Материал: kompendium_po_fizike

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
background image

111

мембрана

имеет

непосредственный

контакт

с

внешним

раствором

(

рисунок

 40). 

Наличие

миелиновой

оболочки

позволяет

увеличить

скорость

распространения

возбуждения

примерно

в

 25 

раз

по

сравнению

с

немиелинизированным

волокном

уменьшает

энергозатраты

организма

так

как

уменьшается

общее

количество

ионов

пересекающих

мембрану

 – 

ионы

перемещаются

только

в

области

перехватов

Ранвье

Рассмотрим

процесс

распространения

возбуждения

по

безмиелиновым

нервным

волокнам

При

возбуждении

участка

нервного

волокна

  (

рисунок

 41) 

происходит

деполяризация

данного

участка

При

деполяризации

с

наружной

стороны

мембран

возникает

отрицательный

электрический

потенциал

а

с

внутренней

стороны

 – 

положительный

потенциал

Между

возбужденным

и

невозбужденным

участками

нервного

волокна

возникнут

локальные

электрические

токи

так

у

возбужденного

участка

внутренняя

поверхность

имеет

положительный

заряд

а

у

невозбужденного

участка

 – 

отрицательный

электрический

заряд

и

между

ними

возникает

разность

потенциалов

По

поверхности

нервного

волокна

локальный

электрический

ток

течет

от

невозбужденного

участка

к

возбужденному

внутри

волокна

электрический

ток

течет

в

обратном

направлении

 – 

от

возбужденного

участка

к

невозбужденному

.  

Эти

локальные

токи

являются

раздражителями

для

невозбужденных

участков

непосредственно

примыкающих

к

возбужденному

участку

В

них

также

возникает

возбуждение

(

потенциал

действия

). 

В

то

же

время

локальные

токи

приводят

к

тому

что

возбужденные

участки

приходят

в

состояние

покоя

 – 

в

них

ПД

сменяется

ПП

Возбужденные

участки

в

свою

очередь

предают

сигнал

дальше

и

процесс

распространяется

вдоль

аксона

. (

Существует

Рисунок

 41. 

Распространение

потенциала

действия

по

волокну

background image

112

внешняя

аналогия

между

распространением

нервного

импульса

и

распространением

огня

по

бикфордову

шнуру

).  

В

миелинизированном

волокне

распространение

импульса

возбуждение

происходит

за

счет

локальных

токов

которые

вынуждены

циркулировать

между

соседними

перехватами

Ранвье

(

рисунок

 42). 

Передача

возбуждения

происходит

быстрее

чем

в

немиелинизированном

волокне

Рисунок

 42. 

Распространение

потенциала

действия

по

миелинизированному

волокну

Калиевые

и

натриевые

каналы

открываются

только

в

перехватах

Ранвье

так

как

миелин

является

хорошим

изолятором

таким

образом

импульс

  «

перескакивает

» 

с

одного

перехвата

на

другой

 – 

такое

поведение

называется

сальтаторным

Миелинизация

аксона

позволяет

достигать

высокой

скорости

передачи

импульса

при

очень

малом

диаметре

волокна

Это

дало

позвоночным

важное

эволюционное

преимущество

и

во

многом

обусловило

их

дальнейшее

развитие

background image

113

ВНЕШНИЕ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

ПОЛЯ

ТКАНЕЙ

И

ОРГАНОВ

1. 

Электрическое

поле

и

его

характеристики

Электрическое

поле

 – 

это

разновидность

материи

посредством

которой

осуществляется

силовое

воздействие

на

электрические

заряды

находящиеся

в

данном

поле

Силовой

характеристикой

электрического

поля

является

напряженность

  (

E

), 

равная

отношению

силы

действующей

в

данной

точке

поля

на

точечный

заряд

к

величине

этого

заряда

q

F

E

Напряженность

 – 

вектор

направление

которого

совпадает

с

направлением

силы

действующей

в

данной

точке

поля

на

положительный

точечный

заряд

Напряженность

электрического

поля

созданная

точечным

зарядом

на

расстоянии

r

от

него

равна

2

0

4

r

q

E



Электрическое

поле

изображается

графически

силовыми

линиями

касательные

к

которым

совпадают

с

направлением

напряженности

поля

в

соответствующих

точках

Силовые

линии

направлены

от

положительных

зарядов

к

отрицательным

Линии

проводят

с

такой

густотой

чтобы

число

линий

проходящих

через

единичную

площадку

перпендикулярную

им

было

пропорционально

значению

напряженности

электрического

поля

в

месте

расположения

площадки

Электрическое

поле

называют

однородным

если

напряженность

во

всех

точках

пространства

одинакова

по

величине

и

направлению

 (

рисунок

 43): 

const.

E

  

background image

114

Рисунок

 43. 

Однородное

и

неоднородное

электрические

поля

При

перемещении

заряда

из

одной

точки

поля

в

другую

силы

поля

совершают

работу

которая

не

зависит

от

формы

пути

Отношение

работы

к

заряду

не

зависит

от

заряда

и

является

энергетической

характеристикой

поля

относящейся

к

двум

конкретным

точкам

Эта

характеристика

называется

разностью

потенциалов

:

  

q

A

U

2

1

2

,

1

Потенциал

точки

электрического

поля

численно

равен

работе

совершаемой

силами

поля

по

перемещению

единичного

положительного

заряда

из

данной

точки

в

бесконечно

удаленную

точку

пространства

.  

q

A

Потенциал

поля

точечного

заряда

в

точке

удаленной

на

расстояние

r

можно

найти

по

формуле

r

q

0

4



Работа

совершаемая

электрическим

полем

по

перемещению

заряда

из

одной

точки

в

другую

qU

q

A

)

(

2

1

Как

видно

работа

не

зависит

от

траектории

по

которой

перемещается

заряд

Если

заряд

перемещается

по

замкнутой

траектории

работа

равна

нулю

Для

электрических

полей

применим

принцип

суперпозиции

n

E

E

E

E

...

2

1

n

...

2

1

background image

115

2. 

Электрический

диполь

Поле

диполя

Диполь

в

электрическом

поле

Система

состоящая

из

двух

равных

но

противоположных

по

знаку

точечных

электрических

зарядов

расположенных

на

расстоянии

l

друг

от

друга

называется

электрическим

диполем

Основной

характеристикой

диполя

является

электрический

(

дипольный

момент

p

равный

произведению

заряда

q

на

плечо

диполя

l

Дипольный

момент

 – 

это

вектор

который

направлен

от

отрицательного

заряда

к

положительному

 (

рисунок

 44): 

l

q

p

Рисунок

 44. 

Электрический

диполь

Поместим

диполь

во

внешнее

однородное

электрическое

поле

напряженностью

(

см

рисунок

 45). 

На

положительный

заряд

будет

действовать

сила

qE

F

направленная

по

полю

а

на

отрицательный

заряд

 – 

сила

qE

F

направленная

против

поля

Силы

равны

по

модулю

и

образуют

момент

пары

сил

E

p

M

Или

в

скалярной

форме

sin

sin

qEl

pE

M

Рисунок

 45. 

Диполь

в

однородном

электрическом

поле

Рисунок

 46. 

Диполь

в

неоднородном

электрическом

поле

Рассмотрим

диполь

в

неоднородном

электрическом

поле

(

рисунок

 46). 

На

диполь

будут

действовать

силы

qE

F

и

qE

F

Источник: https://files.student-it.ru/previewfile/6211