Тиманюк В.А., Животова Е.Н. Биофизика

Подождите немного. Документ загружается.

531

16.3. Äëÿ âîçáóæäåíèÿ àòîìîâ íåîáõîäèìî, ÷òîáû:

à) ýíåðãèÿ èçëó÷åíèÿ áûëà íàìíîãî ìåíüøå ðàçíîñòè ýíåðãèé ìåæäó

äâóìÿ ýëåêòðîííûìè óðîâíÿìè;

á) ýíåðãèÿ èçëó÷åíèÿ ïðèáëèçèòåëüíî ðàâíÿëàñü ðàçíîñòè ýíåðãèé

ìåæäó äâóìÿ ýëåêòðîííûìè óðîâíÿìè;

â) ýíåðãèÿ èçëó÷åíèÿ íàìíîãî ïðåâûøàëà ðàçíîñòü ýíåðãèé ìåæäó

äâóìÿ ýëåêòðîííûìè óðîâíÿìè;

ã) ìîùíîñòü èçëó÷åíèÿ ïðåâûøàëà 1 Âò/ì

;

ä) ìîùíîñòü èçëó÷åíèÿ áûëà ìåíüøå, ÷åì 1 Âò/ì

16.4. Äëèíà âîëíû, íà êîòîðóþ ïðèõîäèòñÿ ìàêñèìóì ïîãëîùåíèÿ

äàííîãî âåùåñòâà, çàâèñèò îò êîëè÷åñòâà ñîïðÿæåííûõ äâîéíûõ ñâÿçåé N

â ìîëåêóëå ñëåäóþùèì îáðàçîì:

à)

λ≈

3mhl

;ã) λ≈

4hcl

;

á)

λ≈

5 mcl

;ä) λ≈

4mcl

â)

λ≈

mcN

;

16.5. Ýíåðãèÿ èçëó÷åíèÿ îïòè÷åñêîãî äèàïàçîíà (êðîìå äàëüíåãî óëü-

òðàôèîëåòà), êàê ïðàâèëî, äîñòàòî÷íà äëÿ:

à) âîçáóæäåíèÿ àòîìîâ, íî íå èõ èîíèçàöèè;

á) âîçáóæäåíèÿ è èîíèçàöèè àòîìîâ;

â) ïðåèìóùåñòâåííî èîíèçàöèè àòîìîâ;

ã) íåäîñòàòî÷íà íè äëÿ òîãî, íè äëÿ äðóãîãî;

ä) ïðàâèëüíîãî îòâåòà íåò.

16.6. Ãëóáèíà ïðîíèêíîâåíèÿ óëüòðàôèîëåòîâîãî èçëó÷åíèÿ â âåùå-

ñòâî ñîñòàâëÿåò ïîðÿäêà;

à) 1 ìêì; á) 0,1 ìì; â) 1 ìì; ã) 1 ñì; ä) 1 ì.

16.7. Îñíîâíîé âêëàä â ôîòîïîâðåæäåíèÿ áåëêîâ âíîñÿò:

à) çàðÿæåííûå àìèíîêèñëîòû;

á) ïîëÿðíûå àìèíîêèñëîòû;

â) ãèäðîôèëüíûå àìèíîêèñëîòû;

ã) àëèôàòè÷åñêèå àìèíîêèñëîòû;

ä) àðîìàòè÷åñêèå àìèíîêèñëîòû.

16.8. Ìàêñèìóì ïîãëîùåíèÿ ÄÍÊ ïðèõîäèòñÿ íà äëèíó âîëíû:

à) 260 íì; á) 350 íì; â) 400 íì; ã) 1000 íì; ä) 1 ñì.

16.9. Èîíèçèðóþùåå èçëó÷åíèå âêëþ÷àåò:

à) èçëó÷åíèå ðàäèîäèàïàçîíà è èíôðàêðàñíîå èçëó÷åíèå;

á) äàëüíþþ îáëàñòü óëüòðàôèîëåòîâîãî èçëó÷åíèÿ, ðåíòãåíîâñêîå

è γ-èçëó÷åíèå;

â) èçëó÷åíèå ðàäèîäèàïàçîíà è óëüòðàôèîëåòîâîå èçëó÷åíèå;

ã) ðåíòãåíîâñêîå è γ-èçëó÷åíèå;

ä) èíôðàêðàñíîå, âèäèìîå è óëüòðàôèîëåòîâîå èçëó÷åíèÿ.

Ïðàêòè÷åñêèå è òåñòîâûå çàäàíèÿ

532

16.10. Èîíèçèðóþùåå èçëó÷åíèå âûçûâàåò

à) âîçáóæäåíèå àòîìîâ, íî íå èõ èîíèçàöèþ;

á) âîçáóæäåíèå è èîíèçàöèþ àòîìîâ;

â) ïðåèìóùåñòâåííî èîíèçàöèþ àòîìîâ;

ã) íå âûçûâàåò íè òîãî íè äðóãîãî;

ä) ïðàâèëüíîãî îòâåòà íåò.

16.11. Ðàäèîïðîòåêòîðû:

à) óìåíüøàþò íàãðåâàíèå òêàíè ïðè îáëó÷åíèè âîëíàìè ðàäèî÷àñ-

òîòíîãî äèàïàçîíà;

á) óâåëè÷èâàþò íàãðåâàíèå òêàíè ïðè îáëó÷åíèè âîëíàìè ðàäèî÷àñ-

òîòíîãî äèàïàçîíà;

â) óâåëè÷èâàþò ðàäèîáèîëîãè÷åñêèé ýôôåêò ïðè îáëó÷åíèè èîíèçè-

ðóþùèì èçëó÷åíèåì;

ã) îñëàáëÿþò ðàäèîáèîëîãè÷åñêèé ýôôåêò ïðè îáëó÷åíèè èîíèçèðó-

þùèì èçëó÷åíèåì;

ä) ñïîñîáñòâóþò óâåëè÷åíèþ êîíòðàñòíîñòè ðåíòãåíîâñêèõ ñíèìêîâ.

