צריכת מנת יתר של קוקאין גורמת להיפרתרמיה, עליה משמעותית בלחץ הדם שעשויה להיות מסכנת חיים,הפרעה בקצב הלב ומוות.
משתמשי קוקאין מייחסים כאבי גב כרוניים לנזק כתוצאה מהשימוש, ואף נטבע לכך מטבע לשון הולם באנגלית: coke back.
מנגנונים פיזיולוגיים ועצביים.
קוקאין משפיע על התהליך של העברה סינפטית במוח, ובפרט על המעבר של המוליך העצבי דופמין בין תאי עצב שונים. קוקאין הוא אגוניסט דופמינרגי, הפועל על ידי חסימת נשא הדופמין, שאחראי לספיגה חוזרת של דופמין חזרה לתא הקדם-סינפטי. בכך הקוקאין מגדיל את כמויות הדופמין שנמצאות בסינפסות בין התאים ברגע נתון. פעילות היתר של הדופמין היא הגורמת להשפעות העיקריות של הסם. ההשפעות המחזקות של קוקאין נגרמות עקב פעילות היתר של הדופמין בגרעין האקומבנס. הקוקאין גורם להתמכרות פסיכולוגית חזקה, כנראה בשל השפעתו הישירה על מערכת החיזוק. עם זאת לגמילה מקוקאין אין תסמינים פיזיולוגיים חריפים ("קריזים") כמו אלה הנגרמים בשל גמילה מהרואין וסמים אופייטיים.
הקוקאין חוסם גם תעלות יונים תלויות מתח. מסיבה זו הוא משמש גם לצורך הרדמה מקומית, במיוחד בצורה של טיפות עבור ניתוחי עיניים.
הכנה ושימוש.
אופן ההכנה.
עלי הקוקה נקטפים, נגרסים, ומושרים בחומר אתרי כמו מדלל צבע, בנזין, סולר ואחרים. לאחר ההשריה מסננים מהנוזל את תמצית העלים. החומר המתקבל עובר תהליכי סינון ומיצוק בעזרת תוספים שונים, עד שמתקבלת עיסה לבנה שייבושה מביא לקבלת אבקה לבנה גבישית שהיא הקוקאין.
חלק מהחומרים המעורבבים עם הקוקאין עלולים להיות קטלניים בפני עצמם, במיוחד לאלה המשתמשים בהזרקה.
אופן השימוש.
בדרך כלל השימוש הנפוץ הוא בהרחה (הסנפה) או בעישון, זאת על ידי המרת החומר מקוקאין הידרוכלוריד (מלח של קוקאין וחומצת מימן כלורי), שהיא האבקה המסיסה במים ועל כן מתאימה להסנפה ולהזרקה, אך נקודת הרתיחה שלה קרובה מדי לנקודת בעירתה ועל כן אינה מתאימה לעישון. לקוקאין freebase (קוקאין בצורתו הטהורה והפשוטה ביותר כאלקלואיד חופשי), נקודת רתיחה נמוכה בהרבה, ועל כן הוא מתאים יותר לעישון, שמבוצע בעזרת כלי מתאים (כמו מקטרת זכוכית או מבחנה). צורה זו של קוקאין נקראת ברחוב קראק.
קראק.
הכנת הקראק מקוקאין הידרוכלוריד מתבצעת לפי הנוסחה:
Coc-H+Cl– + NaHCO3 → Coc + H2O + CO2 + NaCl
מכיוון שספיגה בריאות מהירה בהרבה מספיגה דרך ריריות האף, השפעת הקראק מתחילה מהר יותר ונגמרת מהר יותר (לרוב נמשכת כ-10 דקות). בהסנפה, הקוקאין פועל בצורה מתונה יותר מעישון (או הזרקה), ולכן לעישון קראק ישנה השפעה חזקה יותר, וכתוצאה מכך, ההתרסקות שלאחר מכן קשה יותר, וכך גם הסיכוי לפתח התמכרות גובר.
אימפריה הפרסית
שדה מגנטי
שדה מגנטי, על פי תורת השדות הקוונטית, הוא תכונה של המרחב סביב זרם חשמלי או חומר מגנטי, המפעילה כוח על מגנטים וזרמים חשמליים. במילים אחרות, השדה המגנטי הוא ביטוי לכוח שמפעילים זרמים חשמליים או חומרים מגנטיים זה על זה. השדה נמדד ביחידות טסלה (T) במערכת היחידות הבינלאומית.
השדה המגנטי הוא שדה וקטורי, ובכך מתאים וקטור לכל נקודה במרחב, ומתואר באיורים על ידי קווי שדה. קווים אלה מתארים את הכיוון אליו תצביע מחט של מצפן בכל נקודה במרחב.
