Завдання 1. Опрацювання результатів.

1.За отриманими даними побудувати одну вхідну і дві вихідні характеристики.

2.Обчислити вхідний опір транзистора R = Uбе/ Iб при

Uк = 2 B.

3.Обчислити вихідний опір транзистора Rвих = Uке/ Ік при Iб = 40 мкА.

4.Обчислити коефіцієнт підсилення струму = Ік/ Іб при

Uпр = Uзв.

Контрольні питання

1.Що таке транзистор? Які види транзисторів ви знаєте? Як нази- ваються області транзистора?

2.Які процеси відбуваються в p-n-переході за відсутності зовніш- нього електричного поля?

3.Що таке контактна різниця потенціалів?

4.Які бувають схеми увімкнення транзистора?

5.Поясніть фізичні процеси, які відбуваються, якщо транзистор увімкнено за схемою із спільним емітером.

6.Перерахуйте основні параметри транзистора і поясніть, яким чи- ном їх можна отримати.

7.Намалюйте загальний вигляд сукупності вхідних характеристик.

8.Намалюйте загальний вигляд сукупності вихідних характеристик.

9.Наведіть приклади застосування транзистора.

4.7.4. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4 “Електрофоретичний метод визначення рухли- вості іонів”

Мета роботи: оволодіти методом електрофорезу для ви- значення рухливості іонів.

Обладнання: електрофоретична установка, буферний роз- чин-електроліт для ванни, електроліт для визначення рухли- вості іонів, секундомір, лінійка.

Контрольні питання для підготовки до лабораторної ро- боти

1.Електричний струм і його основні характеристики.

2.Питома електропровідність. Закон Ома в диференціальній формі.

3.Електропровідність речовин. Рухливість та концентрація вільних носіїв.

4.Електрофорез та його використання.

Додаткова література

1.Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. – М.: Высшая школа, 1996.

2.Ливенцев Н.М. Курс физики. – М.: Высшая школа. – С. 227–232.

3.Ремизов А.Н. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1976. – Ч. 2, с. 64– 67.

4.Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. – М.: Высшая школа, 1987. – С. 286–290; 342–343.

Короткі теоретичні відомості

У грубому (але достатньому для наших цілей) наближенні можна вважати, що на іон в електроліті діють дві сили: сила електричного поля F = qE, де q – заряд іона, Е – напруженість електричного поля, і сила опору Fт електроліта. Сила Fт обу- мовлена дією молекул, які оточують іон; ця дія приводить до того, що іон, подібно до кульки у в’язкому середовищі, при своєму русі долає опір, величина якого пропорційна швид- кості υ:

Fт = – kυ.

Тільки в початковий момент часу іон рухається прискоре- но, потім F = Fт, а рух іона між електродами можна розгляда- ти як рівномірной і прямолінійний, тому

qE = kυ, υ = qE/k.

Пригадуючи означення рухливості b = υ/E , бачимо, що рухливість у нашому випадку дорівнює:

b = q/k.

Установка для визначення рухливості іонів (мал. 4.65) яв- ляє собою електролітичну ванну (на схемі це посудини 5 і 6), заповнену електролітом. У ванні знаходяться електроди 1 і 4. На скляну пластину 3 накладається спеціальний папір 2 розмірами 2.5 40 см, змочений тим самим електролітом. Від джерела постійного струму до електродів підводиться напру- га, яка вимірюється вольтметром.

Незначну кількість (0.005–0.01 мл) електроліту, ру х- ливість іонів якого визначається, наносять на середину папе- рової смужки (якщо електроліт безколірний, то фарбування проводять після переміщення іонів в електричному полі).

Для того щоб визначити рухливість іонів досліджуваного

електроліту, необхідно знати швидкість цих іонів υ і напр у- женість поля Е, в якому вони переміщувалися. При замиканні електричного кола іони починають переміщуватись по смужці фільтрувального паперу і за час t, який фіксуєть ся секун- доміром, переміщуються на деяку відстань x. На мал. 4.66 по- казана електрофореграма: 1 – місце нанесення електроліту, який складається із трьох фракцій; 2, 3, 4 – місця знаходження фракцій після розділення в електричному полі. Вимірявши відповідні позиції xi, знайдемо швидкість:

υі = xi / t.