16.12. Ìàññîâûé êîýôôèöèåíò îñëàáëåíèÿ èçëó÷åíèÿ âîëí äëèíîé

λ = (1…2)•10

–11

ì ïðîïîðöèîíàëåí:

à) λ

; á) λ

Z ; â) λ

; ã) λ

Z ; ä) λ

Z .

Ãëàâà 16. Äåéñòâèå ôèçè÷åñêèõ ôàêòîðîâ íà áèîëîãè÷åñêèå îáúåêòû

Ãëàâà 17

ÑÎÁÑÒÂÅÍÍÛÅ ÔÈÇÈ×ÅÑÊÈÅ

ÏÎËß ×ÅËÎÂÅÊÀ

Ïðîöåññû, ïðîèñõîäÿùèå â æèâîì îðãàíèçìå, ñîçäàþò ôèçè-

÷åñêèå ïîëÿ: ýëåêòðîìàãíèòíûå è àêóñòè÷åñêèå. Èñòî÷íèêàìè ýëåê-

òðîìàãíèòíîãî èçëó÷åíèÿ ÿâëÿþòñÿ ýëåêòðè÷åñêàÿ àêòèâíîñòü îð-

ãàíîâ, òðåíèå îäåæäû î òåëî; àêóñòè÷åñêîãî — áèåíèå ñåðäöà, òîê

êðîâè ïî ñîñóäàì, èçëó÷åíèå èç óõà ÷åëîâåêà (òàê íàçûâàåìîå êîõ-

ëåàðíîå èçëó÷åíèå), òåïëîâîå äâèæåíèå àòîìîâ è ìîëåêóë (ìåãà-

ãåðöåâûé äèàïàçîí) è äð. Äèàïàçîí äëèí âîëí ýëåêòðîìàãíèòíîãî

èçëó÷åíèÿ òåëà ÷åëîâåêà — îò 60 ñì (ðàäèîäèàïàçîí) äî 0,5 ìêì

(îïòè÷åñêèé äèàïàçîí), à äèàïàçîí àêóñòè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ – îò

0,01 Ãö (èíôðàçâóê) äî 10 Ìãö (óëüòðàçâóê).

Ýòè ïîëÿ, à òàêæå èõ èçìåíåíèå âî âðåìåíè ïîçâîëÿþò ïîëó-

÷èòü èíôîðìàöèþ î ôèçèîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññàõ â îðãàíèçìå. Â ìå-

äèöèíñêîé ïðàêòèêå øèðîêî èñïîëüçóþòñÿ ñ äèàãíîñòè÷åñêîé

öåëüþ ìåòîäû èçìåðåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîé àêòèâíîñòè ñåðäöà, ìîçãà

è äðóãèõ îðãàíîâ, òåïëîâèäåíèå (ïîëó÷åíèå òåìïåðàòóðíûõ êàðò

ó÷àñòêîâ òåëà) è ìíîãèå äðóãèå ìåòîäû.

§ 17.1. ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÈÅ È ÌÀÃÍÈÒÍÛÅ ÏÎËß ×ÅËÎÂÅÊÀ.

ÔÈÇÈ×ÅÑÊÈÅ ÎÑÍÎÂÛ ÝËÅÊÒÐÎÊÀÐÄÈÎÃÐÀÔÈÈ

Êàæäàÿ êëåòêà îðãàíèçìà îáëàäàåò ýëåêòðè÷åñêèì ïîòåíöèà-

ëîì. Ïîòåíöèàë íåêîòîðûõ èç íèõ (íàïðèìåð, íåðâíûõ è ìûøå÷-

íûõ) ìåíÿåòñÿ âî âðåìåíè, â ñâÿçè ñ ÷åì èçìåíÿåòñÿ è ïîòåíöèàë

öåëûõ îðãàíîâ è òêàíåé. Çàâèñèìîñòü ýëåêòðè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà

êàêîãî-ëèáî îðãàíà èëè òêàíè îò âðåìåíè íàçûâàåòñÿ ý ë å ê ò ð î-

ã ð à ì ì î é, à äèàãíîñòè÷åñêèé ìåòîä èññëåäîâàíèÿ — ýëåêòðî-

ãðàôèåé. Ýëåêòðîãðàôè÷åñêèé ìåòîä ïðèìåíÿåòñÿ äëÿ êëèíè÷åñêîé

äèàãíîñòèêè çàáîëåâàíèé öåëîãî ðÿäà îðãàíîâ — ñåðäöà (ýëåêòðî-

êàðäèîãðàôèÿ), ìûøö (ýëåêòðîìèîãðàôèÿ), ãîëîâíîãî ìîçãà (ýëåê-

òðîýíöåôàëîãðàôèÿ), ñåò÷àòêè ãëàçà (ýëåêòðîðåòèíîãðàôèÿ) è äð.

