Потенциал покоя, потенциал действия.
Потенциалом действия называется электрический импульс, обусловленный изменением ионной проницаемости мембраны и связанный с распространением по нервам и мышцам волны возбуждения.
Опыты по исследованию потенциала действия проведены на гигантских аксонах кальмара методом микроэлектродов с использованием высокоомных измерителей напряжения, а также методом меченых атомов.
Если по какой-то причине м превысит мпор (пороговый потенциал), то в мембране развивается процесс резкого повышения мембранного потенциала.
Достигнув некоторого максимального значения мрев (потенциала реверсии), мембранный потенциал возвращается к значению потенциала покоя jм, совершив нечто вроде затухающего колебания. В нервных волокнах и скелетных мышцах длительность потенциала действия около 1 мс (а в сердечной мышце около 300 мс).
Характерные свойства потенциала действия
наличие порогового значения деполяризующего потенциала;
закон "все или ничего", то есть, если деполяризующий потенциал больше порогового, развивается потенциал действия, амплитуда которого не зависит от амплитуды возбуждающего импульса и нет потенциала действия, если амплитуда деполяризующего потенциала меньше пороговой;
есть период рефрактерности (невозбудимости мембраны) во время развития потенциала действия и остаточных явлений после снятия возбуждения;
в момент возбуждения резко уменьшается сопротивление мембраны.
В модели нужно отобразить два этих графика. Задаем воздействие (полярность, амплитуду, длительность) и наблюдаем ответ - генерацию потенциала действия. Вид нагрузки емкостная (см. рис. - эквивалентная электрическая схема биологической ткани).
Рис. Эквивалентная электрическая схема биологического объекта.
П
остроение
спектра рентгеновского излучения в
зависимости от тока накала, напряжения
на катоде, материала антикатода.
Тормозное рентгеновское излучение возникает вследствие торможения электрона электростатическим полем атомов.
Источником рентгеновского излучения является рентгеновская трубка.
1)Подогревный катод
2)Анод (антикатод)
3)Рентгеновское излучение
4)Электроны
Тормозное излучение имеет коротковолновую границу min, называемую границей сплошного спектра, которая соответствует ситуации, при которой вся энергия электрона переходит в энергию рентгеновского кванта
,
где U
— разность
потенциалов между анодом и катодом.
Граничная длина
волны не зависит от материала анода, а
определяется только напряжением на
трубке
.
Если увеличить температуру накала катода, то возрастут эмиссия электронов и сила тока в трубке. Это приведет к увеличению числа фотонов рентгеновского излучения, испускаемых каждую секунду. Спектральный состав его не изменится.
Мощность излучений зависит также от интенсивности торможения электронов в веществе анода, что зависит от его природы. Как показывает опыт, при изменении вещества анода мощность тормозного излучения возрастает пропорционально атомному номеру элемента.
Таким образом, в целом поток энергии тормозного излучения пропорционален квадрату напряжения между катодом и анодом U2, силе тока в цепи трубки I и атомному номеру вещества анода Z:
,
где k
= 10-9
В-1.
Строим следующие зависимости:
- минимальная длина волны от ускоряющего напряжения (как правило, ускоряющее напряжение в киловольтах (до 200 кВ), длина волны должна попадать в промежуток 80 – 0,0001 нм – диапазон рентгеновского излучения);
- поток энергии излучения от ускоряющего напряжения (пределы те же – до 200 кВ);
- поток энергии излучения от тока накала (ток небольшой микро и миллиамперы);
- поток энергии излучения от атомного номера (вольфрам, молибден, хром, серебро, медь, алюминий – по крайней мере эти металлы).
Последние три отдельные графика по общей формуле , где k = 10-9 В-1.
Таким образом, на экране должны быть поля и движки для задания этих трех аргументов: напряжения, тока и атомного номера и четыре графика указанных выше. Причем в заданных пределах сами графики должны быть построены, а текущее положение отмечено точкой, т.е. изменяя какой-либо аргумент, мы наблюдаем, как смещается точка одновременно на всех графиках.