1. Biofizika va radiobiologiya fani, uning predmeti. Qattiq jismlar. Tirik organizmlarda deformatsiya turlari
Tirik organizmga elektr tokining ta’siri. Biopotensiallar va ularning hosil
Yüklə 262,71 Kb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Elektr hodisalar ( Elektr maydon va uning asosiy xarakteristikalari)
| Tirik organizmga elektr tokining ta’siri. Biopotensiallar va ularning hosil
bo’lish mexanizmi Veterinariya klinikasida elektr toki yordamida tirik organizmga dori moddalarni kiritish usuli Elektrofarrez keng qo’llanilmoqda. Bunda hayvonga kiritilayotgan dorilar ta’siri o’zgarmas tok ta’siri bilan birga bo’ladi. Bunda elektrod bilan teri orasiga dori eritmasida ho’llangan mato qo’yiladi. Tok o’tishi paytida matodagi dori ionlari teri orqali organizmga o’tadi. Shu vaqtning o’zida teridan matoga hujayralardan K + , Na +
-
bo’ladi va tirik organizmlarda kechadigan fiziologik va patalogik jarayonlarni aks ettirishi mumkin. Bioelektrik hodisalarni o’rganish 1771 yilda L.Galvani tajribalaridan boshlandi.1838 yilda Matteuchi muskulning tashqi sirti musbat, ichki sirti manfiy zaryadga ega ekanligini aniqladi. Tinch holatdagi muskulning tashqi va ichki sirtlari orasidagi potensialari esa muskulning qisqarishi, bezlar sekresiyasi, hujayralarning ta’sirlanishi paytida hosil bo’ladi. 1875 yilda rus fiziologi V.E.Danilevskiy birinchi bo’lib bosh miyaning biopotensialarni aniqladi. Biopotensialarning hosil bo’lishi ancha murakkab masala bo’lib, hozirgacha uning to’liq nazariyasi yo’q. Hozirgi vaqtda 1952 yil Xodjiken, Xaksli, Kachilar nazariyasi ko’p qo’llaniladi. Elektr hodisalar ( Elektr maydon va uning asosiy xarakteristikalari) Bu bobda tabiatdagi to‘rtta fundamental ta’sirlardan biri elektromagnitizmni ko‘rib chiqamiz. Og‘irlik kuchidan boshlab hamma kuchlar elektrolik kuchlardan kichikdir. Cho‘zilish, siljish va boshqa kuchlar tabiati elektromagnit kuchlardan iboratdir. Elektr va magnit kuchlar ham kimyoviy kuchlar ham elektromagnit xarakterga ega. Yorug‘lik va boshqa nurlanishlar ham elektromagnit xarakterga ega. Optikadagi nur ham elektromagnit kuchlar filialidir. Elektromagnit hodisalarning asosiy qonunlari 19 asrning 50 yillarida ochildi. Bu ishlarning kulminatsiyasi maksvell tenglamalaridir. Bu tenglama bizning hayotda juda katta ahamiyatga egadir. Og‘irlik kuchidan tashqari yana ikkita fundamental kuchlardan tashqari Yadro kuchlari ham bor, lekin uni biz kundalik hayotda sezmaymiz. Bu va keyingi boblarda elektr hodisalar va materiyaning elektr xossalari haqida so‘z yuritamiz. 1. Elektr zaryadi va uning saqlanish qonuni. Elektr bilan birinchi tanishuv chaqmoq hodisasidan boshlanadi. Greklar sun’iy statistik elektr maydonini ochdi. Ishqalanish natijasida elektrlanish, qalin gilamda yurgandan so‘ng metallga tegkanda iskra chiqishi. Faqat 20 asrda biz buning asosini atom tarkibidagi proton va elektronlar sababchi ekani aniqlandi. Materiya haqidagi tasavvurlar 1-bo‘limda aytib o‘tilgan edi. Atom Yadro va uning tarkibida musbat proton va neytral neytrondan hamda uning atrofida aylanuvchi manfiy elektronlardan tashkil topgan. Elektr zaryadi 𝐞 = 𝟏, 𝟔 ∙ 𝟏𝟎 −𝟏𝟗 𝐤𝐥