534

Äëÿ èçìåðåíèÿ ðàçíîñòè ïîòåíöèàëîâ ìåæäó êàêèìè-ëèáî äâó-

ìÿ òî÷êàìè îðãàíà ìîæíî íåïîñðåäñòâåííî ïðèëîæèòü ê íåìó ýëåê-

òðîäû. Îäíàêî òàêîé ïðÿìîé ìåòîä ýëåêòðîãðàôèè íà ïðàêòèêå

ïî÷òè íå èñïîëüçóåòñÿ. Ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ èçìåðÿåòñÿ íà ïî-

âåðõíîñòè òåëà, à âñÿ ñîâîêóïíîñòü êëåòîê èññëåäóåìîãî îðãàíà

(ââèäó íåâîçìîæíîñòè ìàòåìàòè÷åñêîãî îïèñàíèÿ èçìåíåíèÿ â ïðî-

ñòðàíñòâå è âðåìåíè ýëåêòðè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà êàæäîãî îòäåëü-

íîãî âîëîêíà) ïðåäñòàâëÿåòñÿ â âèäå ìîäåëè ýêâèâàëåíòíîãî ãåíå-

ðàòîðà, êîòîðûé ñîçäàåò òàêîé æå ýëåêòðè÷åñêèé ïîòåíöèàë íà

ïîâåðõíîñòè òåëà, ÷òî è äàííûé îðãàí.

Â ýëåêòðîãðàôèè ñóùåñòâóþò äâå çàäà÷è:

ïðÿìàÿ — îïðåäåëåíèå ýëåêòðè÷åñêîãî ïî-

òåíöèàëà íà ïîâåðõíîñòè òåëà ïî èçâåñòíûì

õàðàêòåðèñòèêàì ýêâèâàëåíòíîãî ãåíåðàòîðà

è îáðàòíàÿ — îïðåäåëåíèå õàðàêòåðèñòèê

ýêâèâàëåíòíîãî ãåíåðàòîðà (òî åñòü èññëåäó-

åìîãî îðãàíà) ïî ýëåêòðè÷åñêîìó ïîòåíöèà-

ëó, ñîçäàííîìó èì íà ïîâåðõíîñòè òåëà. Ðå-

øåíèå ïîñëåäíåé çàäà÷è èãðàåò âàæíåéøóþ

ðîëü â äèàãíîñòèêå ðÿäà çàáîëåâàíèé. Ðàñ-

ñìîòðèì ýòî íà ïðèìåðå íàèáîëåå ðàñïðîñò-

ðàíåííîãî ìåòîäà — ýëåêòðîêàðäèîãðàôèè.

Ýêâèâàëåíòíûé ãåíåðàòîð ñåðäöà ïðåäñòàâëÿ-

þò â âèäå òîêîâîãî ýëåêòðè÷åñêîãî äèïîëÿ (èñ-

òî÷íèêà ýëåêòðîäâèæóùåé ñèëû E) ñ âíóòðåííèì

ñîïðîòèâëåíèåì r, çàìêíóòûì íà âíåøíåå ñîïðî-

òèâëåíèå R (ðèñ. 17.1.1), ïðè÷åì r >> R. Ñîïðîòèâëåíèå R ÿâëÿåòñÿ àíàëî-

ãîì ñîïðîòèâëåíèÿ ñðåäû, îêðóæàþùåé ñåðäöå. Ñîãëàñíî çàêîíó Îìà äëÿ

ïîëíîé öåïè,

=≈

rRr

. (17.1.1)

Ñëåäîâàòåëüíî, òîê â ñèñòåìå íå çàâèñèò îò ñîïðîòèâëåíèÿ âíåøíåé

ñðåäû.

Äëÿ ðàñ÷åòà ýëåêòðè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà, ñîçäàâàåìîãî â ïðîèçâîëü-

íîé òî÷êå ïðîñòðàíñòâà ýëåêòðè÷åñêèì ïîëåì äèïîëÿ, òðåáóåòñÿ ðàññ÷è-

òàòü ðàñïðåäåëåíèå ïîòåíöèàëà óíèïîëÿ — îäíîãî èç ïîëþñîâ äèïîëÿ.

Çàïèøåì çàêîí Îìà â äèôôåðåíöèàëüíîé ôîðìå:

=σ =−

, (17.1.2)

ãäå j — ïëîòíîñòü òîêà; σ — óäåëüíàÿ ýëåêòðîïðîâîäíîñòü; ρ – óäåëüíîå

ñîïðîòèâëåíèå; ϕ — ïîòåíöèàë; r — ðàññòîÿíèå îò óíèïîëÿ äî íåêîòîðîé

òî÷êè.

Ðèñ. 17.1.1. Ýêâèâàëåíò-

íàÿ ýëåêòðè÷åñêàÿ ñõå-

ìà òîêîâîãî ýëåêòðè÷å-

ñêîãî ãåíåðàòîðà è âíåø-

íåé ïðîâîäÿùåé ñðåäû

Ãëàâà 17. Ñîáñòâåííûå ôèçè÷åñêèå ïîëÿ ÷åëîâåêà

535

Ïî îïðåäåëåíèþ, ïëîòíîñòü òîêà, ïðîòåêàþùåãî ÷åðåç ñôåðè÷åñêóþ

ïîâåðõíîñòü ðàäèóñà r, ðàâíà

, (17.1.3)

ãäå I — òîê â öåïè.

