Физические процессы в биологических мембранах

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 8Следующая ⇒

	ВОПРОС		ОТВЕТ
	Уравнение Фика		, где J — плотность потока диффундирующего вещества, D — коэффициент диффузии, производная от концентрации диффундирующего вещества по направлению х (проекция градиента концентраций на направление x).
	Уравнение Теорелла		Здесь μ — электрохимический потенциал.
	Подвижность		, где R — молярная газовая постоянная.
	Средняя величина смещения молекулы вещества в растворе		x=(2Dt) где D — коэффициент диффузии, t — время
	Характерное время установления равновесной концентрации		здесь V - объем клетки; S - площадь поверхности клеточной мембраны; где p — проницаемость мембраны для данного вещества, L — толщина мембраны, K — коэффициент распределения.
	Формула Нернста		здесь Δ φ — равновесный мембранный потенциал, С₀ и С_i, — концентрации данного иона снаружи и внутри клетки, F — постоянная Фарадея, Z — валентность иона.
	Уравнение Гольдмана — Ходжкина — Катца		где φ _м — мембранный потенциал, p_K, p_Na, p_Cl — проницаемости мембраны для соответствующих ионов, [К⁺]₀, [Na⁺]₀ [Cl^-]₀ — концентрации ионов снаружи клетки, [K⁺]_i, [Na⁺]_i, [Cl^-]_i — концентрации этих же ионов внутри нее.
	Потенциал поля заряда q в электролите		где r — расстояние, δ — дебаевский радиус экранирования.
	В общем случае, когда в растворе присутствует несколько ионов потенциал поля		где Z, — валентность иона, C, — концентрация соответствующего иона.

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И ЭЛЕКТРОНИКА В МЕДИЦИНЕ

Электростатика

	ВОПРОС		ОТВЕТ
	Напряженность электрического поля в данной точке пространства		где F — сила, действующая на пробный заряд q₀, помещенный в эту точку.
	Потенциал в точке электрического поля		где А — работа по перемещению пробного заряда q₀ из данной точки поля в бесконечность.
	Потенциал электрического поля, создаваемого точечным зарядом q на расстоянии r от него
	электрическое поле совершает над зарядом работу		При перемещении заряда q₀ из точки поля с потенциалом φ ₁ в точку поля с потенциалом φ ₂ электрическое поле совершает над зарядом работу, не зависящую от формы пути, А = q (φ ₁– φ ₂) = q₀U
	В однородном электрическом поле напряженность связана		с разностью потенциалов уравнением , где d — расстояние между эквипотенциальными поверхностями с потенциалами φ ₁и φ ₂
	Емкость уединенного проводника		где q — заряд проводника; φ — потенциал проводника.
	Емкость плоского конденсатора		, где S — площадь одной пластины конденсатора, перекрывающаяся другой; ε — относительная диэлектрическая проницаемость среды разделяющей пластины; ε ₀ — электрическая постоянная вакуума; d—расстояние между пластинами.
	Емкость проводящего шара радиуса г, находящегося в среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε,		C=4π ε ε ₀r
	Емкость цилиндрического конденсатора		, где l — длина конденсатора r₁ и r₂ — радиусы внутреннего и наружного цилиндров.
	При последовательном соединении конденсаторов напряжение на всей батарее равно алгебраической сумме напряжений на отдельных конденсаторах:		Заряд на каждом конденсаторе имеет одинаковую величину и равен заряду всей батареи q₀=q₁=q₂=…=q_n
	Емкость всей батареи последовательно соединенных конденсаторов определяется по формуле
	При параллельном соединении конденсаторов		общий заряд всей батареи Напряжение всей батареи равно напряжению на одном конденсаторе, т. е. U₀=U₁=U₂=…=U_n
	Емкость всей батареи параллельно соединенных конденсаторов определяется по формуле
	Энергия уединенного заряженного проводника
	Энергия заряженного конденсатора
	Объемная плотность энергии электрического поля
	Электрический (дипольный) момент диполя		p=ql, где q — электрический заряд, l — расстояние между зарядами.
	Момент силы, действующей на диполь в электрическом поле		M = pEsinα, где α — угол между электрическим моментом диполя и напря- женностью.
	Проекция силы, действующей на диполь в неоднородном элект- рическом поле, на ось Ох		, где р_х, Е_х — соответственно проекции р и Е на ось Ох.
	Потенциал электрического поля, созданного диполем. в некоторой точке А на расстоянии r (r> l)		где α - угол между р и направлением на точку А; ε _r — относительная диэлектрическая проницаемость среды; ε ₀ — электрическая постоянная.
	Разность потенциалов двух точек, равноудаленных от диполя — источника поля		где γ — угол, под которым видны точки А и В от диполя, β — угол между р и прямой АВ.
	Соотношение между поверхностной плотностью связанных зарядов и поляризованностью		σ _c_в=P_ecosα, где α - угол между Р_е и нормалью к поверхности диэлектрика. Поляризованность Р_е=е₀(е_г-1)E.

