医学物理学－直流电课件.pptVIP

对于稀溶液的 值可由玻尔兹曼能量分布定律(Boltzmann energy distribution law)来计算。这一定律指出，在温度相同的条件下，势能为EP的粒子的平均密度n与势能EP间的关系可表示为 n0是势能为零处的单位体积分子数，k为玻尔兹曼常数(Boltzmann constant) 设在平衡状态下，半透膜左、右两侧离子密度分别为n1、n2，电位为U1、U2，离子价数为Z，电子电量为e，则两侧离子的电势能分别为 是建立在正离子通透的情况下，取负号；若负离子通透，则取正号。把正、负离子的通透均考虑在内，则 能斯特方程: 因为膜两侧浓度C1、C2与离子密度成正比，即 静息状态时膜内外离子浓度人体的温度为273＋37＝310K，玻尔兹曼常数，电子的电量为e=1.60×10－19C，K+、Na+、Cl－离子的Z分别为＋1和－1。代入这些数据之后，能斯特方程对于正离子和负离子来说可写成下式 二、静息电位 151 151 147 147 离子 细胞内液浓度C1 细胞外液浓度C2 Na+ K+ 10 141 142 5 Cl- A- 4 147 100 47 人体神经细胞膜内外离子浓度值（mol · m-3） 结论：实验测量神经细胞静息电位值为－86mV，说明在静息状态下细胞膜对于K+、 Cl-离子是通透的，而对于Na+离子通透性却很差。 三、动作电位 1.极化 当神经或肌肉细胞处于静息状态时，细胞膜外带正电，膜内带负电，这种状态又称极化(polarized) P 正在除极的心肌细胞 P 正在复极的心肌细胞 2. 除极、复极 除极过程(depolarization) 复极过程(repolarization) ３. 动作电位 要产生动作电位，膜电位必须要超过某一临界值，这一临界值称为阈电位（threshold potential），它与静息电位相差20mV左右。 细胞受刺激所经历的除极和复极过程，伴随着电位的波动过程。这种电位波动称为动作电位(action potential) 四、神经纤维的电缆方程 第五节 直流电的医学应用 一、电流对机体的作用 1．热效应 2．刺激效应 3．电极化作用 4．使机体内离子的浓度发生变化 5．电解作用 6．电渗作用 二、电泳 人体中的细胞外液（组织液和血浆）中除了有正、负离子外，带电胶粒有细胞、病毒、球蛋白分子或合成粒子，胶粒在外加电场的作用下发生迁移的现象称为电泳（electrophoresis） 1. 电泳原理 在电泳过程中带正电荷的粒子向电场的负极方向迁移，带负电荷的粒子向电场的正极方向迁移。这些带电粒子在迁移过程中要受到电场力和周围介质的阻力作用，当两力平衡时，粒子以稳定的速度向电极方向迁移。 迁移速度 迁移率 2．滤纸电泳 血清蛋白的电泳图谱 3．毛细管电泳 毛细管电泳（capillary electrophoresis, CE）是以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力的一种新型液相分离技术。 带电粒子的迁移率 带电粒子迁移速度 三、电疗 1．直流电疗法 2．直流电离子导入疗法 3．心脏除颤器 小结 １. 电容器的充放电流和电压方程 ２. 能斯特方程 ３. 极化、除极、复极、动作电位 ４. 神经纤维电缆方程 ５. 电泳 扩展： 超导电现象 物质的温度下降到某一定值时，该物质的电阻完全消失(零电阻)——超导电现象。 物质失去电阻的性质叫做超导电性。 具有超导电性的物质叫做超导体。 超导体开始失去电阻时的温度叫做超导转变温度或临界温度。TC 超导体显示出超导电性时，我们说它处于超导态。 一、超导电性 二、迈斯纳效应 超导体在处于超导态时具有完全抗磁性，其内部的磁感应强度B总是为零——迈斯纳效应。 第九章 直流电 医学物理学 教学基本要求 掌握基尔霍夫定律、电容器的充放电特性、生物膜电位。 理解电流密度、欧姆定律的微分形式。 了解动作电位、直流电的医学应用。 第一节 电流密度 一、电流强度和电流密度 1.产生电流的条件是 导体内部含有可以自由移动的载流子；导体中必须存在电场，即导体两端存在电势差。 2.电流强度 单位时间内通过导体任一截面的电量。 电流方向规定为正电荷在电场力作用下的移动方向。 如果导体中电流强度的大小和方向不随时间而变化，这种电流称为稳恒电流(steady current)。 若电流的大小和