Ïðèðàâíÿâ ôîðìóëû (17.1.2) è (17.1.3), ïîëó÷àåì:

−⋅ =

. (17.1.4)

Ðàçäåëèì ïåðåìåííûå â âûðàæåíèè (17.1.4) è ïðîèíòåãðèðóåì:

∞

ϕ=−

∫∫

. (17.1.5)

Çäåñü ìû ïîëàãàåì, ÷òî ïðè r → ∞ ϕ → 0,

à òàêæå òî, ÷òî äèïîëü íàõîäèòñÿ â îäíîðîä-

íîé áåñêîíå÷íîé ïðîâîäÿùåé ñðåäå ñ óäåëü-

íûì ýëåêòðè÷åñêèì ñîïðîòèâëåíèåì ρ. Òîãäà

ϕ=

π4

. (17.1.6)

Ïîòåíöèàë ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ, ñîçäàí-

íîãî íåñêîëüêèìè óíèïîëÿìè â íåêîòîðîé

òî÷êå ïðîñòðàíñòâà À, ðàâåí àëãåáðàè÷åñêîé

ñóììå ïîòåíöèàëîâ ýëåêòðè÷åñêèõ ïîëåé, ñî-

çäàííûõ êàæäûì èç óíèïîëåé (ïðèíöèï ñó-

ïåðïîçèöèè). Äëÿ äèïîëÿ, ñîñòîÿùåãî èç îä-

íîãî ïîëîæèòåëüíîãî è îäíîãî îòðèöàòåëüíîãî

óíèïîëåé, ïîòåíöèàë íà ðàññòîÿíèè r

îò ïî-

ëîæèòåëüíîãî ïîëþñà è r – îò îòðèöàòåëüíîãî

ðàâåí (ðèñ. 17.1.2)

ρρ

ϕ= −

ππ

. (17.1.7)

Ïî òåîðåìå êîñèíóñîâ:

=+− α

2cosrlrrl , (17.1.8)

ãäå l — ðàññòîÿíèå ìåæäó ïîëþñàìè äèïîëÿ.

Òîãäà



ρρρ



ϕ= − = −



ππ

π+−α −α+



22 2 2

42cos (2cos)/1

III

lr rl l rl r

Ðèñ. 17.1.2. Ñõåìà ê âûâîäó

ôîðìóëû ýëåêòðè÷åñêîãî

ïîòåíöèàëà äèïîëÿ

§ 17.1. Ýëåêòðè÷åñêèå è ìàãíèòíûå ïîëÿ ÷åëîâåêà

536



−





, (17.1.9)

ãäå

−α

2coslrl

. Åñëè r > l, òî –1 < x < 1. Òîãäà ôóíêöèþ

1 x

ìîæíî ðàçëîæèòü â áèíîìèàëüíûé ðÿä:

⋅⋅⋅

=− + − +

⋅⋅⋅

1113135

1 ...

2 24 246

xx x

(17.1.10)

Ïîäñòàâèì ýòî ðàçëîæåíèå â ôîðìóëó (17.1.9), îãðàíè÷èâøèñü ïåð-

âûìè äâóìÿ ñëàãàåìûìè:



ρ−αρα−

ϕ= − − = =



ππ



1 2 cos 2 cos

42 4

Ilrl Irll



ρα

=−





cos

Il l

. (17.1.11)

Ïðè r >> l l

→ 0, òîãäà

ραρα

ϕ= =

cos cos

Il D

, (17.1.12)

ãäå D = Il – ìîäóëü äèïîëüíîãî ìîìåíòà äèïîëüíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ãå-

íåðàòîðà

. Âåêòîð



íàïðàâëåí îò îòðèöàòåëüíîãî ïîëþñà ê ïîëîæèòåëü-

íîìó. Â ìåäèöèíñêîé òåðìèíîëîãèè óïîòðåáëÿåòñÿ ïîíÿòèå «èíòåãðàëü-

íûé ýëåêòðè÷åñêèé âåêòîð ñåðäöà», ÿâëÿþùèéñÿ âåêòîðíîé ñóììîé âñåõ

äèïîëüíûõ ìîìåíòîâ êàæäîãî îòäåëüíîãî ñåðäå÷íîãî âîëîêíà

∑



DD. (17.1.13)

Ýêñïåðèìåíòàëüíî èçìåðÿþò íå ïîòåíöèàë â íåêîòîðîé òî÷êå, à ðàç-

íîñòü ïîòåíöèàëîâ ìåæäó äâóìÿ òî÷êàìè À è Â, ïîëàãàÿ, ÷òî îíè íàõîäÿò-

ñÿ íà îäèíàêîâîì ðàññòîÿíèè r îò äèïîëÿ (ðèñ. 17.1.3):

∆ϕ = ϕ − ϕ = α − α

(cos cos )

, (17.1.14)

ãäå γ – óãîë ìåæäó ïðÿìîé ÀÂ è íàïðàâëåíèåì äèïîëüíîãî ìîìåíòà



= π/2 – β/2 + γ; α

= π/2 + β/2 + γ. Òîãäà, ñîãëàñíî çàêîíàì òðèãîíî-

ìåòðèè,

π+ γ β β

α− α= = γ

cos cos 2 sin sin 2 cos sin

22 2

. (17.1.15)

Äàííóþ õàðàêòåðèñòèêó íå ñëåäóåò ïóòàòü ñ äèïîëüíûì, èëè ýëåêòðè÷åñêèì

ìîìåíòîì, ðàâíûì ð = ql.

Ãëàâà 17. Ñîáñòâåííûå ôèçè÷åñêèå ïîëÿ ÷åëîâåêà

537

Èç ôîðìóë (17.1.14) è (17.1.15)

ïîëó÷àåì ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ:

ρβ γ

∆ϕ =

sin( / 2) cos

. (17.1.16)

Òàêèì îáðàçîì, ðàçíîñòü ïî-

òåíöèàëîâ ìåæäó íåêîòîðûìè òî÷-

êàìè òåì áîëüøå, ÷åì áîëüøå

óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå ñðåäû ρ,

ðàññòîÿíèå ìåæäó ýòèìè òî÷êàìè

[~sin (β/2)], ïðîåêöèÿ âåêòîðà



íà ïðÿìóþ ÀÂ (D cos γ) è ìåíüøå

ðàññòîÿíèå r.