Постоянный ток

	ВОПРОС		ОТВЕТ
	Сопротивление однородного проводника		, где ρ — удельное сопротивление материала; l — длина провод-ника; S — площадь поперечного сечения проводника.
	Для большинства металлов при небольших температурах удельное сопротивление р характеризуется законом		ρ =ρ ₀(1+α t⁰) где ρ ₀ — удельное сопротивление при О⁰ С; α — термический коэффициент сопротивления; t⁰ — температура в градусах Цельсия.
	Закон Ома для участка цепи		, где I— сила тока в цепи; U — напряжение на концах участка цепи сопротивлением R.
	Закон Ома для полной цепи		где Е — электродвижущая сила источника тока; R — сопротивление внешнего участка цепи; r — внутреннее сопротивление источника тока.
	Общее сопротивление проводников, соединенных последовательно
	Общая проводимость цепи при параллельном соединении проводников равна сумме обратных величин их сопротивлений
	При последовательном соединении источников
	При параллельном соединении одинаковых источников
	При прохождении заряда q по участку цепи электрическое поле совершает работу		A = qU = IUt, где t — время
	Мощность электрического тока определяется по формуле		Р =IU.
	Плотность электрического тока		где S — площадь поперечного сечения проводника.
	Масса вещества, выделившегося на электроде при электролизе,		m = kIt, где k — электрохимический эквивалент; I — сила тока; t — время.
	Плотность тока в электролите		j=qn₀(u₊+u_-)E где q — заряд иона; n₀ — число пар ионов в единице объема электролита; и₊ и и_- — подвижности положительных и отрицательных ионов; E — напряженность электрического поля.
	Подвижность численно равна отношению скорости v иона к напряженности поля Е, т. е.
	Число, указывающее, какая часть от общего тока в растворе электролита образуется ионами определенного знака, называется		числом переноса а. Сумма чисел переноса анионов а_- и катионов a₊ равняется единице: a_+ а₊= 1.
	Для растворов слабой концентрации числа переноса анионов и катионов можно считать		прямо пропорциональными их подвижностям u₊, и u_-_:
	Зависимость термоэлектродвижущей силы от разности температур спаев		Е_т=β Δ T где β — коэффициент, равный термо-э. д. с. при Δ T= 1 К.
	Зависимость удельного сопротивления полупроводника от температуры		ρ =ρ _ое , где Δ E — ширина запрещенной зоны; ρ ₀ — коэффициент пропорциональности, имеющий размерность удельного сопротивления; k — постоянная Больцмана.
	Термоэлектродвижущая сила		E=k(t₁⁰-t₂⁰) где k — постоянная термопары; t₁⁰ и t₂⁰ — температуры спаев

Магнитное поле. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Переменный ток

ВОПРОС

ОТВЕТ

Связь напряженности магнитного поля и магнитной индукции в однородной безграничной среде

B=μ ₀ μ _rH где μ ₀ — магнитная постоянная, μ _r — относительная магнитная проницаемость.