היחידה הבסיסית ביותר אשר מפיקה שדה מגנטי היא דיפול מגנטי, שהוא חלקיק בעל שני קטבים מגנטיים מנוגדים צמודים. דיפול מגנטי יכול להיות קטע מתיל עם זרם חשמלי, חלקיק טעון בתנועה, או חלקיק טעון בעל תנע זוויתי עצמי. ההשפעה של שדה מגנטי על גוף מוליך זרם תלויה בכיוון הזרם ביחס לכיוון השדה.
אם כיוון הזרם מקביל לכיוון השדה, לא תהיה השפעה כלל, ואם כיוון הזרם אנך לכיוון השדה ההשפעה תהיה מקסימלית.
תופעת המגנטיות, כמשיכה ודחייה בין אבנים, מוכרת מזה אלפי שנים. שימוש במצפן למציאת הצפון באמצעות השדה המגנטי של כדור הארץ מוכר מזה כאלפיים שנה.
הנס כריסטיאן ארסטד גילה בשנת 1820 שזרם חשמלי יוצר שדות מגנטיים.
השדה המגנטי קשור באופן הדוק לשדה חשמלי, וניתן לחשב את הכח המגנטי שיוצר חלקיק טעון חשמלית בתנועה (המהווה זרם חשמלי), מתוך השדה של מטען חשמלי והדרישה לשימור המטען במעבר בין מערכות ייחוס יחסותיות. מעבר כזה נקרא טרנספורמציית לורנץ. המשוואות אשר קושרות בין שדה מגנטי לחשמלי נקראות משוואות מקסוול.
היסטוריה.
מגנטיות ככוח בין חומרים מגנטיים ידועה כבר מימי קדם. במאה ה-19 נחקר הקשר בין חשמל ומגנטיות, והוכלל לתורה אחת, תורת האלקטרומגנטיות, עם המשוואות היסודיות של התורה שהן משוואות מקסוול. בראשית המאה ה-20 באמצעות תורת היחסות הפרטית פותחה תורה שלמה ועקבית המוכללת במשוואות מקסוול בצורה יחסותית.
שדות וכוחות מגנטיים יסודיים.
מבוא מתמטי.
לחישוב ערכם של שדות מגנטיים והכח שהם מפעילים, נדרשת פעולה מתמטית שנקראת מכפלה וקטורית, המסומנת כ-formula_1. מכפלה וקטורית מתבצעת בין שני וקטורים והתוצאה שלה היא וקטור.
תוצאת המכפלה formula_2 תהיה הווקטור formula_3, כאשר:
גודל הווקטור, formula_4, הוא ערכה של המכפלה,
וכיוונו ניצב לכיוונם של שני הווקטורים, ונקבע על פי כלל יד ימין (להרחבה על הסימונים ראו וקטור).
חלקיק נע בעל מטען חשמלי.
השדה המגנטי בנקודה מסוימת שיוצר מטען נע (וגם זרם חשמלי) נקבע על פי חוק ביו-סבר. השדה יחסי לגודל המטען ומהירותו ויחסי להיפוך ריבוע המרחק בין המטען לנקודה שבה השדה נמדד. השדה ניצב לכיוון תנועת המטען ולקו (הווקטור) בין המטען לנקודה. קווי השדה המגנטי מסודרים במעגלים הולכים וגדלים סביב למסלול המטען היוצר אותו ומכוונים לפי כלל יד ימין (ראו איור).
בניסוח מתמטי, השדה המגנטי שיוצר חלקיק בעל מטען חשמלי formula_6 הנע במהירות formula_7, בנקודה שנמצאת במיקום formula_8 במרחב ביחס לחלקיק, הוא:
כאשר formula_10 הוא מקדם המגנטיות של הריק, שערכו formula_11.
באופן דומה עבור תיל קצר באורך וכיוון formula_12 עם זרם חשמלי formula_13:
הכוח שמפעיל שדה מגנטי על מטען נע נקרא כוח לורנץ, הכוח ניצב למהירות המטען שעליו הוא פועל ולכן השדה המגנטי לא מבצע עבודה על חלקיק טעון וההספק שלו שווה לאפס.
בניסוח מתמטי, הכוח שמפעיל שדה מגנטי formula_15 על מטען formula_6 שנע במהירות formula_7 הוא:
מקרה פרטי של נוסחה זו הוא הכוח formula_19 שפועל על קטע תיל קצר באורך וכיוון formula_12 עם זרם formula_13:
דיפול מגנטי.
