fizika_1 ответы на вопросы!!!!!!!!!!!!!!!. Действие раздражителя приводит к изменению мембранного потенциала клетки ф
 Скачать 242.72 Kb.
|
|
Запишите уравнение, описывающее пассивный транспорт ионов через клеточную мембрану. Электрохимический потенциал – свободная энергия 1 моля р-ра. Свободная энергия – тот термодинамический потенциал, который определяет способность какой-либо физико хим. системы совершать полезную работу. µ=µ0+RTlnC+zFφ, где µ0- часть хим. потенциала 1 моля р-ра, определяется энергией хим. связи растворённого в-ва с растворителем; С- молярная концентрация растворенного в-ва; φ – электрический потенциал р-ра; Z – заряд растворённых ионов; F- число Фарадея, R – универсальная газовая постоянная; Т – абсолютная температура р-ра.
Q=V/t; Q=vS=vπr2; v=V/tπr2=6*10-5/0,25*3,14*2,25*10-4=0,4м/с. Reкр=900-1600, Re
Эйнтховен предложил рассматривать сердце как электрический диполь расположенный в центре равностороннего треугольника: R – правое плечо, L – левое плеча, F – основание торса. Разность потенциалов между двумя определёнными точками на теле человека – отведение. I,II,III – «стандартные отведения» предложенные Эйнтховеном. I отведение – разность потенциалов между правой и левой рукой, II отведение – между правой рукой и левой ногой, III отведение – между левой рукой и левой ногой. Закон Эйнтховена: UI+UII=UIII. В униполярных усиленных отведениях aVR, aVL, aVF регистрируют разность потенциалов между одной из вершин треугольника и усреднённым потенциалом двух других его вершин, для сего последние соединяют между собой двумя равными сопротивлениями. Униполярные отведения определяют проекции электрического вектора сердца на биссектрисы соответствующих углов R, L, F треугольника. Три стандартных и три усиленных отведения определяют поведение электрического вектора сердца лишь в плоскости треугольника Эйнтховена, и не дают никакой информации о проекциях этого вектора на направление, перпендикулярное этой плоскости. Поэтому регистрируют ещё 6 грудных отведений. Они представляют собой разность потенциалов между общей точкой треугольника и одной из 6 фиксированных точек на грудной клетке пациента.
Дозиметрические приборы – устройства для измерения доз ионизирующих излучений или активности объектов, содержащих радионуклиды. Дозиметры – предназначены для измерения дозы (экспозиционной) X’=dX/dt=dQ/mdt=I/m [А/кг или кл/с*кг]. Он состоит из детектора (на него падает излучение, и подключено питание) и электронно-измерительного устройства (осуществляет преобразование сигнала в форму, удобную для регистрации). Конденсаторный дозиметр содержит ионизационную камеру, заполненную воздухом. В камере находятся электроды, которые перед началом использования заряжаются до разности потенциалов U1 и приобретают заряд q1. Под действием ионизирующего излучения в камере образуются ионы. Изменяется разность потенциалов и заряд электродов. q1-q2=∆q=C(U1-U2). Тогда Х=∆q/m=C(U1-U2)/pV=k(U1-U2)=k∆U, m – масса воздуха, р- плотность, V – объём в камере, k – постоянная. Дозиметры позволяют определять индивидуальные дозы, полученные персоналом. Радиометры – предназначены для измерения удельной активности объектов, чащt объёмной Av=A/V [Бк/м3 или Ки/л]. Радиометр и исследуемый объект помещены в камере с толстыми свинцовыми стенками. До начала измерений радиоактивности объекта – измеряют начальную фоновую активность с пустой кюветой. Av=(N2/t2-N1/t1)/P, где Р – коэф. чувствительности радиометра к излучению смеси радионуклидов в пробе.