Â îñíîâå ýëåêòðîêàðäèîãðàôèè ëåæèò òåîðèÿ Ýéíòõîâåíà, ñî-

ãëàñíî êîòîðîé:

à) ñåðäöå ïðåäñòàâëÿþò â âèäå äèïîëüíîãî ãåíåðàòîðà ñ äèïîëü-

íûì ìîìåíòîì



;

á) íàïðàâëåíèå è âåëè÷èíà âåêòîðà



â ïðîöåññå ñåðäå÷íîé äå-

ÿòåëüíîñòè ïåðèîäè÷åñêè ìåíÿåòñÿ âî âðåìåíè (ñîîòâåòñòâåííî

ñ òàêèì æå ïåðèîäîì èçìåíÿåòñÿ è ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ ìåæäó íå-

êîòîðûìè äâóìÿ òî÷êàìè òåëà, ê êîòîðûì ïðèëîæåíû ýëåêòðîäû);

â) íà÷àëî âåêòîðà



íå èçìåíÿåò ñâîåãî ïîëîæåíèÿ â ïðîñòðàí-

ñòâå è íàõîäèòñÿ â àíòðèîâåíòðèêóëÿðíîì óçëå;

ã) îêðóæàþùèå ñåðäöå òêàíè ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé îäíîðîäíóþ

èçîòðîïíóþ ñðåäó.

Â ýëåêòðîêàðäèîãðàôèè îáû÷íî èçìåðÿþòñÿ ðàçíîñòè ïîòåíöè-

àëîâ ìåæäó: ïðàâîé ðóêîé è ëåâîé ðóêîé (I îòâåäåíèå); ïðàâîé ðó-

êîé è ëåâîé íîãîé (II îòâåäåíèå); ëåâîé ðóêîé è ëåâîé íîãîé (III

îòâåäåíèå). Ôàêòè÷åñêè ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ èçìåðÿåòñÿ ìåæäó

òî÷êàìè, â êîòîðûõ êîíå÷íîñòè ñî-

åäèíÿþòñÿ ñ òóëîâèùåì, òàê êàê êî-

íå÷íîñòè âûñòóïàþò êàê ïðîâîäíè-

êè. Ïðè ýòîì äèïîëüíûé ìîìåíò



îêàçûâàåòñÿ â öåíòðå òðåóãîëü-

íèêà, êîòîðûé ïðèáëèçèòåëüíî ñ÷è-

òàåòñÿ ðàâíîñòîðîííèì (ðèñ. 17.1.4).

Íà ïðàêòèêå èíîãäà èñïîëüçóþò

è äðóãèå îòâåäåíèÿ, íàïðèìåð, ïî

Ãîëüäáåðãåðó èëè Âèëüñîíó.

Ýëåêòðîêàðäèîãðàôèÿ ïðèíè-

ìàåò öåëûé ðÿä äîïóùåíèé. Íà

ñàìîì äåëå: à) èñòî÷íèê ýëåêòðè-

÷åñêîãî ïîëÿ ñåðäöà íåëüçÿ ïðåä-

Ðèñ. 17.1.3. Ñõåìà ê âûâîäó ôîðìó-

ëû äëÿ ðàçíîñòè ïîòåíöèàëîâ ýëåêò-

ðè÷åñêîãî ïîëÿ äèïîëÿ

Ðèñ. 17.1.4. Òðåóãîëüíèê Ýéíòõîâåíà:

D — äèïîëüíûé ìîìåíò òîêîâîãî ãåíåðà-

òîðà ñåðäöà; ÏÐ — ïðàâàÿ ðóêà; ËÐ — ëå-

âàÿ ðóêà; ËÍ — ëåâàÿ íîãà.

§ 17.1. Ýëåêòðè÷åñêèå è ìàãíèòíûå ïîëÿ ÷åëîâåêà

538

ñòàâèòü â âèäå îäíîãî äèïîëÿ; á) âðàùåíèå âåêòîðà



ïðîèñõîäèò

ïî âñåìó îáúåìó, è äëÿ åãî îïèñàíèÿ íåäîñòàòî÷íî ïðîåêöèè òîëü-

êî íà îäíó ïëîñêîñòü; â) íà÷àëî âåêòîðà



ñìåùàåòñÿ; ã) îðãàíèçì

íå ÿâëÿåòñÿ îäíîðîäíîé ñðåäîé, êðîìå òîãî, åãî ïðîâîäèìîñòü ìå-

íÿåòñÿ íå òîëüêî â ïðîñòðàíñòâå, íî è âî âðåìåíè (íàïðèìåð ïðè

âäîõå è âûäîõå).

Íî, íåñìîòðÿ íà ñóùåñòâóþùèå äîïóùåíèÿ, ýëåêòðîêàðäèîãðàì-

ìà ïîçâîëÿåò äèàãíîñòèðîâàòü öåëûé ðÿä çàáîëåâàíèé: òàõè- è áðà-

äèêàðäèþ, ðàçëè÷íûå âèäû àðèòìèé (à òàêæå âûÿâëÿòü èõ èñòî÷-

íèê), íàðóøåíèÿ ïðîâåäåíèÿ è èõ ëîêàëèçàöèþ (íàïðèìåð, âûçâàíû

îíè íàðóøåíèåì ïðîâåäåíèÿ âíóòðè æåëóäî÷êà, â àíòðèîâåíòðè-

êóëÿðíîì óçëå èëè â êàêîì-ëèáî äðóãîì îòäåëå), ïîðîêè ñåðäöà,

èíôàðêò ìèîêàðäà è äðóãèå, à òàêæå âûÿâëÿòü äåéñòâèå íà îðãà-

íèçì ôàêòîðîâ õèìè÷åñêîé ïðèðîäû — ÿäîâ è ëåêàðñòâåííûõ ïðå-

ïàðàòîâ (íàïðèìåð íàïåðñòÿíêè).