דיפול מגנטי הוא זוג מטענים מגנטיים מנוגדים צמודים (צפון-דרום), והוא יחידה בסיסית היוצרת שדה מגנטי. לא נמצא עד כה בניסוי מטען מגנטי בודד (מונופול מגנטי) וחיפוש אחר חלקיק זה הוא אחד מתחומי המחקר של פיזיקת חלקיקים. מציאתו תסביר תופעות כמו, למשל, קוונטיזציה של המטען החשמלי ביקום. הגודל המאפיין את חוזק המגנט הוא המומנט המגנטי formula_23, וקטור שכוונו הציר שבין המטענים, מהמטען החיובי לשלילי.
השדה שיוצר דיפול מגנטי מתואר באיור. באופן מתמטי, השדה הוא:
דיפול מגנטי יכול להיות גם מתואר באמצעות לולאת זרם:
כאשר formula_26 הוא שטח הלולאה, formula_27 הוא כיוון מומנט הדיפול שניצב לשטח הלולאה על פי כלל יד ימין, ו-formula_13 הוא הזרם בלולאה.
שדה מגנטי אחיד formula_29 לא יפעיל על הדיפול כוח כולל, אולם יפעיל עליו מומנט כוח:
שדה מגנטי ושדה חשמלי.
הנוסחאות הבסיסיות שהוצגו בעייתיות, מאחר שלא מוגדרת בהן מערכת ייחוס. בנוסחת כח לורנץ, למשל, המהירות אינה מוגדרת היטב, וניתן לראות שבחירת מערכת ייחוס הנעה במהירות שונה משנה את הכח שפועל על החלקיק, תוצאה שאינה פיזיקלית שכן בשתי מערכות הייחוס נמדדת אותה תאוצה. סתירה זו נפתרת באמצעות תורת היחסות הפרטית שמאחדת את השדה המגנטי עם השדה החשמלי לגודל פיזיקלי הנקרא טנזור השדה האלקטרומגנטי. למעשה, אפשר לקבל את השדה המגנטי מהשדה חשמלי, ולהפך, על ידי טרנספורמציית לורנץ, שהיא מעבר מערכת ייחוס בתורת היחסות.
השדה המגנטי והפוטנציאל הווקטורי.
שדה מגנטי סטציונרי מקיים את שתי משוואות מקסוול הבאות (עוד שתיים אינן מוצגות כאן):
המשוואה הראשונה נכונה כל עוד אין במערכת מונופולים מגנטיים (ולא התגלו כאלו עד כה), כלומר כל חלקיק מגנטי הוא דיפול בעל קוטב צפוני ודרומי. מכיוון שלכל שדה וקטורי formula_33 מתקיים formula_34, ניתן להציג את השדה formula_15 באמצעות פוטנציאל וקטורי formula_36, על ידי:
מן הפוטנציאל הווקטורי גוזרים את השדה המגנטי, כפי שמהפוטנציאל החשמלי גוזרים את השדה החשמלי.
משמעות המשוואה השנייה, היא ששדות מגנטים סטציונרים נוצרים מזרמים חשמליים וכיוון השדה הוא מסביב לכיוון התנועה של הזרם. כאשר שדה חשמלי משתנה בזמן, הוא משרה שדה מגנטי בסביבתו, ומתקבלת הצורה המתוקנת של המשוואה השנייה התואמת למשוואות מקסוול:
הנגזרת של השדה החשמלי לפי הזמן נקראת גם זרם ההעתקה. באופן דומה, שדה מגנטי משתנה בזמן יוצר שדה חשמלי והקשר ביניהם ניתן על ידי משוואת מקסוול נוספת:
שתי משוואות אלה מתארות את הקשר בין שדות חשמליים ומגנטיים כאשר הם אינם קבועים.
שדות מגנטיים במקרים פשוטים.
שדה שנוצר על ידי תיל ארוך ישר הנושא זרם.
השדה המגנטי הנוצר על ידי תיל ישר שבו זורם זרם חשמלי ניתן על ידי חוק אמפר, שהוא גרסה אחרת של חוק ביו-סבר. חוק אמפר בצורתו האינטגרלית אומר, ש- formula_40, כאשר l מציין מסלול כלשהו (הנקרא "מסלול אמפר"), ו-I הוא סך הזרמים החוצים את השטח המגודר על ידי מסלול זה. אנחנו כבר יודעים מהסעיף הקודם שהשדה המגנטי שנוצר על ידי זרם שהולך בקו ישר הוא במעגלים סביב כיוון הזרם, ולכן אנחנו מקבלים את הנוסחה הבאה לשדה מגנטי הנוצר על ידי תיל במרחק r מהתיל: formula_41.