Zestaw VII:
1.Moment dipolowy.
2. Ruch cząstki w polu magnetycznym.
3. Wykres EKG – obliczyć częstotliwość z tętno.
4. Czym się różni potencjał czynnościowy mięśnia sercowego od nerwowego. W innej wersji trzeba było rysować wykres EKG i obliczyć załamki

1. generator podstawy czasu - jakie sygnały tworzy 2. czym róźni sie potencjał czynnościowy komórek serca, od potencjały komórki nerwowej 3. Narysować potencjał czynnosciowy serca 4. moment dipolowy 5. To liczenie pulsu na Hz w innym zestawie: schemat lapmy oscyloskopowej, cylinder Wehnelta, siła Lorenza, wykres EKG - poszczególne załamki, założenia Einthovena

Policzyć siłę Lorentza i jaki ma zwrot, co to jest załamek, zaznaczyć osie na rysunku EKG, narysować ekg

Siła Lorentza — siła jaka działa na cząstkę obdarzoną ładunkiem elektrycznym poruszającą się w polu elektromagnetycznym.  gdzie F- wektor sily, q – ladunek elek czastki, B – pseudowektor indukcji magnet, v – wektor predkosci

Pole elektryczne – to stan przestrzeni otaczającej ładunku elektryczne lub zmienne pole magnetyczne. W polu elektrycznym na ładunek działa siła elektrostatyczna.

Pole jednorodne – powstaje między dwiema równoległymi płytami metalowymi naładowanymi ładunkami o tej samej wartości i o przeciwnych znakach. (Natężenie jest w każdym punkcie jednakowe, niezależnie od odległości od płyt.) Na ładunek q znajdujący się w jednorodnym polu elektrycznym o natężnieu E-> działa stałą F-> = qE. Ruch ładunkó w takim polu można porównać z ruchem masy w polu grawitacyjnym F->=mg->

Ładunek porusza się równolegle do linii pola – 1) Jeżeli zwrot wektora prędkości z która porusza się e jest przeciwny do zwrotu linii sił pola E-> to elektron zostanie przyspieszony a=Eq/m=qU/md, Jednocześnie ulegnie zmianie Ek, Ek=E0 + Uq, gdzie U – przebyta różnica potencjałów. Pracę wykonywaną przez siły pola wyrażamy w elktrowoltach. 1eV=1,602x10^-19J. 2) Jeżeli zwroty wektorów Vo i E są zgodne to elektron jest hamowany. eVa + mVo^2/2 = eVb + mv^2/2 (zasada zachowania energii mech)

Ładunek porusza się prostopadle do linii pola – ładunek porusza się torem parabolicznym. Wielkość odchylenia y zależy od różnicy potencjałów V1-V2, przyłożonej do płyt l, wzajemnej odległości d, prędkości v z jaką elektron wszedł do pola. ++=--- Vo – prędkość początkowa, Vy, pionowa składowa prędkości, x – wysokość początkowa, l – zasięg, d – odległość miedzy okładkami kondensatora, y – odchylenie

Odchylenie – y = eUl^2/2mdV0^2. L w góre to w y w górę, U w górę to y w góre, D w góre to y w dół.

Ładunek właściwy elektornu e/m – e/m = 1,759x10^11 C/kg.

Ogniskowanie – skupienie torów elektronów wiązki elektronowej w celu uzyskania punktu / małego przekroju. Takie urządzenia nazywamy soczewką elektryczną – układ dwóch współśrodkowych anod.

Ruch ładunku w polu magnetycznym – I delta L = nedeltaL/deltat = neV, gdzie I – natężenie prądu. Jeśli element prądu znajdzie sięw jednorodnym polu magnetycznym to pole działa na niego siłą elektrodynamiczną której wartość wynosi 1) zgodnie z prawem ampere’a F=BJdeltaLsinaAlfa = BevsinaAlfa. 2)siła Lorentza F-> = e (V-> * B->). Pole magnetyczne wpływa wyłącznie na ładunek znajdujący się w ruchu. V = delta L / delta t.

Linie indukcji są równoległe do kierunku prędkości początkowej. Na elektron poruszający się wzdłuż linii pola magnetycznego nie działa żadna siła. W takim polu elektron porusza się (na mocy bezwładności) ze stałą prędkością początkową Vo->. Zatem wektor B-> jest styczny do przechodzącej przez dany punkty przestrzeni linii siły i określa jej zwrot.