Як відомо, Е = – gradU, або у випадку однорідного поля

E = U/l,

де U – спад напруги, який вимірюється вольтметром, а l – відрізок, на якому відбувається спад напруги, в даному випад- ку – це довжина фільтрувального паперу, який лежить на скляній підкладці 3. Результати вимірювань підставимо в формулу:

b = υ/E = xl/Ut.

Щоб запобігти висиханню фільтрувального паперу протягом досліду, пристрій розміщують під ковпаком, де створюється наси- чена пара.

Рухливість іонів – величина, характерна для даного типу іонів. Тому за рухливістю можна визначити вид іона, або, якщо є суміш іонів, розділити їх в електричному полі.

У медицині електрофорез використовують для аналізу білково- го складу сироватки крові. Фракції білків (альбуміни, -, -, - глобуліни) мають різні рухливості, тому можуть бути розділені електричним полем. Після отримання електрофореграм їх підсушують і фарбують спеціальними барвниками. Якщо викори- стати фотометричні методи для дослідження електрофореграми, то можна знайти кількісні співвідношення між цими фракціями. Елек- трофорез використовують також для аналізу білкового складу шлункового соку, розділення нуклеїнових кислот, амінокислот та інших біологічно важливих речовин.

Хід роботи

1.Вивчити будову електрофоретичної установки ПВ ЕФ-1.

2.Регулювальними гвинтами встановити камеру горизонталь-

но.

3.Залити буферним розчином.

4.Підготувати смужки хромографічного паперу (нарізати

вздовж волокон смуги 25 400 мм, змочити буферним розчином і закріпити так, щоб кінці смуг були опущені в буфер).

Ванну щільно закрити!

5. Через отвори в кришці нанести піпеткою досліджу ваний препарат.

Таблиця.

6. Підключити ванну до блока живлення (дотримув а-

тись полярності), увімкнути в мережу. Зафіксувати час, за який відбудеться помітне зміщення забарвленої смужки вздовж паперу. Виміряти їx і дані занести в таблицю.

Обробка результатів вимірювань

1.Розрахуйте рухливість.

2.Визначте похибку вимірювань.

Контрольні питання

1.Від чого залежить густина струму в провіднику?

2.Що є носіями електричного заряду в тканинах організму?

3.Знайти густину струму в електроліті, якщо концентрація іонів у

ньому n = 105 cм–3; їх рухливості b+ = 4.65 10–4 см2/В с; b– = 6.5 10–4 см2/В с і напруженість електричного поля Е = 10 В/см.

Вважаючи густину струму всюди однаковою, знайти силу струму, якщо площа кожного електрода S = 1 дм2. Іони однова- лентні.

4.Знайти кількість іонів йоду, які будуть введені пацієнту за 10 хв, при густині струму 0.05 А/см2 з електрода площею 5 см2.

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

РОЗДІЛ 4

1.Ахиезер А.И. Общая физика. Электрические и магнитные явле- ния. – К.: Наукова думка, 1981.

2.Вонсовский С.В. Магнетизм. – М., 1971.

3.Горбачук І.Т. Загальна фізика. – К.: Техніка, 1999.

4.Горелик Г.С. Колебания и волны. – М.: Наука, 1959.

5.Электрические измерения. / Под ред. Фремке А.В., Душина Е.М.

–Л., 1980.

6.Калашников С.Г. Электричество. – М.: Наука, 1977.

7.Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. – М., 1973.

8.Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. – М.: Наука, 1982.

9.Ливенцев Н.М. Курс физики для медвузов. – Часть 2. – М.: Высшая школа, 1978.

10.Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. – М.: Выс- шая школа, 1996.

11.Рубин А.Б. Биофизика. – М.: Высшая школа, 1987.

12.Савельев И.В. Курс общей физики. – М.: Наука, 1987.

13.Тамм И.Е. Основы теории электричества. – M.: Наука, 1976.

14.Титомир Л.И. Электрический генератор сердца. – М.: Наука, 1980.

15.Фейман Р., Лейтон Р., Сендс Р. Феймановские лекции по физике.

–М.: Мир, 1967. – Т. 6.

16.Физический энциклопедический словарь. – М.: Советская энцик- лопедия, 1983.