zaryadga egadir. Elektr zaryadining ikki ishorali bo‘lishi ularning tortishi va itarishida namoyon bo‘ladi. Faqat gravitatsion ta’sirda faqat tortish kuchlari mavjud. Bir xil ishorali elektr zaryadlari o‘zaro tortadi, har xillari esa o‘zaro itaradi. Yadroda zarrachalarni Yadro kuchlari ushlab turadi, unda bu kuchlar zaryad ishorasidan bog‘liq emas, odatda makroskopik jism neytral holda bo‘ladi. Lekin kam miqdordagi moddada ham shu darajada molekulalar ko‘pki, unda atom va molekuladan elektron chiqib ketib zaryadlangan ionlar hosil bo‘ladi. Ko‘p hollarda elektronning bir moddadan ikkinchisiga o‘tishi sababli birida elektronlar soni ortib ketadi (manfiy) boshqasida elektronlar soni kamayadi (musbat) zaryadlanadi. Bundan tashqari ko‘pchilik neytral molekulada musbat va manfiy zaryadlar og‘irlik markazlari mavjud. Ular ustma-ust tashmasligi mumkin . 3.1-rasm. Положительно заряженный стержень порождает разделение расходов на нейтральном объекте слева. Bu holda bu molekulalar boshqa qutblangan molekulalar bilan ta’sirlashishi mumkin. Hozirgi zamon fizikasining asosiy yo‘nalishlardan biri saqlanish qonunlaridir. Biz mexanikada energiyaning, massaning, impuls momentining saqlanish qonunlarini ko‘rib chiqdik. 𝐧 𝟎 → 𝐩
+ 𝐞 −𝟏
−𝟎
Elektr zaryadining saqlanish qonuni fanning asosiy sifat tomonlaridan biridir. Yopiq sistemada elektr zaryadlar yig‘indisi o‘zgarmas qoladi. Bu fundamental qonunlardan biridir. Bu holda zaryad ham doimiy qoladi. Neytron uchta zarrachaga emirilib o‘tadi. (Yuqorida reaksiya sxemasi yozilgan). Bu reaksiya bir necha minut davomida yuz beradi. Yadroda esa o‘zgarish bo‘lmasligi mumkin. Neytron Yadroda bo‘linganda Yadroda bitta proton va neytrondan katta bo‘lgan Yadro paydo bo‘ladi. Bu betta emirilishdir. Natijada elektron va antineytrino chiqib ketadi. Bu reaksiya bir qancha saqlanish qonunlarini qanoatlantirish zarur. Bular ichida energiya, impuls va zaryadlarning saqlanish qonunlari. Bular ichida zaryadlarning saqlanish qonuni, Yuqoridagi reaksiyada, zaryadlar +1, -1,0 yakunda neytron neytral zaryadda qoladi. Ikkinchi misol proton va antiprotonning qo‘shilishi natijasida pionlar hosil bo‘ladi. Boshlang‘ich nol zaryad saqlanadi. (rasm 5.2). 4 ta musbat va 4 ta manfiy zaryad pion hosil qiladi. 3.2-rasm. Pufakli kamera , qo`zg`almas protonga nisbatan antiproton izi tasviri(belgilangan),bu holda ular o`zaro tasirlashib [uddi pionlar kabi sof energiyani hosil qiladi. Kamera kuchli magnit maydonida bo`lib zaryadlangan zarralar traektoriyasini teskari tomonga og`diradi. Ammo piondan so`ng myuon va neytron hosil bo`ladi va ularning izi qolmaydi. Demak, har qanday holda yakuniy yig‘indi zaryad saqlanadi. Kulon qonuni. Zaryadlangan sistemalarga ta’sir etuvchi kuch kulon qonunidan aniqlanadi. Prinsip sperpozitsiyaga binoan vektorlarni qo‘shish qoidasini aniqlash kerak va teng ta’sir etuvchi kuch aniqlanadi. 𝐅⃗ 𝟏,𝟐 = 𝐊
𝐢 𝐪
𝐫 𝟐
ya’ni ikkita zaryad orasidagi ta’sir etuvchi kuch zaryadlar ko‘paytmasiga to‘g‘ri proporsional, ular orasidagi masofa kvadratiga teskari proporsionaldir. Bu erda 𝐊 −proporsionallik koeffitsienti. Nyuton uchinchi qonuniga binoan 𝐪 𝐢
𝟐
ko‘rsatilgan. Bu erda 𝐊 = 𝟗, 𝟎[𝟏𝟎 𝟗 𝐧. 𝐦 𝟐
𝟐 Bu 2 ta zaryad vakuumda ta’sir etuvchi kuchni ko‘rsatadi. 5.2- rasmda pufakli kamerada antiprotonning izlari ko‘rsatilgan. Kamera kuchli magnit maydoniga joylashtirilgan va unda zaryadlangan zarrachalar turli tomonga og‘adi. Keyinchalik pionlardan biri myuonga va neytrinoga aylanadi. 𝟎, 𝟏 𝐧𝐦 gacha yaqinlashgan elektron va proton orasidagi kuchni hisoblaymiz. 𝐅 = 𝐊 𝐞
𝐫 𝟐
𝟗
𝟐
(𝟏𝟎 −𝟏𝟎 )
= 𝟐, 𝟑 ∙ 𝟏𝟎 𝐧
Bu ancha kichik ko‘rinadi, lekin amalda bu ancha katta hisoblanadi. Miozin va aktina molekulalari orasidagi ta’sir kuchi 𝟏𝟎 𝐧 −𝟖