Закон Био — Савара — Лапласа

или в векторной форме

где d H — вектор напряженности магнитного поля, созданного элементом тока Id l; г — радиус-вектор, проведенный от элемента тока в точку А, в которой определяется dH, r=| r |.

Напряженность магнитного поля в центре кругового тока радиусом r

Напряженность магнитного поля, создаваемого прямолинейным отрезком проводника с током,

где b — расстояние от оси проводника до точки А

Напряженность магнитного поля, создаваемого прямолинейным бесконечно длинным проводником с током,

где b — расстояние от оси проводника до точки А.

Напряженность магнитного поля в центре длинного соленоида

, где N — число витков, l — длина соленоида.

Сила, действующая на элемент тока Idl в магнитном поле с индукцией В (закон Ампера),

dF=IBdlsinβ где β — угол между В и dl, или в векторной форме dF = Idl B.

Магнитный момент замкнутого плоского контура с током

p_m = IS, где S — площадь, охватываемая контуром.

Момент силы, действующий на рамку с током в магнитном поле,

M=p_mBsinα или в векторной форме М=р_mВ, где а. — угол между нормалью к плоскости рамки и индукцией В.

Э. д. с. индукции, возникающая в замкнутом контуре

Сила индукционного тока, текущего по контуру сопротивлением R

Количество индуцируемого электричества в контуре с сопротивлением R,

, где Δ Ф — изменение потока

Э. д. с. взаимной индукции, возникающая в контуре,

, где М— взаимная индуктивность, — скорость изменения силы тока в соседнем контуре.

Э. д. с. самоиндукции, возникающая в замкнутом контуре при изменении силы тока в нем,

, где L — индуктивность контура.

Индуктивность соленоида

, где N— общее число витков, l — длина соленоида, S — площадь сечения

Энергия магнитного поля тока

Объемная плотность энергии магнитного поля

Сила Лоренца

F_л=qvB sinβ где β — угол между скоростью v движения заряда и индукцией В, или в векторной форме F_л=qvХ В.

Результирующая сила, действующая на движущуюся заряженную частицу одновременно со стороны электрического и магнитного полей,

F_em=F_e+F_л=qE+ qvХ В

Для синусоидального тока эффективные значения величин силы тока и напряжения

Где I₀и U₀ –амплитудные значения тока и напряжения.

Сопротивление участка цепи, содержащего емкость

где ω – круговая частота

Сопротивление участка цепи, содержащего индуктивность

R_L=ω L

При последовательном соединении активного R_a, индуктивного R_L и емкостного сопротивления R_C полное сопротивление цепи переменному току равно

Закон Ома для цепи переменного синусоидального тока

При сдвиге фазы φ активная мощность тока равна

P=I_эф U_эф cosφ где cosφ – коэффициент мощности. Полная мощность S=I_эф U_эф измеряется в вольт –амперах или в киловольт – амперах (ва и ква)

Коэффиуиент трансформации

где n₁и n₂ – количество витков в первичной и вторичной обмотках трансформатора.

Для понижающего трансформатора при большом токе во вторичной цепи

где I₁и r₂- сила тока и сопротивление во вторичной цеп

Э. д. с. самоиндукции

, где L — индуктивность катушки.

Период электромагнитных колебаний в колебательном контуре

где С — емкость конденсатора.

Статические параметры триода 1. Крутизна характеристики

(U_a = const) где Δ Ia — изменение анодного тока при изменении сеточного напряжения на Δ Uc.

Статические параметры триода 2. Внутреннее сопротивление лампы

(U_c =const), где Δ Ia — изменение анодного тока при изменении анодного напряжения на Δ U_a.

Статические параметры триода 3. Коэффициент усиления

( Δ I_a =const)

Коэффициент усиления усилителя по напряжению

или в децибелах

где Uвх и Uвых — соответственно входное и выходное напряжения усилителя.

