Ducci, Matthias (2000) Periodische und chaotische Oszillationserscheinungen an Metallelektroden und elektrochemische Modellexperimente zur Erregungsleitung am Nerven. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit strukturbildenden Prozessen, insbesondere mit zeitlichen und raum-zeitlichen Oszillationserscheinungen an Metallelektroden. Zunächst werden die Grundlagen zur Passivität der Metalle dargestellt. Es folgt ein historischer Abriß von der Entdeckung oszillierender Systeme durch Fechner im Jahre 1828 bis hin zur Entwicklung der heutigen Chaosforschung. Im ersten Hauptkapitel wird die Bildung Liesegangscher Ringe als Beispiel für eine räumliche Strukturbildung beschrieben. Im 5. Kapitel werden zeitlich strukturbildende Prozesse, also periodische Potential- und Stromoszillationen an Metallen diskutiert. Der Schwerpunkt der Untersuchungen liegt in den Potential-Eigenoszillationen (offener Stromkreis) an verschiedenen Metallen. In Kapitel 6 werden anhand der logistischen Funktion grundlegende Begriffe aus der Chaostheorie erläutert. Anschließend wird mit den Potentialoszillationen am anodisch polarisierten Nickel ein elektrochemisches System präsentiert, mit dem wesentliche Inhalte der Chaostheorie für den Chemieunterricht zugänglich gemacht werden. In einem weiteren Kapitel werden Untersuchungen zu gekoppelten periodischen Elektrodenvorgängen, die u.a. zur Entwicklung einer Wechselstrombatterie führen, beschrieben. In Kapitel 8 werden nach Darstellung der biochemischen Grundlagen der Fortleitung von Nervenimpulsen und der Diskussion bisheriger Funktionsmodelle neue Demonstrationsexperimente zu diesem Thema vorgestellt. Mit diesem neuen Modellsystem kann die kontinuierliche, die saltatorische und sogar die synaptische Erregungsleitung veranschaulicht werden. Die zentralen Experimente dieser Arbeit, insbesondere einige oszillierende Reaktionen sowie die Experimente zur Erregungsleitung am Nerven, können in Videosequenzen angeschaut werden.

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This study deals with structure-forming processes, especially with temporal and spatial oscillations in metal electrodes. At the beginning the investigation focuses on the reasons for passivity in metals. This is followed by a historical survey to promote a general idea of the discovery of oscillating systems by Fechner in 1828 and the current research into the chaos theory. The first chapter concentrates on the formation of Liesegang rings as one example of spatial structure-forming processes. The fifth chapter discusses temporal structure-forming processes like periodic potential- and current-oscillations in metals. The emphasis of these investigations is on self-organising potential-oscillations (open circuit) of various metals. The sixth chapter is about the logistic function as the basis of terms describing the chaos theory. Furthermore, the presentation of potential-oscillations in an anodic polarised nickel electrode shows one electrochemical system which is suitable for the integration of essential insights of the chaos theory in chemistry at schools and colleges. An additional chapter analyses coupled periodic processes in electrodes which lead to the development of an alternating current battery. After outlining the biochemical reasons of the transmission of impulses in nerves and previous models for this function, the eighth chapter shows new experiments on this topic. These new experiments can illustrate the continuous nerve conduction, the saltatory nerve conduction and synaptic transmission in nerves. The most spectacular experiments of this dissertation - especially on oscillating reactions and on nerve impulse conduction - can be viewed in video animations.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	[Keine Schlagwörter von Autor/in vergeben.]
Controlled Keywords:	Schule, Chaos, Nervenmodell, Oszillation, Passivität, Liesegangsche Ringe, Strukturbildende Prozesse, Batterie, Elektrochemie, Chemieuntericht
Subjects:	Science and mathematics > Chemistry
Divisions:	Faculty of Mathematics and Science > Department of Chemistry (IfC)
Date Deposited:	17 Jan 2013 14:17
Last Modified:	17 Jan 2013 14:17
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/377
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-4109
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