fizika_1 ответы на вопросы!!!!!!!!!!!!!!!. Действие раздражителя приводит к изменению мембранного потенциала клетки ф
 Скачать 242.72 Kb.
|
|
Человек с нормальной остротой зрения различает 2 точки предмета при расстоянии между ними А=0,075мм, если предмет расположен на расстоянии наилучшего зрения. Если же предмет будет находиться на расстоянии 2м от глаза, то каким будет наименьшее различимое глазом расстояние между 2 точками предмета? Zгл=dφmin=250мм*3*10-4=75мкм. Zгл=dφmin=2000мм*3*10-4=0,6мм.
На электрический заряд q, движущийся со скоростью v в магнитном поле индукцией В, действует сила Лоренца, которая определяется выражением Fл=qvBsinα, где α – угол между векторами скорости и магнитной индукции. Направление силы Лоренца на положительный заряд определяется правилом левой руки: если расположить левую руку так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, а 4 пальца левой руки направить вдоль вектора скорости, то оттянутый на 900 большой палец покажет направление силы Лоренца. Если заряд отрицательный, то направление силы Лоренца противоположно. Св-ва силы Лоренца: 1) она всегда перпендикулярна плоскости, в которой лежат векторы скорости и магнитной индукции, значит перпендикулярна каждому из них; 2)магнитное поле не действует на заряд, движущийся параллельно вектору магнитной индукции, так как в этом случае α=0 и Fл=0; 3) сила Лоренца max, если заряд движется перпендикулярно линиям магнитной индукции (sin 900=1). Благодаря этим св-вам электрический заряд q массой m, влетевший в однородное магнитное поле перпендикулярно линии индукции В, будет двигаться по окружности, поскольку сила Лоренца будет создавать центростремительное ускорение: qvB=mv2/R, тогда R=mv/qB, период и частота вращения не зависят от скорости и определяются св-вами заряда (q/m) и индукцией: T=2πR/v=2πm/qB; v=1/T=qB/2πm. Если заряд влетит под углом 0<α<900, то будет двигаться по винтовой проекции Rв=mvsinα/qB и шагом h=Tvcosα=2πmvcosα/qB. На проводник с током I длиной l в магнитном поле индукцией В действует сила Ампера FA=IBlsinα, где α – угол между направлением тока и вектором магнитной индукции. Определяется правилом левой руки: если расположить левую руку так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, а 4 пальца направить вдоль вектора тока, то оттянутый на 900 большой палец покажет направление силы Ампера. Св-ва: 1) она всегда перпендикулярна плоскости, в которой лежат векторы силы тока и магнитной индукции, значит перпендикулярна каждому из них; 2)магнитное поле не действует на проводник с током, параллельный вектору магнитной индукции, так как в этом случае α=0 и FА=0; 3) сила Ампера max, если проводник с током расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции (sin 900=1).
Если частотный спектр усиливаемого сигнала полностью попадает в полосу пропускания, то частотные искажения сигнала при усилении незначительны, не влияют на диагностическую ценность кривых и считаются допустимыми. Если же спектр усиливаемого сигнала хотя бы частично выходит за пределы полосы пропускания усилителя, то частотные искажения будут значительны и такой усилитель не пригоден для усиления данного сигнала. Полоса пропускания усилителя – область частот в пределах которой коэф. усиления не ниже 0,7Kmax. Коэф. усиления – отношение амплитуды сигнала на выходе к амплитуде на входе: K=Рвых/Рвх=Uвых/Uвх=Iвых/Iвх.
Вискозиметры – приборы для определения вязкости биологических жидкостей. Метод Стокса (метод падающего шарика - только в технике, нужен V>1л). Сила тяжести: F=mg=4/3πr3pg; Сила Архимеда: FA=4/3πr3pжg; Сила трения: Fтр=6πηrv. При достижении равномерного движения сила тяжести становится равной сумме силы трения и силы Архимеда: 4/3πr3pg=4/3πr3pжg+6πηrv. Определяем искомую вязкость η=2(р-рж)r2g/9v. Скорость движения шарика определяется экспериментально. Для этого измеряют время t, за которое шарик равномерно проходит в жидкости расстояние L: v=L/t. Капиллярные методы. Вискозиметр Оствальда. U-образная трубка. Объемы вытекшей эталонной жидкости (воды) и исследуемой жидкости из верхней полости вискозиметра Оствальда объёмом V равны: V=πr4p0ght0/8η0L= πr4pght/8ηL. Отсюда вязкость исследуемой жидкости η=рtη0/p0t0. Для определения вязкости проб крови часто используют вискозиметр Гесса, в котором определяют не время истечения жидкости из капилляра, а расстояние L0 и L, на которые перемещаются вода и кровь за одно и тоже время. η=η0L0/L. Ротационный метод (малое кол-во крови).Этот метод позволяет определить вязкость при различных скоростях сдвига, и поэтому позволяет определить зависимость вязкости от скорости сдвига: η=f(dv/dx). Два цилиндра, внутренний подвешен на нити, внешний может вращаться вокруг своей продольной оси с регулируемой угловой скоростью w. Зазор между цилиндрами наполняют исследуемой жидкостью. Из-за вязкости жидкости при вращении внешнего цилиндра внутренний начинает поворачиваться, достигая равновесия при некотором угле поворота θ=kηw. Билет 21