Для многокаскадного усилителя общий коэффициент усиления

k_общ = k₁k₂…k_n, где k₁, k₂, …k_n — коэффициенты усиления отдельных каскадов

Мощность рентгеновской трубки определяется по формуле

Pa = kI_aU_a, где I_a— анодный ток трубки; U_a— номинальное значение напряжения на трубке; k — коэффициент, величина которого зависит от формы кривой выпрямленного напряжения, питающего рентгеновскую трубку. Для безвентильной, полуволновой и четырехвентильной схем он равен 0, 7.

Скважность импульсного тока определяется

отношением периода Т к длительности импульса t

ОПТИКА

Глаз и оптические приборы

	ВОПРОС		ОТВЕТ
	Отношение скорости распространения света в вакууме к скорости распространения света в данной среде		называется абсолютным показателем преломления данной среды: .
	Закон преломления света:		, где i₁и i₂— углы падения и преломления; n₁— абсолютный показатель преломления среды, из которой падает свет, n₂— абсолютный показатель преломления среды, в которую проходит свет.
	Фокусное расстояние сферического зеркала радиуса R
	Формула сферического зеркала		, где d — расстояние предмета до зеркала; f— расстояние изображения до зеркала. Знак минус перед f ставится тогда, когда изображение является мнимым. F для вогнутого зеркала всегда положительно, для выпуклого — отрицательно.
	Линейное увеличение сферического зеркала		, где hиH — размеры изображения и предмета.
	D — оптическая сила тонкой линзы равна		где D — оптическая сила линзы; F— фокусное расстояние (для вогнутой линзы берется со знаком минус); d — расстояние от линзы до предмета; f — расстояние от линзы до изображения (положительная величина для действительных изображений и отрицательная для мнимых).
	Линейное увеличение линзы		где f и H — размеры изображения и предмета.
	D — оптическая сила линзы с разными радиусами кривизны образующих поверхностей находящейся в среде равна		Если n_л — показатель преломления материала линзы: n_ср — показатель преломления среды, окружающей линзу; R₁ и R₂ — радиусы кривизны сферических поверхностей линзы, то Радиус кривизны выпуклой поверхности берется со знаком плюс, вогнутой — со знаком минус, плоской — считается равным бесконечности.
	Увеличение, даваемое лупой,		где d_a — расстояние наилучшего зрения; F — фокусное расстояние лупы.
	Если две линзы расположены на расстоянии L друг от друга так, что их главные оптические оси совпадают то		оптическая сила такой системы D=D₁+D₂-LD₁D₂
	Если тонкие линзы сложены вплотную, то		L=0 и D= D₁+D₂ Оптическая сила собирающих линз берется со знаком плюс, рассеивающих — со знаком минус.
	Фокусное расстояние линзы, корректирующей недостаток зрения, можно определить по формуле		где d — расстояние наилучшего зрения для невооруженного глаза; d₀ — расстояние, на котором можно видеть предмет в очках без напряжения; обычно оно приравнивается к расстоянию наилучшего зрения для нормального глаза.
	Увеличение микроскопа		где L — расстояние между задним фокусом объектива и передним фокусом окуляра (длина тубуса микроскопа); d₀ — расстояние наилучшего зрения; F₁ и F₂ — фокусные расстояния объектива и окуляра.
	При использовании фотонасадки к микроскопу линейное увеличение k_н на фотопластинке определяется по формуле		где k_об — увеличение объектива; k_ок — увеличение окуляра x см — расстояние от окуляра микроскопа до фотопластинки или фотоприемника 25 см, — расстояние наилучшего зрения.
	Предел разрешения микроскопа (при отражении света от объекта) при наклонном падении света на объект		где λ — длина волны в вакууме; n — показатель преломления среды, находящейся между предметом и линзой объектива; и— угловая апертура (угол между крайними лучами конического светового пучка, входящего в оптическую систему); А = n sin(u/2) — числовая апертура.
	Увеличение телескопических систем (системы, в которых задний фокус объектива совпадает с передним фокусом окуляра) равняется		где F₁— фокусное расстояние объектива; F₂ — фокусное расстояние окуляра.