Linie indukcji tworzą z kierunkiem prędkości elektronu kąt prosty. Siła Lorenza ma charakter siły dośrodkowej. Ładunek zatacza łuk o promieniu R. F=Bev. Bev = mv^2/R => R=mv/Be. Jeżeli cząstka o ładunku q>0 wpada w pole magnetyczne prostopadle do linii sił tego pola to zwrot FL określa reguła lewej ręki. Lewą rękę należy ustawić tak by linie pola magnet przenikały przez jej wnętrze a wyprostowane palce pokazywały kierunek ruchu ładunku. Gdy łądunek będzie ujemny to zwrot wektora sił będzie przeciwny.

Im silniejsze pole magnetyczne tym R okręgu zakreślającego przez ładunek q jest mniejszy czyli tor jest bardziej zakrzywiony, tym większe jest odchylenie od toru pierwotnego. W = v/R, qvB=mvw, w=qB = 2pi/T=> T= 2pim/qB Okres obiegu cząstki w polu magnetycznym nie zależy od jej v. Jeżeli cząstka naładowa wchodzi w pole magnet z V skierowaną pod dowolonym kątem do linii sił pola to cząstka naładowana q porusza się po linii śrubowej. Przy badaniu tego ruchu elektronu wektor jego prędkości można na 2 składowe: V1 – prostopadła do wektora B-> - zmienia się pod wpływme siły Lorenza, V2 – równoległą do wektora B->. Ze złożenia tych 2 wektorów powstaje ruch po linii śrubowej o promieniu R i skoku S. Skok – odległość na jaką przesunie się ładunek wzdługż linii sił pola w ciągu okresu T. S=v2 * T = vcosAlfa * 2pim/eB

Ogniskowanie – elektrony wchodzące w pole magnet pod różnymi lecz niewielkimi kątami mogą byćzebrane (zogniskowane) w jednym punkcie. Ten sposób ma jadną ważną zaletę: długość ogniskowej soczewki magnetycznej można zmieniać przez zmiany wektora B->. Im większy ten wektor tym krótsza ogniskowa.

Oscyloskop – służy do badania krótkotrwałych przebiegów zjawisk elektrycznych lub innych zjawisk w których zachodzące zmiany mogą być przetworzone na drgania elektryncze: drgania akustyczne, biologiczne, mechaniczne i inne. Zastosowanie: elektrokardiografia, elektroencefalografach, elektromiografach, USG, urządzeniach radorowych, lampach kineskopowoych. Części: lampa oscyloskopwa (z odchyleniem elektrostatycznym to lampa Browna, z odchyleniem magnetycznym), generator podstawy czasu, wzmaczniania odchylenia poziomego, wzmaczniach odchylenia pionowego. Lampa – w jej środku jest próżnia, na jej ekranie powstaje obraz świetlny obserwowanych sygnałów lub wielkości – jest on wynikiem bombardowania ruchomą wiązką elektronów warstwy luminoforu pokrywającej wewnętrzną powierch ekranu. Źródłęm elektronów jest pośrednio katoda. Jej potencjał ujemny to 800V. Otoczona jest przez cylinryczną elektrodę zwaną cylindrem Wnhelta. Cylinder Wenhelta – Ujemny potencjał nieco wyższy od K, Rola: 1) skupianienie elektronów emitowanych przez katodę 2) regulowanie natężenia i szerokości wiązki ee w lampie, czyli jasności plamki na ekranie oscyloskopu. Gdy potencjał jest bardziej dodtani to strumien ee jest gęściejszy i plamka jaśniejsza. Soczewka elektryczna - Skupia wiązkę ee -> bez niej wiązka ee dałaby na ekranie rozmytą plamkę, budują ja 2 anody: A1 i A2 cylindyczne które mają duży potnecjał dodatni względem katody. A1 = 600V, A2=0V. Anody przyspieszają i ogniskują ee gdyż wytwarzają niejednorodne pole elektryczne o osiowej symetrii. Zmieniając potencjał A1 regule się natężenie pola miedzy A1 i A2 tak by wiązka promieni katodowych dała na ekranie ostrą plamkę.