ga teng. Misol 14.1. proton va elektron orasidagi elektr ta’sir kuchi ular orasidagi gravitatsion ta’sirdan qanchaga katta? Tenglamada elektron massasi 𝐦 𝐞 , proton massasi 𝐦
𝐪 = 𝐞. U holda 𝐅𝐞𝐥𝐞𝐤. 𝐩𝐫𝐨𝐭. 𝐞𝐥 𝐅𝐠𝐫𝐚𝐯. = 𝐤
𝐞 𝟐 𝐫 𝟐
𝛍 𝐞
𝛄 𝐫
= 𝐤𝐞
𝐆𝛍 𝐞
𝐩 = 𝟐 ∙ 𝟏𝟎 𝟑𝟗 𝐦𝐚𝐫𝐭𝐚 Shunday qilib bularning farqi 𝟐 ∙ 𝟏𝟎 𝟑𝟗
qaraganda gravitatsion kuchlarni hisobga olmasa ham bo‘ladi, faqat jism neytral bo‘lgan holdagina gravitatsion kuchlarni e’tiborga olsa bo‘ladi. Odatda Kulon qonuni umumiy holda 𝐅⃗ 𝐢,𝟐 =
𝟒𝛑𝛆 𝟎
𝐪 𝟏
𝟐 𝐫
𝐫⃗ (1.59) ko‘rinishda yoziladi. Bunda
𝟎 = 𝟖, 𝟖𝟓 ∙ 𝟏𝟎 −𝟏𝟐 𝐤𝐥/𝐧. 𝐦
elektr doimiysi. Ikkitadan ko‘p bo‘lgan zaryad qatnashayotgan holda superpozitsiyaqo‘llaniladi. U holda kuch 𝐅⃗ = ∑ 𝐅⃗ 𝐢 𝐍
𝐢=𝟏 ga teng bo‘ladi. Magnit maydon tabiati va asosiy fizik xarakteristikalari. Qadim zamonlardan temir birikmasi (FeO. FerO 3 ) boshqa temir jismlarni tortishi ma’lum bo’lgan. Erning ham magnit xossalari mavjudligi aniq bo’lgan va o’tkir uchga qo’yilgan magnit sterjen o’z-o’zidan meridian bo’ylab joylashishi aniqlangan. Bu kampas Xitoyda bundan 3000 yil ilgari kashf qilingan. Doimiy magnitlarni 1600 y Gilbert aniqlagan. Ularning ikkita qutbi, ya’ni temir buyumlarni katta kuch bilan tortuvchi chekka sohalari va ular orasida tortmaydigan neytral zonalar mavjuddir. Qutblarning biri doim shimolga, ikkinchisi esa janubga qaragan va shuning uchun shimoliy va janubiy qutblar deyiladi. Turli ismli qutblar o’zaro tortishadi, bir xillari esa itarishadi. Xuddi zaryadlangan jismlar elektr maydoni orqali ta’sirlashgani kabi magnit jismlar ham bir biri bilan magnit maydoni orqali ta’sirlashadi. Magnit maydon materiyaning maxsus turi bo’lib, u orqali harakat- lanayotgan zaryadlangan zarrachaga boshqa magnit momentga ega bo’lgan jism- larning o’zaro ta’siri o’rganiladi. Tabiatda magnit zarrachalari yo’q. Magnitni qancha bo’lsak ham alohida S qutb va alohida N qutb olib bo’lmaydi. XVIII asrda Daniyalik olim Ersted chaqmoq nazariyasini o’rganishda, chaqmoq ta’sirida temir buyumlarning magnitlanishi va kampasning magnitsizlanishini aniqladi. Bu esa magnit va elektr xodisalar o’zaro bogliq ekanligini ko’rsatadi. Ersted simdan tok oqayotganda uning atrofidagi magnit strelkasining yo’nalishi o’zgarishini aniqladi. Keyinchalik Fransuz olimi Amper tokli ikki o’tkazgichning o’zaro magnit ta’sirini aniqladi. Magnit maydonni grafik usulda tasvirlash uchun magnit kuch chiziqlari degan tushuncha kiritiladi. Magnit kuch chizigi deb – uning ixtiyoriy nuqtasiga o’tkazilgan urunma magnit maydonning shu nuqtasidagi musbat magnit qutbiga ta’sir etuvchi kuch bilan bir xil yo’nalgan xayoliy chiziqqa aytiladi. Magnit kuch chiziqlari doimo berk bo’ladi. Tokli o’tkazgich atrofida hosil bo’ladigan magnit maydon yo’nalishi parma qoidasiga asosan aniqlanadi. Unga binoan agar parma ilgarilanma harakat yo’nalishi tok yo’nalishi bilan mos kelsa, parma dastasining harakat yo’nalishi magnit maydon yo’nalishini ko’rsatadi. Demak ikkalasi o’xshash. Shuning uchun 1820 y Amper doimiy magnitning sababchisi aylanma toklar ekanligi haqidagi gipotezani ilgari surdi. Aylanma toklar esa elektronlarning o’z o’qi va Yadro atrofida aylanishi natijasida hosil bo’ladi. Magnit maydonni miqdoriy tomondan baholash uchun magnit induksiya vektori degan tushuncha kiritiladi. Bir jismli magnit maydon induksiyasi birlik ramkaga ta’sir etuvchi maksimal magnit momentiga son jihatidan teng bo’lgan fizik kattalikdir. Yüklə 262,71 Kb. Dostları ilə paylaş:
|