WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаБіологія, Зоологія, Аграрна наука → Електричні властивості тканинного організму - Реферат

Електричні властивості тканинного організму - Реферат


РЕФЕРАТ
на тему:
Електричні властивості тканинного організму
ПЛАН
1. Електромагнітне поле живого
2. Електричні властивості тканин людини
Список використаної літератури
1. Електромагнітне поле живого
Більше 150 років тому італійський учений Луїджі Гальвані встановив, що жива тканина реагує на електричний вплив. Це важливе відкриття дало підставу припустити, що жива тканина може не тільки проводити електричний струм, але і сама виробляти електрику.
Пізніші дослідження підтвердили і це припущення. Було встановлено, що електричні струми (точніше електричні складові електромагнітного поля), які виробляються живою тканиною, виникають у нервових клітках, які обслуговують органи чуття людини і тварин, у відповідь на подразнення, викликані світлом, звуком, запахом і т.д.
Активність живої тканини нерозривно пов'язана з біострумами (чи скорочуються мускули, чи б'ється серце чи мозок аналізує сприйняте), а навколо будь-якого провідника зі струмом, як відомо, виникає електромагнітне поле.
Сучасні прилади дали можливість вимірювати електромагнітне поле деяких важливих органів людини і тварин. Так у 1949 році американські вчені Барр і Мауро зареєстрували електричне поле (електричну складову електромагнітного поля) нерва, вирізаного з тіла жаби. Апаратура, якою вони користувалися, була недостатньо досконалою, тому і поле удалося "прочитати" на відстані всього 1-2 сантиметрів.
Вчені вважають, що подальші успіхи у вивченні магнітних полів живих істот багато в чому залежать від якості апаратури спостереження. І така апаратура - високочутливий прилад - зондувальний підсилювач створений групою співробітників лабораторії фізіологічної кібернетики Санки-Петербурзького державного університету під керівництвом професора П.Гуляєва. За допомогою цього приладу вчені провели ряд цікавих досліджень по вимірюванні напруженості електромагнітних полів різних органів людини. Вони повторили, наприклад, тільки на більш високому рівні дослід американців - зареєстрували і вивчили електромагнітне поле нерва жаби, але вже на відстані до 25 сантиметрів. З'ясувалося, що електромагнітне поле нерва існує всього тільки тисячні частки секунди (поки імпульс біжить уздовж нерва).
Зондувальний підсилювач, за допомогою якого зроблений вимір напруженості електромагнітних полів живих організмів, дозволяє уловлювати самі слабкі сигнали і виділяти їх із середовища численних перешкод, що оточують прилад і досліджуваний об'єкт. Спеціальне екранування апарату забезпечує одержання виняткове високих результатів досліджень.
За допомогою зондувального підсилювача вчені зареєстрували на відстані 14 сантиметрів електромагнітне поле ізольованого м'яза і серця жаби. На наступному етапі були зареєстровані електромагнітні поля мускулатури людини. Це, природно, було новим кроком вперед і представляло вже набагато більший інтерес для науки, для розуміння питань, пов'язаних з виникненням електромагнітного поля в живому організмі і його впливі на організм.
Вченими встановлено, що в електромагнітного поля мускулатури людини досить складна конфігурація. Вона сильно спотворюється при самій навіть найменшій зміні пози тіла. Було помічено також, що перекручування цього поля може відбутися навіть при одній думці про рух через так звані діомоторні акти.
Могутній зондувальний підсилювач уперше зареєстрував і електромагнітне поле, що виникає при битті серця і частоту цього биття.
На відстані двадцяти п'яти сантиметрів від серця датчик зондувального підсилювача впевнено реєстрував його електромагнітне поле, яке змінюється в залежності від частоти пульсу і сягає максимуму в момент скорочення серцевого м'яза. Встановлено, що електромагнітне поле серця підсилюється при фізичних вправах і емоційному порушенні людини і слабшає під час відпочинку і спокою.
Чуйний до слабких електричних полів прилад дозволив зареєструвати й електромагнітне поле, яке виникло навколо голови, коли гребінцем проводили по сухому волоссі. Він фіксував появу електромагнітного поля й у тому випадку, коли по камері літали джмелі і мухи. При терті об повітря волоски, що покривають тіло комах, нальоту теж заряджалися і створювали електромагнітне поле.