Płytki pionowe i poziome – służą do odchylania wiązki promieni katodowych. Pionowe ochylają w poziomie, poziome w pionie. Napięcie przyłożone do płytek odchyla wiązkę ee w kierunkach wzajemnie prostopadłych. Cechy lampy: zdolność rozdziela – stosunek średnicy ekrany do średnicy plamki (im wieksza zdolność tym mniejsze szczegoly można obserwować), czułość odchylenia pionowego – stosunek przesunięcia pionowego y plamki do przyłożonego do płytek p1p1 napięcia U powodującego wychelenie.

Generator podstawy czasu – jest źródłem napięcia odchylającego. Wytwarza tzw. drgania relaksacyjne. Kondensator ładuje się ze źródła stałego napięcia przez duży opór co powoduje ze napiecie na jego płytkach wzrasta stosunkowo. Gdy U na kondensatorze osiągnie wartość zapłonu neonówki powstaje na niej wyładowanie lawinowe – zaczyna przewodzi prad a jej opor maleje. Kondensator rozładowuje się, napiecie na jego okładzinach szybko spada az do wartości przy której neonowka gasnie a jej opor gwałtownie wzrasta. Kondensator zostaje ponownie naladowany i proces się powtarza.

Jeżeli okres dragań napięcia będzie równy okresowi zmian badanego napięcia lub będzie jego całkowitą wielokrotnością to pwostające obrazy w poszczególnych okresach pokryją się tworzać nieruchomwy obraz badanego napięcia w zależności od t. Przy niezupłenym sunchronizmie obraz przesuwa się w na lewo lub prawo wzdłuż osi czasu. Układ synchronizacji – zapewnia synchroniczną pracę generatora podstawy czasu z badanym przebigiem. Aby otrzymać obraz nieruchomy należy zsynchronizować f generatora podstawy czas z f badanego zjawiska lub ich stosunek f musi być liczbą całkowitą.

Oscyloskop zastosowanie: badanie odpowiedzi serca na próby wysiłkowe, badanie odpowiedzi na drażnienie eksteroreceptorow, badanie odpowiedzi mm na bodziec, badanie odpowiedzi siatkówki na bodziec, badanie odpowiedzi narządu Cortiego na dźwięk, badanie odpowiedzi narządu smaku na draznienei pradem

Oscyloskop wielokonalowy – lampa ma dwa niezależne zestawy elektrod, w mapie emitowane sa 2 niezalezne strumienie ee rysujące 2 plamki na ekranie, sa to jakby 2 lampy ze wspólnym ekranem, można jednocześnie ogladac kilka przebiegow.

Załamki umownie oznacza się dużymi literami P, Q, R, S, T i U: załamek P – związany z depolaryzacją przedsionków, zespół załamków QRS – depolaryzacja komór, załamek T – repolaryzacja komór, załamek U – niewyjaśniony, spotykany w ok. 25 % zapisów EKG, linia izoelektryczna – rejestrowana jest w czasie, gdy w sercu nie ma pobudzenia. Odcinek PG – czas przewodzenia depolaryzacji przez wezel przedsionkow-komorowy odcinek ST – okres depolaryzacji komor

Einthoven - Podstawy elektrokardiografii opisał Willem Einthoven. Przyjął on kilka uproszczeń, które do dziś mają zastosowanie w praktyce klinicznej. Po pierwsze założył, że ciało jest jednorodnym ośrodkiem. Oczywiście w rzeczywistości tak nie jest. Ciało człowieka można traktować jako przewodnik objętościowy (taki, w którym prąd może płynąć we wszystkich kierunkach). Jedne tkanki lepiej przewodzą prąd, np. tkanka mięśniowa, inne gorzej np. kości. Drugie założenie Einthovena – serce ma centralne położenie w klatce piersiowej, a punkty odprowadzeń elektrod dwubiegunowych znajdujących się na rękach i lewej nodze są jednakowo oddalone od siebie i od serca. Tworzą one wierzchołki trójkąta równobocznego, w którego środku znajduje się serce. Kolejne założenia mówią o tym, że serce uważa się za przestrzenny układ ładunków elektrycznych, a zjawiska elektryczne serca można wyrazić jednym wypadkowym dipolem.