Äëÿ ïîëó÷åíèÿ èíôîðìàöèè î ïðîñòðàíñòâåííîé îðèåíòàöèè

äèïîëüíîãî ìîìåíòà ñåðäöà èñïîëüçóåòñÿ ìåòîä âåêòîðêàðäèîãðà-

ôèè. Ñ ïîìîùüþ ðàñïîëîæåííûõ ñîîòâåòñòâóþùèì îáðàçîì íà òåëå

ïàöèåíòà ýëåêòðîäîâ íà ýêðàíå îñöèëëîãðàôà ïîëó÷àþò èçìåíÿþ-

ùóþñÿ âî âðåìåíè íà ïðîòÿæåíèè êàðäèîìèîöèêëà ïðîåêöèþ íà

íåêîòîðóþ ïëîñêîñòü âåêòîðà



— ïëîñêóþ âåêòîðêàðäèîãðàììó.

Äëÿ ýòîãî íà ãîðèçîíòàëüíî îòêëîíÿþùèå ïëàñòèíû îñöèëëîãðà-

ôà ïîäàþò íàïðÿæåíèå îò îäíîãî îòâåäåíèÿ, à íà âåðòèêàëüíî îò-

êëîíÿþùèå — îò äðóãîãî. Òðåõìåðíóþ âåêòîðíóþ ïåòëþ (ïðîñòðàí-

ñòâåííóþ âåêòîðêàðäèîãðàììó) ïîëó÷àþò ïî åå ïðîåêöèÿì íà òðè

ïëîñêîñòè: ôðîíòàëüíóþ, ãîðèçîíòàëüíóþ è ñàããèòàëüíóþ.

Âåêòîðêàðäèîãðàôèÿ èìååò ðÿä äîñòîèíñòâ ïî ñðàâíåíèþ

ñ ýëåêòðîêàðäèîãðàôèåé, íî èíîãäà äèàãíîñòèðîâàòü íåêîòîðûå

çàáîëåâàíèÿ (íàïðèìåð àðèòìèþ) ëåã÷å ïî ýëåêòðîêàðäèîãðàììå.

Äëÿ àíàëèçà ýëåêòðîãðàìì ìîçãà è äðóãèõ îðãàíîâ èñïîëüçóþò-

ñÿ äðóãèå ìîäåëè ýêâèâàëåíòíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ ãåíåðàòîðîâ. Íà-

ïðèìåð, ìîçã ïðåäñòàâëÿþò â âèäå áîëüøîãî ÷èñëà äèïîëåé.

Â ïîñëåäíåå âðåìÿ â ìåäèöèíå èñïîëüçóþòñÿ ìåòîäû èçìåðå-

íèÿ ìàãíèòíûõ ïîëåé ñåðäöà (ìàãíèòîêàðäèîãðàôèÿ) è ìîçãà (ìàã-

íèòîýíöåôàëîãðàôèÿ). Èñòî÷íèêîì ìàãíèòíîãî ïîëÿ ÿâëÿþòñÿ äâè-

æóùèåñÿ çàðÿäû, òî åñòü ýëåêòðè÷åñêèé òîê, êîòîðûé, â ñâîþ

î÷åðåäü, ïðîïîðöèîíàëåí íàïðÿæåíèþ. Ïîýòîìó ìàãíèòîãðàììû

âî ìíîãîì ñõîæè ñ ýëåêòðîãðàììàìè è â òî æå âðåìÿ ïîçâîëÿþò

ïîëó÷èòü íåêîòîðóþ äîïîëíèòåëüíóþ èíôîðìàöèþ.

Ìàãíèòíîå ïîëå òåëà ÷åëîâåêà íàìíîãî ñëàáåå ìàãíèòíîãî ïîëÿ

Çåìëè, ìàãíèòíàÿ èíäóêöèÿ êîòîðîãî ñîñòàâëÿåò 5•10

–5

Òë (äëÿ

ñðàâíåíèÿ, èíäóêöèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ ñåðäöà — 10

–11

Òë, à ìîç-

ãà — 10

–13

Òë), ÷òî ñîçäàåò ïðè ïîëó÷åíèè ìàãíèòîãðàìì ñóùå-

ñòâåííûå òðóäíîñòè. Èõ îáõîäÿò ñëåäóþùèì îáðàçîì: èçìåðÿþò

Ãëàâà 17. Ñîáñòâåííûå ôèçè÷åñêèå ïîëÿ ÷åëîâåêà

539

èíäóêöèþ ïîëÿ îêîëî ïîâåðõíîñòè òåëà (Â

) è íà íåêîòîðîì ðàñ-

ñòîÿíèè îò íåãî (Â

). Ìàãíèòíîå ïîëå Çåìëè è äðóãèå ïîìåõè áó-

äóò ïî÷òè îäèíàêîâûìè â ýòèõ äâóõ òî÷êàõ, à ìàãíèòíîå ïîëå ÷å-

ëîâåêà çíà÷èòåëüíî óìåíüøèòñÿ. Ïîýòîìó ðàçíîñòü (Â

– Â

) áóäåò

õàðàêòåðèçîâàòü ìàãíèòíîå ïîëå òåëà ÷åëîâåêà.

