Інформація для вчителів
Загальна інформація
Застосування
Схема досліду
Так само як у багатьох технічних процесах, у багатьох біологічних процесах виникають реакції зворотного зв'язку між вихідним і вхідним значеннями. Оскільки на біологічні системи діє багато збурювальних чинників, контури регулювання такого типу дають змогу встановити рівновагу (гомеостаз). Складові біологічного контуру регулювання (як у цьому досліді - рецептори, нейрони, синапси, ефектори) потребують певного часу для передавання сигналу. Час між початком збурення (стимулу) і реакцією називають часом затримки.
Інша інформація (1/4)
Попередні знання
Учні та студенти мають бути обізнані з виникненням подразнення та його проведенням у нервовій системі. Крім того, доречно, щоб вони знали, що подразнення можуть блокуватися або гальмуватися різними впливами (алкоголь, наркотики, ...).
Принцип
У цьому досліді випробовуваний за допомогою фломастера, вставленого у щілину, стежить за прямокутною кривою на повільно обертовому барабані. У цьому тесті на реакцію визначають час затримки.
Інша інформація (2/4)
Навчальна мета
Учні та студенти мають усвідомити, що в реакціях людини завжди виникає час затримки. Крім того, вони мають з'ясувати вплив різних внутрішніх і зовнішніх чинників на час затримки.
Завдання
Учні та студенти мають пройти тест на реакцію, проаналізувати різні параметри, а також дослідити вплив різних чинників.
Інша інформація (3/4)
Відомості про спостереження та результати
Як і в багатьох технічних процесах, у перебігу багатьох біологічних функцій вихідні значення повертаються до вхідних. За багатьох збурювальних впливів, що діють на біологічні системи, реакція зворотного зв'язку (контур регулювання) такого типу уможливлює рівновагу. Складові біологічного контуру регулювання (рецептори, нейрони, синапси, ефектори) потребують певного часу на передавання сигналу. Цей час між початком збурення (стимулу) і реакцією, яку воно спричиняє, називають часом затримки. Лише після завершення часу затримки система більш або менш швидко переходить зі свого старого стану рівноваги до нового положення рівноваги. Якщо це положення рівноваги ще не досягнуто, коли настає наступне збурення, система вже не може скомпенсувати дію цього збурення: діапазон частот для впливу збурень перевищено.
Інша інформація (4/4)
Відомості про спостереження та результати
- Щоб обчислити час затримки, вимірюють зміщення (у см) між стрибками на кривій і місцями, у яких крива викреслюється тоді, коли випробовуваний веде рукою вгору та вниз. Зміщення, поділене на швидкість барабана (у см/с), дає час зміщення в секундах.
- Щоб обчислити час проходження, вимірюють відстань між кінцем часу зміщення й місцем, у якому накреслена випробовуваним лінія знову стає прямою. Як і для часу зміщення, цю відстань ділять на швидкість барабана.
- Середній час зміщення обчислюють із 10 окремих вимірювань на кожну швидкість. Це середнє значення відповідає часу реакції для відповідної швидкості. Залежно від випробовуваних (душевний стан, вживання алкоголю, вік тощо) та умов досліду (шум тощо) він змінюється від 0,1 до 0,5 секунди.
Правила безпеки
- Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Теорія
Так само як у багатьох технічних процесах, у багатьох біологічних процесах виникають реакції зворотного зв'язку між вихідним і вхідним значеннями. Оскільки на біологічні системи діє багато збурювальних чинників, контури регулювання такого типу дають змогу встановити рівновагу (гомеостаз).
Складові біологічного контуру регулювання (як у цьому досліді - рецептори, нейрони, синапси, ефектори) потребують певного часу для передавання сигналу. Час між початком збурення (стимулу) і реакцією називають часом затримки.