Metoda dwubiegonowa einthovena - W tym odprowadzeniu umieszczamy 4 elektrody na ciele badanego :elektroda czerwona – prawa ręka (RA)elektroda żółta – lewa ręka (LA)elektroda zielona – lewa goleń (LF) elektroda czarna – prawa goleń (tzw. punkt odniesienia; ziemia Trzy pierwsze elektrody tworzą tzw. trójkąt Einthovena, który w założeniu jest trójkątem równobocznym, co sprawia, iż linie poprowadzone prostopadle z każdego ze środków trzech boków, reprezentujące zerowy potencjał, przetną się w środku trójkąta. Pomiędzy pierwszymi trzema ww. elektrodami wykonuje się pomiar różnicy potencjałów (w mV):

Napięcie skutczne – to takie napiecie które jest rowne napięciu takiego pradu stałego który w tym samym obwodzie i w tym samym czasie wykona te sama prace co prad zmienny.

Napięcie maksymalne – max zmiana wartości napięcia, jest równe amplitudzie.

Obliczania napięcia: C = y/U -> U= y/c, gdzie C to czulosc oscyloskopu, y – odczytujmey z ekranu oscyloskopu, U – napiecie max

Obliczanie czasu: (czestotliwosci) f= 1/Ts, Ts = (n / k) * C, gdzie n – długość w cm, k – całkowita liczna pełnych cykli na długośc n, C- nastawa czasu

K - katoda, G - grzejnik katody, W - siatka, A1, A2, A3 - anody, X - płytki odchylania poziomego, Y - płytki odchylania pionowego, A4 – elektroda ekranująca, E- ekran, P - powłoka grafitow

Wektor elektryczny serca - wypadkowa zbioru momentów dipolowych pobudzanych włókien mięśnia sercowego tworzy główny wektor elektryczny serca. Zmienia on swoją wartość i położenie podczas pracy serca. Metodą wyznaczania podał Einthoven. Przyją ze odprowdzenia kończynowe tworzą w przybliżeniu trojkat równoboczny. Załamek R każdego z 3 elektrokardiogramow wyrzutowano na jeden z bokow trojkata. Rzutem R na poszczgolne boki trojkata nadano charakter torowy. W tej sposób utowrzony 3 wektory lezace na bokach trojkata i odprowadzen. Wykorzystujac zasade sumowania wiellosci wektorowych wykreślono glowny wektor elektryczny serca Wr.

Elektryczny moment dipolowy - jest to wektorowa wielkość fizyczna charakteryzująca dipol elektryczny. Dipol jest układem dwóch ładunków o tych samych wartościach bezwzględnych, ale przeciwnych znakach. Elektryczny moment dipolowy p dwóch punktowych ładunków o jednakowych wartościach q i przeciwnych znakach jest równy iloczynowi odległości między nimi i wartości ładunku dodatniego. Jednostka: C*m. p= qd

Magnetyczny moment dipolowy – pseudowektorowa wielkość fizyczna cechująca dipol magnetyczny, która opisuje oddziaływanie z zewnętrznym polem magnetycznym.Magnetyczny moment dipolowy jest szczególnym przypadkiem multipolowości momentu magnetycznego. Jednak z racji tego, że pozostałe wyrazy szeregu multipolowego są zazwyczaj nieistotne i pomija się je, powszechne jest nazywanie dipolowego momentu magnetycznego, po prostu momentem magnetycznym. Można zaobserwować także wyższą multipolowość momentu magnetycznego.

Potencjał czynnościowy - przejściowa zmiana potencjału błonowego komórki, związana z przekazywaniem informacji. Bodźcem do powstania potencjału czynnościowego jest zmiana potencjału elektrycznego w środowisku zewnętrznym komórki. Wędrujący potencjał czynnościowy nazywany jest impulsem nerwowym. Faza depolaryzacji i repolaryzacji potencjału czynnościowego (iglica) trwa nie więcej niż 1 ms i osiąga maksymalnie wartości około +30 mV. Hiperpolaryzacja następcza może trwać kilkadziesiąt milisekund. W trakcie potencjału czynnościowego neurony stają się niepobudliwe, zaś później, podczas hiperpolaryzującego potencjału następczego ich pobudliwość jest zmniejszona. Zjawiska te nazywamy refrakcją bezwzględną i względną [1] . Ze względu na okres refrakcji bezwzględnej oraz refrakcji względnej komórki nerwowe człowieka nie mogą generować potencjałów czynnościowych z dowolną częstotliwością. Jednak w najbardziej sprzyjających okolicznościach częstotliwość potencjałów czynnościowych może dojść do 100 impulsów na sekundę [2] .