Возбудимость – состояние ткани, клетки отвечать на раздражение активной специфической реакцией (генерацией нервного импульса, сокращением). Раздражение или стимуляция – процесс воздействия на живой объект внешних факторов, (раздражители – электрический ток, возбуждение при условии I>=Iпор). Порог возбуждения – min сила раздражителя, необходимая для возникновения возбуждения, (кол-венная мера возбудимости тканей). Действие раздражителя приводит к изменению мембранного потенциала клетки: фм=ф0+U, где ф0 – потенциал покоя. Деполяризация – если мембранный потенциал становится выше потенциала покоя, U>0. Гиперполяризация - ниже потенциала покоя, U<0. Возбуждение (только при деполяризации) до определенного значения – критический потенциал, Екр. Потенциал действия - кратковременное изменение мембранного потенциала во времени, которое происходит при возбуждении клетки. Если сила раздражителя ниже порога возбуждения фм<Екр – подпороговый раздражитель. Нет раздражения, есть локальный ответ, проявляющийся в небольшом изменении мембранного потенциала, не достигающем Екр. Если фм>=Екр и клетка возбуждается – пороговый раздражитель. Фаза деполяризации (0,5-1мс). Концентрация Na+ снаружи клетки в десятки раз больше, чем внутри. При достижении Екр в мембране увеличивается проницаемость натриевых каналов и Na+ начинают лавинообразно входить в клетку, быстро повышая мембранный потенциал до фmax. Тогда Na+ накалы закрываются. Проницаемость мембран аксона кальмара: В покое РК+:РNa+:РCl- =1:0,04:0,45 В фазе деполяризации РК+:РNa+:РCl- =1:20:0,45 Фаза реполяризации обусловлена выходом ионов К+ из клетки. Для нервных волокон: 0,5-1мс; для скелетных мышц: 5-10мс; для сердечной мышцы: 300мс. Следовой потенциал продолжается до восстановления потенциала покоя клетки и обусловлен изменением проводимости К+ каналов при возбуждении клетки. Амплитуда потенциала действия равна сумме абсолютных значений потенциала покоя и максимально достигаемого потенциала и составляет 90-120мВ: фд=фmax-ф0. Для каждых клеток она своя. Рефрактерный период – min время, которое разделяет два последовательных потенциала действия. Абсолютная рефрактерность – состояние полной не возбудимости мембран. Относительная рефрактерность – период, когда путем значительного порогового воздействия можно вызвать потенциал действия, хотя его амплитуда будет ниже нормы. Возбуждение на каком-то участке приводит к полной деполяризации мембраны в этом месте, в результате чего потенциал внутри аксона в этом месте повышается до значения φmax, тог как в невозбужденных участках он остается отрицательным и равным потенциалу покоя φ0. Под действием разности потенциалов (φmax-φ0) между возбужденными и невозбужденными участками аксона в аксоплазме возникает локальный ответ, подобный и снаружи. Локальный токи приводят к изменению концентрации зарядов по обе стороны мембраны. Когда мембранный потенциал достигает величины порогового потенциала возбуждения, натриевые каналы открываются, ионы натрия входят в клетку. Тем временем в раннее возбужденном участке идет процесс реполяризации, обусловленный выходом калия наружу. Увеличение диаметра аксона приводит к снижению электрического сопротивления и увеличению силы локальных токов.
Сопротивление ткани max и равно R1 на постоянном токе (ω=0), а с увеличением частоты импеданс сначала быстро уменьшается, а затем, достигнув некоторого значения Z2, остаётся практически неизменным. Такая зависимость указывает на то, что в живой ткани нет элементов, обладающих индуктивностью, но есть элементы, обладающие св-вами ёмкости. Z=R1(R22+XC2)/((R1+R2)2+XC2). Емкостное сопротивление ткани XC=1/ωC определяется её диэлектрическими составляющими. На очень высоких частотах сопротивление емкости стремится к нулю и импеданс живой ткани стремится к min значению: Z=R1R2/R1+R2. R1- сопротивление кожи, R2 – сопротивление цитоплазмы, крови. Зависимость импеданса ткани от частоты переменного тока определяется физиологическими особенностями ткани, что позволяет использовать измерения их электропроводимости в биологических и мед. исследованиях. Для живой ткани обычно R1>>R2, поэтому на средних частотах, когда (1/ωC)<
Дефибрилляция – воздействие на сердце мощным одиночным импульсом тока длительностью tи=2-5мс,применяется либо при остановке сердца, либо при нерегулируемой аритмии. Один электрод под лопатку, другой на грудь. Напряжение 5-7 кВ, сила тока – 1А. На обнаженном сердце напряжение 1,5-2,5кВ. Мощный кратковременный импульс вызывает одновременное сокращение мышц миокарда.
