5. Мембранный потенциал – φм

Мембранный потенциал - это разность потенциалов между наружной и внутренней стороной клетки:

φ_о - потенциал снаружи клетки, φ_i - потенциал внутри клетки, l- толщина клетки.

1)Потенциал покоя

Потенциал покоя - это потенциал клетки, находящейся в состоянии физиологического покоя. Обычно: .

К летка подобна конденсатору, снаружи клетка имеет положительный заряд, внутри отрицательный.

По Нернсту мембранный потенциал определяется:

R – газовая постоянная, T – термодинамическая температура , F – число Фарадея, [K₀] и [K_i] – концентрация калия вне клетки и внутри клетки.

2) Потенциал действия

Потенциал действия - это потенциал, который возникает в клетке при ее возбуждении за счет внешнего раздражения (тепло, холод, разряд, химическое вещество). Он представляет собой проводимую по мышечному и нервному волокну волну электрической активности, играющую роль импульса или сигнала за короткий период времени.

Графически изменение активного мембранного потенциала выглядит так:

Процесс 1,2,3 называется деполяризация (Na⁺идет в клетку). Процесс 3,4,5 называется реполяризация (K⁺ идет из клетки).

6. Осмос

Та жидкость, в которой растворяются твердые вещества называется растворитель. Например вода растворитель, а сахар в воде - раствор.

Пусть в открытый сосуд с водой опущена стеклянная воронка, раструбом вниз, который закрыт биологической мембраной, например, (бычий пузырь). Воронка заполнена раствором сахара. Концентрация молекул воды в воронке меньше, чем в открытом сосуде, поэтому начнется диффузия молекул воды через биологическую мембрану и возникнет дополнительное давление (осмотическое), а раствор в воронке поднимется до определенной высоты(h):

1

2

3

h

1 – сосуд, 2 – вода, 3- раствор сахара в воде.

ρ – плотность,g – земное ускорение, P₀ – осмотическое давление.

Явление диффузии растворителя через биологическую мембрану называется осмос, а возникающее при этом давление называют осмотическим. Его можно выразить из уравнения Менделеева-Клапейрона:

=> ;

так как => ,

где С – концентрация вещества,

М – молярная масса.

Осмотическое давление пропорционально концентрации, температурераствора и обратно пропорционально молярной массе. Осмос широко проявляет себя в природе и используется в технических устройствах. Оболочки живых клеток - мембраны. Они проницаемы для молекул воды и не проницаемы для молекул сложных органических соединений, поэтому внутри клеток возникает осмотическое давление, делающее клетку упругой, как резиновый мяч. Растительные и животные ткани обладают большой упругостью и способностью сохранять форму. Это свойство получило название тургор. Например, у моркови P_o составляет несколько атмосфер.

XVII. Волновые свойства света

1. Интерференция волн

И нтерференция - это наложение волн, в результате которого происходит либо усилие, либо ослабление колебаний. Интерферировать могут только когерентные волны(волны, у которых равная частотаи постоянная разность хода).

Пусть имеютсядваисточника колебания

н а воде, дающиекруговые волны,

которые идут навстречу друг другу,

и в местахих наложения происходит

явление интерференции.

Р асстояние от источника колебаний до места наложения называется волновойпуть.

Р азница хода равна разнице волновых путей:y₁

∆ =y₁-y₂; гдеy₁, y₂ - волновые пути;y₂

При этом усиление колебания происходит, если разность хода равна чётному числу полуволн или целому числу волн:

∆_max=2n =λn – усиление,

где λ – длина волны, n – целое число: n=0,1,2,3…

Ослабление колебаний происходит, если разность хода равна нечетному числу полуволн:

∆_min=(2n+1) .

При наложение волн выполняется принцип суперпозиции, по которому каждая волна распространяется независимо от других волн.