Материал: kompendium_po_fizike
116
Найдем
равнодействующую
этих
сил
:
)
(
E
E
q
qE
qE
F
F
F
Введем
величину
l
E
E
/
)
(
,
характеризующую
среднее
изменение
напряженности
,
приходящееся
на
единицу
длины
диполя
.
Т
.
к
.
обычно
l
невелико
,
то
приближенно
можно
считать
:
dx
dE
l
E
E
/
/
)
(
Тогда
равнодействующая
сил
dx
dE
p
dx
dE
ql
F
.
В
неоднородном
электрическом
поле
на
диполь
,
кроме
момента
сил
,
действует
сила
,
зависящая
от
степени
неоднородности
поля
dx
dE
/
.
Если
диполь
ориентирован
в
неоднородном
электрическом
поле
не
вдоль
силовой
линии
,
то
на
него
дополнительно
будет
действовать
еще
и
вращающий
момент
.
Поэтому
свободный
диполь
практически
всегда
будет
перемещаться
в
область
большей
напряженности
поля
.
Электрический
диполь
является
источником
электрического
поля
.
Потенциал
такого
поля
в
точке
А
,
удаленной
на
расстояние
r
от
диполя
:
2
0
4
cos
r
p
где
α
–
угол
между
вектором
p
и
направлением
от
диполя
на
точку
А
(
рисунок
47).
Рисунок
47.
К
вычислению
потенциала
поля
диполя
Диполь
является
источником
электрического
поля
.
На
рисунке
48
показано
электрическое
поле
,
создаваемое
диполем
,
и
эквипотенциальные
поверхности
(
пунктиром
).
117
Рисунок
48.
Силовые
и
эквипотенциальные
линии
поля
диполя
3.
Понятие
о
мультиполе
.
Волокно
миокарда
как
диполь
Мультиполи
–
нейтральные
системы
электрических
зарядов
,
обладающие
определенной
симметрией
.
Характеризуются
порядком
l (l = 0, 1, 2…).
Количество
зарядов
в
такой
системе
l
N
2
.
Мультиполем
нулевого
порядка
является
точечный
заряд
,
первого
порядка
–
диполь
,
второго
–
квадруполь
(2
положительных
и
2
отрицательных
заряда
),
третьего
–
октуполь
(4
положительных
и
4
отрицательных
заряда
),
и
т
.
д
. (
рисунок
49).
Потенциалы
полей
,
создаваемых
мультиполями
,
быстро
убывают
с
расстоянием
.
Так
,
для
точечного
заряда
r
1
~
,
для
диполя
2
1
~
r
,
для
квадруполя
3
1
~
r
,
для
октуполя
4
1
~
r
и
т
.
д
.
Рисунок
49.
Диполь
,
квадруполь
и
октуполь
Электрическое
поле
,
создаваемое
электрически
нейтральной
системой
зарядов
,
можно
приближенно
представить
как
сумму
электрических
полей
,
создаваемых
диполем
,
квадруполем
,
октуполем
и
т
.
д
.
Наибольший
вклад
в
суммарное
поле
вносит
118
диполь
,
поэтому
можно
ограничиться
рассмотрением
только
дипольной
составляющей
электрического
поля
.
Волокно
миокарда
ведет
себя
в
физическом
отношении
как
переменный
диполь
,
характеризующийся
определенной
величиной
и
направлением
.
Общее
электрическое
поле
сердца
образуется
в
результате
сложения
полей
многочисленных
отдельных
волокон
сердца
.
Такое
поле
можно
приближенно
рассматривать
как
поле
,
создаваемое
токовым
диполем
,
который
называют
интегральным
электрическим
вектором
сердца
(
электрическим
генератором
сердца
).
4.
Дипольный
эквивалентный
электрический
генератор
сердца
В
проводящей
среде
возникает
движение
свободных
зарядов
,
что
приводит
к
нейтрализации
диполя
.
Если
подключить
к
диполю
источник
напряжения
,
то
диполь
в
таком
поле
будет
сохраняться
(
рисунок
50).
Резистор
R
1
является
эквивалентом
проводящей
среды
,
ε
–
ЭДС
источника
с
внутренним
сопротивлением
r
.
Из
закона
Ома
для
полной
цепи
)
(
r
R
I
,
при
условии
R
r
,
r
I
.
Такая
система
,
состоящая
из
истока
и
стока
,
называется
токовым
диполем
(
дипольным
электрическим
генератором
)
.
Основным
параметром
токового
диполя
является
его
дипольный
момент
D
=
Il,
где
I
–
сила
тока
в
цепи
дипольного
генератора
,
l
–
расстояние
между
истоком
и
стоком
диполя
.
Рисунок
50.
Дипольный
токовый
генератор
119
В
соответствии
с
принципом
эквивалентного
генератора
сердце
заменяют
эквивалентным
генератором
тока
,
электрическое
поле
которого
близко
по
свойствам
электрическому
полю
,
созданному
сердцем
(
рисунок
51).
Рисунок
51.
Эквипотенциальные
линии
сердца
5.
Физические
основы
электрокардиографии
и
вектор
-
кардиографии
.
Теория
Эйнтховена
Электрокардиография
−
регистрация
электрических
процессов
в
сердечной
мышце
,
возникающих
при
ее
возбуждении
.
Этот
метод
нашел
широкое
применение
вследствие
доступности
и
безвредности
.
Электрокардиография
является
одним
из
основных
диагностических
методов
при
исследовании
деятельности
сердца
и
используется
для
диагностики
нарушений
сердечно
-
сосудистой
системы
и
оценки
общего
состояния
здоровья
человека
.
Согласно
теории
Эйнтховена
,
сердце
есть
токовый
диполь
с
дипольным
моментом
,
который
,
поворачиваясь
,
изменяет
свое
положение
во
время
сердечного
цикла
,
и
описывает
сложную
пространственную
кривую
,
которую
приближенно
можно
считать
лежащей
в
плоскости
грудной
клетки
.
Эта
кривая
имеет
три
характерные
петли
,
обозначаемые
P, QRS
и
T.
Эта
кривая
показана
на
рисунке
52.
120
Рисунок
52.
Кривая
,
описываемая
концом
вектора
дипольного
момента
сердца
за
цикл
его
работы
Эйнтховен
предложил
снимать
разность
потенциалов
между
вершинами
равностороннего
треугольника
,
которые
приблизительно
расположены
на
правой
руке
,
левой
руке
и
левой
ноге
(
рисунок
53).
Разность
потенциалов
между
двумя
точками
тела
в
физиологии
называет
отведением
.
Отведения
I, II
и
III
называются
стандартными
.
Для
их
получения
электроды
накладывают
на
верхние
и
нижние
конечности
.
К
правой
ноге
подключают
провод
заземления
.
Возможно
также
применение
добавочного
грудного
электрода
.
Отведения
с
этим
электродом
называются
грудными
.
Эти
отведения
дают
дополнительную
диагностическую
информацию
.
Рисунок
53.
Схема
отведений
по
Эйнтховену
(
ПР
−
правая
рука
,
Л
P
−
левая
рука
,
ЛН
−
левая
нога
)