α=α0L; α0=α/L=30/2=150/мм. Билет 17
Объём вязкой жидкости, ламинарно протекающей по участку гладкой трубы длиной L и радиусом r за время t, определяется формулой Пуазейля: V=(πr4(P1-P2)t)/(8ηL) –объём жидкости протекающей через трубку за время t; Q=V/t=(πr4(P1-P2)/(8ηL) – объёмная скорость течения жидкости; Х=∆P/Q=(8ηL)/(πr4) – гидравлическое сопротивление трубы; Формула Гагена-Пуазейля Q=(P1-P2)/Х (по аналогии с законом Ома). При последовательном соединении сосудов общее сопротивление определяется суммой гидравлических сопротивлений их отдельных участков: Х=Х1+Х2+…+Хn,а при параллельном ветвлении сосудистого русла 1/Х=1/Х1+1/Х2+…1/Хn. В любой точке сосудистой системы давление крови: Рсс=Р0+pgh+P, где Р0 – атмосферное давление (в правом предсердии); pgh – гидростатическое давление; Р – давление, создаваемое сердцем. Трансмуральное давление – разность давление на внутреннюю и наружную стенки сосуда, является важнейшей характеристикой состояния системы кровообращения. На трансмуральное давление влияет сила гидростатического (весового) давления. Если бы сердце не работало в вертикальном положении, кровь стекала бы в сосуды нижней части тела. Верхний уровень расположился бы в области сердца, где давление равнялось бы атмосферному, то есть трансмуральное давление =0. На некоторой высоте р, отсчитываемой вниз от этого уровня, давление имело бы значение pgh, т.е. определялось бы только гидростатическим давлением. В сосудистой системе живого человека оттоку крови из верхней части вертикально расположенного тела препятствует работа сердца, рефлекторное сужение венозных сосудов ног в стоячем положении, которое сильно уменьшает способность этих сосудов растягиваться и накапливать кровь, а также способствует венозному возврату крови в сердце. Движение крови по сосудистой системе происходит за счёт превышения давления. В аорте и крупных артериях падение давления невелико. В артериолах наблюдается max падение давления поскольку для совокупности артериол происходит большое увеличение гидравлического сопротивления. В венах, впадающих в сердце, давление ниже атмосферного. Сосудистая система обладает min площадью сечения в области аорты, где наблюдается max линейная скорость крови 0,5м/с. По мере перехода к более мелким сосудам суммарная площадь их сечения увеличивается, а скорость кровотока уменьшается, составляя в капиллярах 0,5мм/с. В венозной части суммарная площадь сечения уменьшается, что приводит к возрастанию скорости кровотока. Прямое измерение кровяного давления (прямая монометрия) осуществляется непосредственно в сосуде или в полости сердца, куда вводится катетер, передающих давление на внешний измерительный прибор. Преимущества: возможность одновременного отбора проб крови или ввода лекарственных препаратов, высокая точность измерений. Недостатки: высокая степень дезинфекции. Прямые измерения – единственный способ определения кровяного давления в полостях сердца и центральных сосудах. Непрямые измерения (компрессионные) осуществляются без нарушения целостности сосудов и тканей путём уравновешивания давления внутри сосуда известным внешним давлением через его стенку и мягкие ткани тела. Пальпаторный метод Рива-Роччи. Измеряет систолическое давление посредством прощупывания пульса на лучевой артерии после создания высокого давления в манжете, наложенном на плечо, и последующей медленной декомпрессии. Аускультативный метод. Основан на установлении систолического и диастолического давления по возникновению и исчезновения в артерии особых звуковых явлений – тонов Короткова. Методы определения скорости кровотока. Эффект Доплера состоит в изменении частоты волн, воспринимаемых некоторым приёмником, в зависимости от относительной скорости движения источника и наблюдателя. Когда источник и приёмник неподвижны, то частота волн, регистрируемых приёмником, совпадает с частотой волн, испускаемых источником vпр=vист. Если источник приближается к приёмнику, частота воспринимаемого волнового процесса увеличивается vпр>vист. При удалении источника всё происходит наоборот. Разность принимаемой и излучаемой частот ∆v= vпр-vист – доплеровский сдвиг зависит от скорости крови. Представим кровеносный сосуд, на некотором участке которого необходимо определить скорость движения крови. От источника ультразвука на кровеносный сосуд направляется пучок ультразвуковых волн с частотой vист. Некоторый объём кори отражает волны в разных направлениях, и в направлении приёмника ультразвука. Широкое применение метода обусловлено неинвазивностью (сосуд не повреждается), высокой точностью. Электромагнитный метод основан на эффекте Холла. Пусть в некоторой проводящей электрический ток среде со скоростью движутся электрические заряды. Если эту среду поместить в магнитное поле с индукцией В, направленной перпендикулярно направлению скорости движения зарядов, то на заряды будет действовать сила Лоренца F=qvВ. Под действием этой силы положительные заряды отклоняются в одну сторону, отрицательные в другую. Возникает разность потенциалов, из которой можно определить линейную скорость кровотока.
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.
С повышением напряжения между катодом и анодом рентгеновской трубки (U2>U1) в спектре тормозного рентгеновского излучения уменьшается Lmin и излучение становится более жестким. Поэтому регулировка жесткости излучения в рентгеновских аппаратах осуществляется изменением напряжения между катодом и анодом рентгеновской трубки. Lmin (vmax) рентгеновского излучения при заданном напряжении U на трубке: Lmin=c/vmax=hc/eU=1,23/U(кВ).