Ìàãíèòîãðàôèÿ ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü âðåìåííóþ è ïðîñòðàí-

ñòâåííóþ êàðòèíû ìàãíèòíîãî ïîëÿ êàêîãî-ëèáî îðãàíà, äëÿ ÷åãî

ñíèìàþò íåñêîëüêî ïîñëåäîâàòåëüíûõ ìàãíèòîãðàìì îòäåëüíûõ

ó÷àñòêîâ îðãàíà. Îäíèì èç ïðåèìóùåñòâ ìàãíèòîãðàôèè ïî ñðàâíå-

íèþ ñ ýëåêòðîãðàôèåé ÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü ëîêàëèçîâàòü èñòî÷-

íèê ìàãíèòíîãî ïîëÿ (ïðèáëèçèòåëüíî äî 1 ñì). Ïîýòîìó ìàãíèòî-

ãðàôèþ ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ èññëåäîâàíèÿ ýëåêòðè÷åñêîé

àêòèâíîñòè ñåðäöà ïëîäà. Â ýòîì ñëó÷àå ñíÿòèå ýëåêòðîêàðäèîãðàì-

ìû íåâîçìîæíî, òàê êàê ýëåêòðè÷åñêèé ñèãíàë ñåðäöà ïëîäà çàãëó-

øàåòñÿ ñåðäöåì ìàòåðè.

§ 17.2. ÒÅÏËÎÂÎÅ ÈÇËÓ×ÅÍÈÅ

Ëþáîå òåëî, òåìïåðàòóðà êîòîðîãî âûøå 0 Ê, ÿâëÿåòñÿ èñòî÷-

íèêîì òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ (ñì. § 13.8). Ñîãëàñíî çàêîíó Ñòåôà-

íà—Áîëüöìàíà, ýíåðãåòè÷åñêàÿ ñâåòèìîñòü ëþáîãî òåëà ïðÿìî ïðî-

ïîðöèîíàëüíà ÷åòâåðòîé ñòåïåíè åãî àáñîëþòíîé òåìïåðàòóðû.

Ïîýòîìó èçìåðåíèå ýíåðãåòè÷åñêîé ñâåòèìîñòè òåëà ÷åëîâåêà ïî-

çâîëÿåò îïðåäåëÿòü ñ âûñîêîé òî÷íîñòüþ åãî òåìïåðàòóðó.

Ñïåêòð òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ (çàâèñèìîñòè ñïåêòðàëüíîé ïëîò-

íîñòè ýíåðãåòè÷åñêîé ñâåòèìîñòè îò äëèíû âîëíû) ÿâëÿåòñÿ ñïëîø-

íûì, ïîëîæåíèå åãî ìàêñèìóìà çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû òåëà. Ïðè

òåìïåðàòóðå òåëà ÷åëîâåêà ìàêñèìóì èçëó÷åíèÿ ïðèõîäèòñÿ íà

äëèíó âîëíû 9,3 ìêì (èíôðàêðàñíûé äèàïàçîí). Ïîýòîìó áîëü-

øèíñòâî ò å ï ë î â è ç î ð î â — ïðèáîðîâ, ïîçâîëÿþùèõ ïîëó÷àòü

òåïëîâîå èçîáðàæåíèå ïðåäìåòîâ,— èçìåðÿþò èçëó÷åíèå â äèàïà-

çîíå 3—10 ìêì.

Óñòðîéñòâî òåïëîâèçîðà âî ìíîãîì ñõîæå ñ îáû÷íûì òåëåâèçî-

ðîì, íî òåëåâèçèîííîå èçîáðàæåíèå ïåðåäàåò èíôîðìàöèþ îá îò-

ðàæåííîì îò ïîâåðõíîñòè ïðåäìåòîâ èçëó÷åíèè îïòè÷åñêîãî äèà-

ïàçîíà, â òî âðåìÿ êàê òåïëîâèçèîííîå — î ñîáñòâåííîì òåïëîâîì

èçëó÷åíèè òåë, êàê ïðàâèëî, â èíôðàêðàñíîì äèàïàçîíå.

Ñóùåñòâóþò ÷åðíî-áåëûå è öâåòíûå òåïëîâèçîðû. Âî-ïåðâûõ

ó÷àñòêè òåëà, òåìïåðàòóðà êîòîðûõ ðàçëè÷íà, îòëè÷àþòñÿ íà ýêðà-

íå ÿðêîñòüþ; âî-âòîðûõ — öâåòîì. Ñ ïîìîùüþ òåïëîâèçîðîâ ìîæ-

íî ïîëó÷èòü êàê ìãíîâåííîå, òàê è äèíàìè÷åñêîå ðàñïðåäåëåíèå

òåìïåðàòóðû ðàçëè÷íûõ ó÷àñòêîâ òåëà. Íàïðèìåð, ïðè ðàñïðîñòðà-

§ 17.2. Òåïëîâîå èçëó÷åíèå

540

íåíèè âîëíû âîçáóæäåíèÿ â ãîëîâíîì ìîçãå ïîñëåäîâàòåëüíî ìå-

íÿåòñÿ òåìïåðàòóðà åãî îòäåëîâ. Ìåòîä ïîëó÷åíèÿ êàðòû ðàñïðåäå-

ëåíèÿ òåìïåðàòóðû êîðû ãîëîâíîãî ìîçãà íàçûâàåòñÿ òåðìîýíöåëî-

ñêîïèåé. Ê ñîæàëåíèþ, ïðèìåíåíèå ýòîãî ìåòîäà îãðàíè÷åíî â ñâÿçè

ñ ñèëüíûì ïîãëîùåíèåì òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ ìîçãà ÷åðåïíîé êî-

