5. Імпеданс біологічних тканин. Дисперсія імпедансу. Фізичні основи реографії.

Частотна залежність імпедансу дозволяє оцінити життєздатність тканин організму, що важливо при пересадці органів (дисперсія імпедансуZ=Z()) Імпеданс тканин визначається їх функціональним станом, і може служити діагностичним показником.

Імпеданс кровоносних судин залежить від їх кровонаповнення, а значить і відсерцево-судинної діяльності. На цьому базується діагностичний метод, який називають реографією.

Реографія – метод діагностики, який базується на дослідженні зміни імпедансу органів і тканин під час їх кровонаповнення в процесі серцевої діяльності.

Крива зміни імпедансу в часі називається реограмою. За допомогою цього методу можна одержати реограму головного мозку (реонцефалограма) серця (реокардіограма), магістральних судин і кінцівок (реограми).

6. Магнітне поле та його характеристики. Закон Біо-Савара-Лапласа. Магнітні властивості речовин. Фізичні основи магнітобіології

Магнітне поле – силове поле, яке діє на рухомі електричні заряди і на об’єкти у яких є магнітний момент. До джерел магнітного поля відносяться: змінне електричне поле; намагнічені тіла, провідники з струмом і рух зарядів. Природа цихджерел єдина: магнітне поле обумовлене рухом заряджених мікрочастинок(електронів, протонів, іонів), а також наявністю у мікрочастинок власного магнітного моменту.Магнітний момент – одна з найголовніших магнітних характеристик.

Закон Біо-Савара-Лапласа встановлює індукцію магнітного поля, створеного елементом струму Idl в певній точці простору:

де r – радіус-вектор, проведений від елемента струму до даної точки; α – кут між елементом струму dl та радіусом-вектором r.

Напрямок dB визначається за правилом свердлика.

Магнітні властивості речовини

Магнетики за їх магнітними властивостями поділяються на три основних класи: діамагнетики, парамагнетики і феромагнетики.

У всіх діамагнітних матеріалах сумарне магнітне поле орбітальних рухів всіх електронів дорівнює нулю. Проте, під впливом зовнішнього середовища, у атомах речовин виникає (індукується) магнітний момент, направлений протилежно до зовнішнього поля

У парамагнітних речовинах при відсутності зовнішнього магнітного поля магнітні моменти електронів не скомпенсовані і атоми мають певний магнітний момент.

При внесені парамагнетика у зовнішнє магнітне поле встановлюється орієнтація магнітних моментів атомів уздовж зовнішнього магнітного поля. Парамагнетизм властивий багатьом елементам у неметалічному стані Феромагнетики – це магнітно впорядкований стан речовини, при якому всі магнітні моменти носіїв магнетизму і при відсутності зовнішнього магнітного поля впорядковані у певному напрямку.

Магнітна сприйнятливість феромагнетиків росте ззбільшенням температури. При деякій температурі феромагнетик перетворюється в парамагнетик; ця температура називається температурою(точкою) Кюрі. Поблизу температури Кюрі магнітна сприйнятливість феромагнетика різкозростає.

Магнітна сприйнятливість діамагнетиків і деяких парамагнетиків (наприклад, в лужнихметалах) не залежить від температури. Магнітна сприйнятливість парамагнетиків (за деякими виключеннями) змінюється обернено пропорційно абсолютній температурі.

Магнітне поле існує завжди і скрізь, де відбувається упорядкований рух електричнозаряджених частинок речовини.

Магнітне поле створюється лише рухомими зарядами і діє лише на рухомі заряди.

Сила, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом, називається силою Ампера - F_А.

Розділивши силу Ампера на силу струму І на активну довжину провідника l дізнаємося за якою силою магнітне поле діє на провідник зі струмом у 1 А й активною довжиною 1 м. Цю величину назвали індукцією магнітного поля:

.

Індукція магнітного поля є векторною величиною. За напрям вектора приймають напрям позитивної нормалі встановленого в магнітному полі пробного контуру зі струмом.

Обертальний момент, якійдіє на контур, пропорційний до сили струму І в ньомуйплощі S контуру й не залежитьвідйогоформи. Добуток

,

називається магнітним моментом, це векторна величина, напрям якої співпадає з напрямом позитивної нормалі до даного контуру:,де - псевдовектор, якій дорівнює за модулем площі контуру, а за напрямом співпадає з напрямом позитивної нормалі.