B=µµ0I/2r=4π*10-7*2/2*0,2=62,8*10-7Тл, Тл=кг/с2·А
Ультразвуковая томография позволяет получать изображения различных сечений исследуемого органа. Ультразвуковая диагностика широко распространена в клинике благодаря высокой разрешающей способности при визуализации исследуемого объекта, возможность проведения многократных исследований, безопасность, отсутствие противопоказаний, не инвазивные, информативные. Затруднена диагностика органов, наполненных воздухом (лёгкие, полый мочевой пузырь, кишечник) из-за отражения ультразвуковых волн на границе ткань – воздух.
AS=A/S; A=LN=0,69N/T; AS=0,69*2000/109*10-4=13,8*10-3Бк/м2. Ответ: 13,8-3Бк/м2. Билет 18
Будем считать, что за малый промежуток времени dt распадается число ядер dN. Очевидно, это число пропорционально промежутку времени dt и общему числу нераспавшихся к данному моменту радиоактивных ядер N. Тогда, дифференциальное уравнение, описывающее процесс распада, приобретает следующий вид: dN=-LNdt. «-» - указывает на убыль числа нераспавшихся со временем ядер. Коэф. L (с-1) зависит от вида ядер – постоянная распада. Введем начальное условие, обозначив число нераспавшихся ядер в исходный момент времени через N0 (N=N0 при t=0). Решение с учётом этого условия имеет вид: N=N0e-Lt. Значит, закон радиоактивного распада показывает, что число нераспавшихся ядер атомов убывает со временем экспоненциально. Скорость распада определяется постоянной радиоактивного распада, входящей в показатель экспоненты. Период полураспада Т – время, за которое распадается половина начального кол-ва радиоактивных ядер. Чтобы найти связь между постоянной распада и периодом полураспада, подставим в уравнение t=T. Тогда N0/2=N0e-LT; отсюда 2=eLT или LT=ln2, тогда Т=ln2/L=0,69/L. Среднее время жизни τ – промежуток времени, за который число нераспавшихся ядер убывает в е раз. τ=1/L=T/0,69=1,44T.
Физиологический ответ возбудимой ткани на действие электрического тока (генерация потенциала действия в клетках, возникновение нервных импульсов) возникает, когда сила тока Iстим>=Iпор. Но при этом сила тока не должна превышать безопасных значений: Iпор Величина порогового тока зависит от вида ткани, от длительности и формы импульса тока. Реобаза R – min значение порогового тока для данной ткани, наблюдается при tu>=tполезн, способное вызывать возбуждение при действии на ткань в течение полезного времени. Хроноксия tхр – длительность импульса, для которого пороговый ток вдвое больше реобазы: Iпор=2R. Зависимость порогового тока от длительности tu прямоугольного импульса приблизительно описывается уравнение Вейса-Лапика: Iпор=a/tu+b, где а (Кл) и b (мА)–константы, зависящие от вида ткани. 1) при tu стремящемся к бесконечности, значение Iпор=b, значит b=R, b в [А или мА]; 2) при tu=tхр, то Iпор=2R и по уравнению Вейса-Лапика: а=Rtхр. Реально I0=0,1мА-50мА. Тепловые эффекты при электростимуляции незначительны.
Лазеры – источники электромагнитного излучения, основанные на явлении вынужденного излучения квантовых систем. Вынужденное излучение возникает под действием внешнего резонансного излучения (затравочного кванта) частотой (Е2-Е1)/h. Вынужденное излучение, возникающее вследствие стимулированного внешним резонансным электромагнитным излучением перехода квантовой системы из возбужденного состояния в основное. Оно сопровождается излучением кванта hv резонансного излучения. Вероятность вынужденного излучения пропорциональна интенсивности падающего излучения, т.е. числу квантов N0, падающих на систему в единицу времени, а также населенности n2 верхнего уровня: Nвын=BN0n2. Вынужденное излучение по всем характеристикам совпадает с падающим (стимулирующим) излучением, поэтому вынужденно испущенный квант невозможно отличить от кванта вынуждающего излучения. Если на квантовую систему в единицу времени падает N0 резонансных квантов (hv=E2-E1), то часть их поглощается Nпогл=BN0n1, а часть таких же квантов испускается Nвын=BN0n2. Тогда кол-во квантов, направленно прошедших за единицу времени сквозь такую среду Nпро=N0 -BN0n1+BN0n2= N0+(n2 - n1)BN0. Усиление падающего излучения происходит, если Nпро>N0, т.е. n2>n1. Если создать в среде инверсную заселенность n2>n1, то такая среда – активная илиусиливающая. Получить активную среду можно путём оптической накачки (твердые тела, жидкости) – происходит за счёт поглощения световых квантов А+hv=A*. Накачки электронным ударом (газ) – происходит за счёт энергии потока е в электрическом разряде А+е=А*. Химической накачки – происходит за счёт энергии хим. р-ций: А+В=АВ*. |