Залежно від сили зовнішній вплив, як-от гучний звук чи дотик, може мати сильніший або слабший вплив на час реакції. До того ж цей вплив у різних людей різний за силою, тож у кожного випробовуваного буде своя, індивідуальна затримка реакції.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість | 1 | Смуговий барабан | 65976-00 | 1 | 2 | Бланки тесту на реакцію, набір із 20 шт. | 65976-02 | 1 | 3 | Двигун із тримачем для дисків | 11614-00 | 1 | 4 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 | 5 | З'єднувальний провідник, 750 мм, червоний | 07362-01 | 1 | 6 | З'єднувальний провідник, 750 мм, синій | 07362-04 | 1 | 7 | Основа штатива, PHYWE | 02001-00 | 1 | 8 | Тримач пластин, розкриття 0 - 10 мм | 02062-00 | 1 | 9 | Подвійна муфта | 02043-00 | 2 | 10 | Штативний стрижень, нерж. ст., l=250 мм, d = 10 мм | 02031-00 | 1 | 11 | Штативний стрижень, нерж. ст., l=500 мм | 02032-00 | 2 |
|---|
Складання та виконання
Складання та виконання - частина 1
Складання (1/2)
- Смуговий барабан закріплюють в одному з отворів основи штатива, а штативні стрижні завдовжки 500 мм вставляють в основу збоку.
- Стрижень завдовжки 250 мм закріплюють у другому отворі основи штатива. Двигун затискають на цьому стрижні подвійною муфтою так, щоб шків двигуна був на тій самій висоті, що й дно барабана.
- Далі закріплюють і натягують привідний пас. Щоб відстань між двигуном і барабаном лишалася сталою, штативні стрижні, вставлені збоку в основу штатива, надійно закріплюють жовтими важелями.
- Тримач пластин закріплюють на одному зі стрижнів завдовжки 500 мм подвійною муфтою (регулювальним гвинтом площини тримача пластин усередину). Екран приєднують так, щоб щілина була точно вертикальна і щоб екран не торкався привідного паса.
Складання та виконання - частина 2
Складання (2/2)
- Аркуш паперу з прямокутними кривими (амплітуда 3 см, 10 стрибків/м) закріплюють на зовнішньому боці барабана прозорою клейкою стрічкою.
- Двигун двома з'єднувальними провідниками під'єднують до струмового виходу джерела живлення. Напругу спершу встановлюють так, щоб барабан обертався тричі за хвилину (= 3 / хв = 5 см/секунду).
- На рисунку праворуч показано складання досліду.
Складання та виконання - частина 3
Виконання
- Випробовуваний спершу має простежити фломастером крізь щілину найвищу прямокутну криву протягом одного повного оберту (10 стрибків). Фломастер слід притискати до паперу лише злегка, щоб барабан не сповільнювався. Після кожного стрибка кривої випробовуваний має намагатися якнайшвидше досягти нового положення, навіть якщо це подовжить перехідну фазу.
- Далі частоту обертання барабана поступово збільшують (10 см/с, 15 см/с, 20 см/с) і на кожному кроці простежують нову прямокутну криву протягом одного оберту. Дослід завершують, коли швидкість для кривих стає завеликою.
- Дослід можна повторити з тим самим випробовуваним за різних умов довкілля (наприклад, за шуму).
- Цікавим було б і повторення досліду після вживання алкоголю чи інших дурманних речовин. Утім, ця вказівка має суто теоретичний характер.
Завдання 1
Опрацювання результатів (1/3)
Перетягни слова на правильне місце. Як і в багатьох технічних процесах, у перебігу багатьох біологічних функцій ____ ____ до вхідних. За багатьох збурювальних ____, що діють на біологічні системи, реакція зворотного зв'язку (контур регулювання) такого типу уможливлює ____. Складові біологічного контуру регулювання (рецептори, нейрони, синапси, ефектори) потребують певного часу на передавання сигналу.
Завдання 2
Опрацювання результатів (2/3)
Питання
Завдання 3
Опрацювання результатів (3/3)
Питання
Питання