Електромагнітне поле можна виявляється змусити і звучати. Для цього досить до зондувального підсилювача приєднати динамік. У цьому випадку озвучуються не тільки коливання волосків на тілі джмеля, але і сигнали, що збігають по нерву, біоструми серця і м'язів. Не менш цікаві й інші досліди. У результаті дослідів вчені встановили, наприклад, що волосяний покрив людини (борода, вуси, волосся на шкірі і на голові) так само, як і пера птаха, виконують роль мікрофона. При русі людини заряджені частини його тіла подають сигнали.
Вчені припускають, що і солов'їні трелі пернаті чують задовго до того, як до них дійде голос співака. Тут, мабуть, пера солов'я, як мікрофон, перетворять пісню в електромагнітні хвилі, і вона зі світловою швидкістю розноситься на величезні відстані. Зондувальний підсилювач, маючи високу чутливість, безпристрасно фіксує появу електромагнітного поля й у так званому "електричному ландшафті", тобто в накладанні полів, народжуваних живою і неживою природою. Адже все, що нас оточує -дерева, кущі, будівлі - заряджено електрикою. У результаті і з'являється свого роду електричний ландшафт.
Електричний ландшафт, який спостерігали вчені на природі за допомогою зондувального підсилювача, виявився дуже цікавим. Були чути "електричні голоси" дерев і кущів, різних комах - джмелів, ос, мух, комарів, бджіл і т.д.
2. Електричні властивості тканин людини
Тіло людини складається з кліток, тканин, органів, які мають різні електричні характеристики.
При протіканні електричного струму через тіло людини клітки і тканини перешкоджають руху заряджених часток. Значення опору залежить від виду і стану кліток, значення і частоти прикладеної напруги, тривалості протікання струму, умов проведення вимірів.
Поряд з опором В, Ом, електричні властивості тканин характеризуються питомим об'ємним електричним опором р, Ом х м3, і питомою електричною провідністю У = 1/р, См/м.
При впливі перемінних ЕМП на тканині тіла людини в них відбуваються коливання вільних зарядів і поворот дипольних молекул з частотою зміни ЕМП. Обоє ці процесу супроводжуються тепловими втратами. Утрати залежать від питомої електричної провідності тканини, діелектричної проникності тканини і частоти ЕМП.
Таблиця 1. Відносна діелектрична проникність тканин тіла
при температурі 37 °С
Орган Частота, МГц
100 200 400 1000 3000 8500
М'язи 71-76 56 52-54 49-52 45-48 40-42
Серцевий м'яз - 59-63 52-56 - - -
Печінка 76-79 50-56 44-51 46-47 42-43 34-38
Селезінка 100-101 - - - - -
Нирки 87-92 62 52-55 - - -
Легені - 35 35 - - -
Шкіра 65 - 46-48 43-46 40-45 36
Мозок 81-83 - - - - -
Жирова тканина - 4,5-7,5 4-7 5,3-7,5 3,9-7,2 3,5-4,5
Кістковиймозок - - - 4,3-7,3 4,2-5,8 4,4-5,4
Таблиця 2. Значення питомого опору тканин тіла
при температурі 37 °С, Ом o см
Орган Частота, МГц
100 200 400 1000 3000 8500
М'язи - 95-105 85-90 75-79 43-46 12
Серцевий м'яз - 95-115 85-100 - - -
Печінка 154-179 110-150 105-130 98-106 49-50 15-17
Нирки - 90 85 - - -
Легені - 160 140 - - -
Шкіра 120-140 - 110-130 90-110 37-50 14
Мозок 180-195 - - - - -
Жирова тканина - 1050-3500 900-2800 670-1200 440-900 240-370
Кістковий
мозок
- - - 100-2300 445-860 210-600
У табл. 1 і 2 наведенні значення відносної діелектричної проникності і питомого опору р, Ом х см у діапазоні від 100 Мгц до 8,5 Ггц. Таблиці свідчать, що тканини, які містять велику кількість води (близько 70 %) і порівняно малу масову частку макромолекул, характеризуються відносною діелектричною проникністю 50-70 і питомим опором близько 100 Ом х см. До цієї групи тканин відносяться тканини печінки, нирок, серця, м'язи і шкіра.
Тканини з меншим змістом води (жирова тканина, кісткова тканина) мають значно менші діелектричні проникності і більш високі питомі опори.
При збільшенні частоти від 100 Мгц до 8 Ггц діелектрична проникність і питомий опір тканини поступово зменшуються.
Приведені електричні властивості тканин людини дозволяють розрахувати коефіцієнти поглинання, коефіцієнти відображення на границях між різними тканинами, температуру нагрівання тканин, сумарна кількість енергії, що поглинається тілом, характеристики розсіювання й оцінити ефект впливу ЕМП на тканині організму людини.
Список використаної літератури
1. Енциклопедія юного фізика. - К., 1996.
2. Цікава фізика / За ред. Смирнова С.А. - М., 1999.
Loading...

 
 

Цікаве