Волновые свойства света

Интерференция

	ВОПРОС		ОТВЕТ
	Оптическая длина пути		L=nx где х— геометрическая длина пути волны, п— показатель преломления среды.
	Соотношение между разностью фаз Δ φ и оптической разностью хода двух волн с одинаковой длиной волны λ в вакууме равно
	Условие максимума интенсивности света при интерференции		δ =kλ
	Условие минимума интенсивности света при интерференции
	Условие максимума интерференции в тонкой пленке для отраженного света		где l — толщина пленки, n — показатель преломления вещества пленки, i— угол падения. В формуле учтена потеря «полволны» при отражении от среды оптически более плотной.
	Условие минимума интерференции в тонкой пленке для отраженного света
	Условие минимума интерференции в тонкой пленке для проходящего света
	Условие максимума интерференции в тонкой пленке для проходящего света
	Закон преломления		где i— угол падения, r— угол преломления.
	Рефракцией света называется		Явление отклонения распространения света от прямолинейного направления на границе раздела двух сред или фазовых состояний
	Дифракцией света называется		Явление отклонения распространения света от прямолинейного направления на преграде и захождение его в область геометрической тени
	Интерференцией света называется		Суперпозиция (суммирование света) света от когерентных источников с образованием в пространстве светлых и темных участков по определенной закономерности
	Условия максимума в случае дифракции от одной щели при нормальном падении на нее параллельного пучка монохроматического света		a sinα =±(2k+1) где a — ширина щели; k= 1, 2, 3, ... — порядковый номер максимума или минимума; a — угол между нормалью к плоскости щели и направлением на максимум
	условие минимума в случае дифракции от одной щели при нормальном падении на нее параллельного пучка монохроматического света		a sinα = ±kλ , где a — ширина щели; k= 1, 2, 3, ... — порядковый номер максимума или минимума; a — угол между нормалью к плоскости щели и направлением на максимум или минимум.
	Основная формула дифракцион-ной решетки (условие для главных максимумов)		c sinα =±kλ , где k=0, 1, 2, ... — порядок главных максимумов, с — постоянная (период) дифракционной решетки.
	Условие добавочных минимумов для дифракционной решетки		c sinα =± , ±2 , …. ±(N-1) , ±(N+1) , ±(N+2) , … ±(2N-1) и т.д
	Угловая дисперсия
	Угловая дисперсия дифракционной решетки
	Разрешающая способность дифракционной решетки		где Δ λ =(λ ₁-λ ₂)— разность предельно разрешимых (различимых) длин волн; N — число щелей решетки.
	Условие главных максимумов при наклонном падении света на дифракционную решетку		c(sin β - sin α )=±kλ , где β — угол падения лучей на решетку.
	Условие дифракционных максимумов при отражении рентгеновских лучей от кристалла (формула Вульфа — Брэггов):		2l sin θ =kλ где l — межплоскостное расстояние; θ — угол скольжения (угол между отражающей плоскостью и падающими лучами), k=1, 2, 3, ...
	Поляризационный свет		Это электромагнитная волна распространяющаяся в пространстве у которой вектора напряженности магнитного и электрического полей остаются параллельны самим себе соответственно
	Полная поляризация света, отраженного от диэлектрика, имеет место при угле падения i, удовлетворяющем условию		tg I=n где n — показатель преломления среды, отражающей свет.
	Интенсивность I света, прошедшего через поляризатор и анализатор, главные плоскости которых образуют угол β, определяется соотношением		I = I₀cos²β, где I₀— интенсивность света, падающего на анализатор
	Угол поворота плоскости поляризации равен		φ = ad, где a— постоянная вращения; d — толщина слоя вещества
	Угол поворота плоскости поляризации для растворов		где [α ]— удельное вращение (увеличенный в 100 раз угол вращения плоскости поляризации для слоя раствора толщиной 1 дм при концентрации вещества 1 г на 100 см³ раствора при температуре 20° С); с — концентрация активного вещества (число граммов вещества в 100 см³ раствора); l — толщина слоя раствора, дм.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 678 Следующая ⇒