлектричества, полируя «до блеска» стенки ячеек сот, наэлектризовывают их до определённого уровня. С одной стороны такая ячейка становится своеобразной «клеткой Фарадея» и защитит личинку от электрического поля, а с другой – это экранирование ещё и губительно действует на болезнетворные микроорганизмы.
Далее. Сами соты со всеми их многочисленными стенками, углами и наклонами приводят к преломлению силовых линий (направленных сверху вниз) и «затуханию» электрического поля (чем больше угол встречи, тем больше угол преломления). Кроме того, пчёлы складывают мёд вверху, а так как его диэлектрическая проницаемость ещё выше чем у воска, то значит «укротить» э/поле удастся очень быстро и на малом расстоянии от верха.
И это ещё не всё. При запечатывании ячейки, то есть при закорачивании её, поле внутри ячейки за счёт внутренней проводимости будет малым, а снаружи оно вообще не должно существовать, так как газы не проводят электричество. В результате электретный заряд в ячейке будет сохраняться всё время развития пчелы (то есть три недели). Если в ячейке запечатать наэлектризованной крышечкой мёд, то он может сохраняться годами (даже столетиями). Гнездо пчёл состоит из нескольких параллельных сот. Пласты сот несут на себе равномерно распределенный объем с положительным электрическим зарядом электретного типа. Небольшое расстояние между сотами не допускает проникновения в улочки внешнего положительного электростатического поля.
Соты являются не только «защитницами» расплода, но и «зарядным устройством для аккумуляторов» пчёл. Процесс возникновения электрических зарядов на проводнике под воздействием электрического поля называется электростатической индукцией. Этим явлением объясняется притяжение незаряженного тела к заряженному. Такие заряды называются индуцированными. Если незаряженное тело поднести к заряженным сотам, то в нём произойдет перераспределение зарядов: ближняя к сотам часть проводника зарядится отрицательно, дальняя положительно. Следовательно, тело приобретет дипольный момент. Так как электрическое поле, создаваемое зарядом тела не однородна, а убывает с расстоянием, то на проводник будет действовать сила притяжения, поэтому незаряженное тело втягивается в область более сильного поля. Если тело потереть о соты, то оно получит заряд. В данном случае возникает трибоэлектричество, передающее заряд путём трения. Чем пчёлы на сотах с «удовольствием» занимаются. Появившиеся индуцированные заряды на теле создают собственное электрическое поле. Это поле направлено в сторону, противоположную внешнему полю.
Таким образом, набралось большое количество свидетельств, подтверждающих электрическую «красоту» сот. Миллионы лет соты защищали пчёл от электростатики Земли. Однако, учитывая огромное количество разнообразных электромагнитных составляющих современного мира, соты не всегда могут выручить пчёл (особенно противостоять высокочастотным полям). Опубликовано Новиковым С.Н. © http://www.maymed.ru , 2012.
наверно не совсем,одна с оловом,другая с цинком.но не суть,по ходу пьесы придумывания всяких тонкостей свово нового биотрона,помимо поглощения нужен был недорогой металл для отражателя,вообщем спасибо ВАГУФ СА за табличку,как раз искал из чего отражатель сделать ибо
) ,исключая, общеизвестные эффекты СПЕ и др. , то превалирует одна метода -это многократное пронизывание ростков волнами за счет отражений от стен(отражателей) биотрона .
далее домыслю,хотя нужно действительно практически замерить этот улик и всё узнать.есть знакомый,попрошу доверить на замер один..тогда и определимся точно..
надо подумать..
Многие это пытались отражённое КВЧ использовать, но результативность всегда была сомнительной.
сомнения закрались... правильно что делаю сейчас более просторный...