14 суток – 120960секунд; 0,3мКи=0,3*10-3*3,7*1010=1,11*107Бк; 0,69МэВ=0,69*106*1,6*10-19=1,104*10-13Дж. А=0,69N/T; N=АТ/0,69. D=E/m=E1N/m=E1AT/0,69m. k=1. H=kD=1*1,104*10-13*1,11*107*120960/0,69*70=3,1*10-3Зв.
Рассмотрим замкнутый контур, по которому течет ток I, который создает магнитное поле, индукция И которого пропорциональна силе тока I. B=µµ0I/2r. Магнитный поток Ф через этот контур тоже будет пропорционален силе тока в контуре: Ф=LI, где L – коэф. пропорциональности (коэф. самоиндукции или индуктивность контура), [1Гн=1Вб/А] – индуктивность контура, в котором ток в 1 А создаёт магнитный поток через контур в 1 Вб. Если ток в контуре постоянный, то и магнитный поток Ф постоянный. Но если I контуре изменяется, то и Ф изменяется, в результате в контуре возникает ЭДС самоиндукции: ЭДСсамоинд=(-dФ/dt)= -L(dI/dt). При быстром замыкании или размыкании цепи величина этой ЭДС может быть очень большой, и вызываемые ею индукционные токи (экстратоки) могут выводить из строя приборы, включенные в эту цепь. Поэтому мощные нагрузки включаются в цепь медленно, через специальные устройства (реостаты). Магнитное поле обладает энергией, которая зависит от силы тока, создающего это магнитное поле, и магнитного потока через контур с током, а также от силы тока и индуктивности контура: Wм=1/2ФI=1/2LI2=Ф2/2L. Электрический ток создаёт магнитное поле, которого определяется силой тока и индуктивностью контура.
Всасывающее действие трубы. Уравнение Бернули: рv12/2+P1=рv22/2+P2; v2=(2∆P/p+v12)=1,7м/с. Билет 22
Создание электронного микроскопа стало возможным после установления волновых св-в микрочастиц, в том числе и электронов. Началом стало установление корпускулярно-волнового дуализма света, что в итоге привело к установлению волновых св-в микрочастиц и развитию квантовой механики. Ньютон полагал, что свет – это поток частиц, чем объяснял прямолинейность его распространения. Опыты Френеля, Юнга по дифракции и интерференции света доказали, что свет – это волна, характеризующаяся частотой v, периодом Т и длиной волны L=c/v. Планк пришёл к выводу, что тела испускают и поглощают свет маленькими порциями – световыми квантами (фотонами), e=hv, где h=6,63*10-34Дж*с – постоянная Планка. Была доказана двойственная природа света: с одной стороны, свет – электромагнитная волна с частотой v и длиной волны L=c/v, а с другой – поток частиц (фотонов) с энергией е и импульсом р, причем эти характеристики связаны через h: е=hv; p=h/L. Де Бройль предложил, что: микрочастице с импульсом р=mv (имеющей массу и скорость) соответствует некий волновой процесс с длиной волны LБР=h/p=h/mv. Для проверки этой гипотезы взяли электроны, так как их масса хорошо известна, Екин зависит от ускоряющего напряжения U, приложенного между анодом и катодом электронной пушки: 1/2mv2=eU. Умножая обе части уравнения на 2m, найдём зависимость импульса и длины волны де Бройля электронов от ускоряющего напряжения: p=mv=2meU. LБР=h/mv=h/2meU. Наличие у электронов заряда и волновых св-в с малой длины волны позволило создать электронный микроскоп. Все пространство микроскопа находится в высоком вакууме. Катод электронной пушки 1 является источников электронов, которые разгоняются под действием высокого напряжения U анода до необходимой скорости и длины волны де Бройля. Пучок электронов собирается линзой – конденсором на исследуемом образце АВ и после рассеивания на нём электроны проходят последовательно через две электронные линзы 4 и 5, поочередно создающие увеличенные электронные изображения. Затем изображение проецируется на люминесцентный экран 7 , преобразующий электронное изображение в видимое. Предел разрешения определяется формулой Аббе: Zэл=0,5LБР/A=h/2А2meU. Числовая апертура обычно мала А=sinu=0,001, но за сёт высокого ускоряющего напряжения U и малой длиной волны де Бройля предел разрешения может составлять единицы и доли нанометра. Недостаток: сложность приготовления образцов.
Важнейшим фактором, определяющим электрическое сопротивление кожи, является толщина рогового слоя эпидермиса и его состояние. Если неороговевающие слои эпидермиса содержат до 70% воды, то роговой слой – лишь 10%, что обуславливает его высокое сопротивление. Но при выделении пота и при наложении влажных электродных прокладок роговой слой может впитывать воду, что снижает его сопротивление. Прокладки налаживают также для устранения прижигающего действия тока под сухими электродами. При увеличении площади электрода переходное сопротивление кожа-электрод уменьшается, но при этом увеличиваются помехи от биопотенциалов работающих мышц.
|