Характерные свойства потенциала действия

1) наличие порогового значения деполяризующего потенциала;

2) 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;

3) есть период рефрактерности (невозбудимости мембраны) во время развития потенциала действия и остаточных явлений после снятия возбуждения;

4) 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.

 

 

4. Построение спектра рентгеновского излучения в зависимости от тока накала, напряжения на катоде, материала антикатода.

 

l Тормозное рентгеновское излучение возникает вследствие торможения электрона электростатическим полем атомов.

l Источником рентгеновского излучения является рентгеновская трубка.

1)Подогревный катод

2)Анод (антикатод)

3)Рентгеновское излучение

4)Электроны

l Тормозное излучение имеет коротковолновую границу lmin, 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 .

l 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.

l 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.

l 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.

 

5. Автоволны в активной среде.

АВТОВОЛНЫ В АКТИВНО-ВОЗБУДИМЫХ СРЕДАХ (ABC)

При распространении волны в активно-возбу­димых средах не происходит переноса энергии. Энергия не переносится, а освобождается, когда до участка ABC доходит возбуждение. Можно провес­ти аналогию с серией взрывов зарядов, заложенных на некотором расстоянии друг от друга (например, при тушении лесных пожаров, строительстве, мели­оративных работах), когда взрыв одного заряда вы­зывает взрыв рядом расположенного и так далее. Лесной пожар также является примером распрост­ранения волны в активно- возбудимой среде. Пламя распространяется по области с распределенными запасами энергии — деревья, валежник, сухой мох.

Основные свойства волн, распространяющихся в активно-возбудимых средах (ABC)

Волна возбуждения распространяется в ABC без затухания; прохождение волны возбуждения связа­но с рефрактерностью — невозбудимостью среды в течение некоторого промежутка времени (периода рефрактерности).

Так, в возбудимых тканях образование потенци­ала действия связано с периодом рефрактерности (R) — периодом не возбудимости клеток в течение времени возбуждения t и еще некоторого времени R-t (рис. 4в).