ðîáêîé è âîëîñàìè, ïîýòîìó ìåòîä ïðèìåíÿåòñÿ òîëüêî âî âðåìÿ

íåéðîõèðóðãè÷åñêèõ îïåðàöèé íà îòêðûòîì ìîçãå. Òåïëîâèäåíèå

ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü ó÷àñòêè òåëà, â êîòîðûõ íàðóøåíî êðîâîñíàá-

æåíèå, èëè î÷àãè âîñïàëåíèÿ, òàê êàê â ïåðâîì ñëó÷àå òåìïåðàòó-

ðà ñíèæàåòñÿ, à âî âòîðîì, íàîáîðîò, ïîâûøàåòñÿ.

Èíôðàêðàñíîå èçëó÷åíèå ñèëüíî ïîãëîùàåòñÿ òåëîì è çàòóõà-

åò íà ðàññòîÿíèè 100 ìêì, ïîýòîìó òåïëîâèçèîííûå ìåòîäû ïî-

çâîëÿþò èçìåðÿòü òåìïåðàòóðó òîëüêî âåðõíèõ ñëîåâ êîæè. Äëÿ

îïðåäåëåíèÿ òåìïåðàòóðû ãëóáèííûõ ñëîåâ èçìåðÿåòñÿ èíòåí-

ñèâíîñòü èçëó÷åíèÿ òåëà â ÑÂ×-äèàïàçîíå, äëÿ êîòîðîãî ãëóáèíà

ïðîíèêíîâåíèÿ âîëíû çíà÷èòåëüíî âûøå (ïîðÿäêà íåñêîëüêèõ ñàí-

òèìåòðîâ). Èçìåðåíèå ïðîâîäÿò ñ ïîìîùüþ òàê íàçûâàåìûõ Ñ Â ×-

ð à ä è î ì å ò ð î â. Îäíàêî çäåñü âîçíèêàþò äðóãèå òðóäíîñòè: âî-

ïåðâûõ, èçìåíåíèå èíòåíñèâíîñòè èçëó÷åíèÿ ñ ïåðåïàäîì

òåìïåðàòóðû íà 1 Ê ñîñòàâëÿåò âñåãî ëèøü 2•10

–13

Âò/ì

; âî-âòî-

ðûõ, íå âñåãäà óäàåòñÿ îïðåäåëèòü èñòî÷íèê èçìåíåíèÿ òåìïåðàòó-

ðû, òàê êàê íåèçâåñòíî, íà êàêîé ãëóáèíå îí íàõîäèòñÿ.

Òåì íå ìåíåå ìåòîä ÑÂ×-ðàäèîìåòðèè íàøåë ïðèìåíåíèå â ìå-

äèöèíå, â ÷àñòíîñòè â äèàãíîñòèêå çëîêà÷åñòâåííûõ îïóõîëåé.

Èçâåñòíî, ÷òî îïóõîëè äëÿ ïðîäîëæåíèÿ ñâîåãî ðîñòà íóæäàþòñÿ

â áîëüøèõ êîëè÷åñòâàõ ýíåðãèè, â òî æå âðåìÿ ýôôåêòèâíîñòü ïðå-

âðàùåíèÿ ýíåðãèè, ñîäåðæàùåéñÿ â óãëåâîäàõ, â ýíåðãèþ ÀÒÔ

â îïóõîëåâûõ êëåòêàõ ãîðàçäî íèæå, ÷åì â çäîðîâûõ êëåòêàõ, ÷òî

ïðèâîäèò ê áîëüøåìó ðàçîãðåâó îïóõîëåé ïî ñðàâíåíèþ ñ îêðóæà-

þùèìè òêàíÿìè. Ïåðåä èññëåäîâàíèåì áîëüíîìó äàþò íåìíîãî

ðàñòâîðà ãëþêîçû. Òîãäà ïðè èçìåðåíèè ÑÂ×-èçëó÷åíèÿ èññëåäó-

åìîãî îðãàíà â ìåñòàõ ëîêàëèçàöèè îïóõîëåé èëè ìåòàñòàç ôèêñè-

ðóåòñÿ óâåëè÷åíèå òåìïåðàòóðû.

§ 17.3. ÁÈÎËÞÌÈÍÅÑÖÅÍÖÈß

Íåêîòîðûå ïðîöåññû, ïðîòåêàþùèå â áèîëîãè÷åñêèõ ñèñòåìàõ,

ñîïðîâîæäàþòñÿ ÿâëåíèåì ëþìèíåñöåíöèè. Ñâå÷åíèå ðÿäà îðãàíèç-

ìîâ (íåêîòîðûõ áàêòåðèé, ìîëëþñêîâ, ãëóáîêîâîäíûõ ðûá, íàñå-

êîìûõ è äðóãèõ) ïðîèñõîäèò â âèäèìîé îáëàñòè ñïåêòðà ñ ó÷àñ-

òèåì ôåðìåíòîâ ëþöèôåðàç è ÷àñòî ñëóæèò èíôîðìàöèîííûì

ñèãíàëîì äëÿ äðóãèõ îñîáåé èëè ÿâëÿåòñÿ çàùèòíîé ðåàêöèåé.

Ãëàâà 17. Ñîáñòâåííûå ôèçè÷åñêèå ïîëÿ ÷åëîâåêà