1. Biofizika va radiobiologiya fani, uning predmeti. Qattiq jismlar. Tirik organizmlarda deformatsiya turlari - bet 25

м
Вт
ga tengdir. Oxirgi
vaqtlarda texnikaning rivoji, bu maydonning oshishiga olib keldi.
Hayvonlar bilan o’tkazilgan tajribalar shuni ko’rsatadiki, barcha jonivorlar
shu jumladan odamning ham ko’p organlariga elektromagnit maydon ta’sir qilar
ekan. Elektromagnit maydon bioobyekt bilan ta’sirlashganda u asosan organizmni
isitadi. Chastota 10 MGs atrofida bo’lganda hamma to’qimalarni o’tkazgich deb
olish mumkin. UVCh va SVCh to’lqinlarda to’qimalarni o’tkazgich deb olib
bo’lmaydi. Elektromagnit maydon to’qimaga Yarim to’lqin uzunlikgacha
masofaga kirishi mumkin.
To’qimada ajraladigan issiqlik miqdori to’qimaning elektr kattaliklariga,
chastotaga, intensivlikka bog’liqdir. Elektromagnit maydon odamda Yurak
faoliyati ish rejimining buzilishi qon bosimi oshishiga, modda almashinuvi
buzilishiga, ko’rish qobiliyatining pasayishiga, eshitish qobiliyatining pasayishiga
olib kelishi mumkin.
Hayvonlarda emosional holatining o’zgarishiga, ya’ni o’ta agressiv yoki
charchagandek hollarga olib kelishi mumkin. Tirik organizm tabiiy elektromagnit
maydonidan qo’shimcha ma’lumotlar olish mumkin. Odam, qurbaqa,
hashoratlardagi xususiy elektromagnit maydonlarni o’lchashga imkon bo’ldi.
Masalan, asalari 300 Gs chastotali tok impulsi hosil qiladi va unda 10 sm masofada
uning qiymati 10
V/
м
ga teng ekan. Tashqi va xususiy eletromagnit
maydonlarning o’zaro ta’siri baliqlar to’planishi, qushlar va hashorotlar
migratsiyasiga ham ta’sir qiladi.
Elektromagnetizm
( Magnit maydon tabiati va asosiy fizik xarakteristikalari)
Bu bo‘limda biz 4 ta fundamental qonunlardan biri bo‘lgan
elektromagnetizmni qarab chiqamiz. Siz mikroskop ostida mikroblarni
ko‘rayotirsiz. Ba’zi mikroblar buyum stolida ko‘chib yuradi. Bunda ko‘chishga
moyil aniq yo‘nalishni topish qiyin. Key
ingi urinishlarda ham buni ko‘rish
mumkin. Mikroskopni bursangiz ham hech narsa o‘zgarmaydi. Bu natijalardan
so‘ng siz hayron bo‘lasiz. Qanaqadir tashqi kuch borga o‘xshaydi? Og‘irlik kuchi
vertikal ta’sir qiladi va gorizontal
yo‘nalishda mikroskop orientatsiyasiga
bog‘liq emas. Siz mikroskopni boshqa
xonaga qo‘ysangiz ham shu holat
takrorlanadi, ya’ni bakteriyalar bir tomonga
harakat qiladi. Uchinchi xonada stolga
magnit o‘tkazamiz, bu holda bakteriyalar
boshqa tomonga harakat qiladi va
mikroskop harakatiga bog‘liq. Emas
magnit qutbi o‘zgarsa,bakteriyalar
harakatning harakat yo‘nalishi ham
o‘zgaradi. Magnit yordamida bakteriya
harakatini boshqarish mumkin. Siz
bakteriyalar magnitga sezgirligini ko‘rasiz. Haqiqatan ham bakteriyalarda
mikroskopik tartib bilan joylashgan doimiy magnitlar mavjud ekan. Bu hodisa
1975 yilda aniqlangan edi. 5.3 rasmda juda kichik bakteriyalarda magnitlar
joylashuvi ko‘rsatilgan. Bakteriyalar uchun magnitning ular hayotidagi rolini
aniqlash mumkin.
5.3-rasm. Har birining o`lchami 100 nm dan bo`lgan magnit zarrachalar zanjiridan
tashkil topganmagnit bakteriyalar..
Ular magnitning shimoliy qutbiga togigagina emas yor matnitining shimoli tomon
ham xarakatlanadi va loyqa suvda ham magnit maydoni tufayli o‘z yo‘lini topib
oladi. Boshqa hayvonlar ham,
masalan, asalari, baliqlar, qushlar ham
mikroskopik magnitlari bo‘lib, yo‘lini
topib oladi. Xolodelnikdagi rasmni
ushlab turuvchi magnit metalldagi
magnit bilan ta’sirlashib ushlab turadi.
Bu bobda magnit maydonining hosil
bo‘lishi va harakatini o‘rganamiz.
Miyadagi neyronlar ham shu
xususiyatga ega.
1.
Magnit kuchlar va maydonlar.
Odamzod magnitni aniqlagandan so‘ng
uning xossalari va hosil bo‘lish mexanizmini o‘rganishga kirishdi. Tabiatda
magnitik
𝑭𝒆
𝟑
𝑶
𝟒
mineral va temir buyumlarda kuzatiladi. (5.4 rasmda magnit
ko‘rsatilgan) Magnitlar orasidagi tortishish va itarilish mineral atomida yuz
berayotgan jarayonlar natijasidir.
5.4-rasm. Magnit kuch chiziqlarini korsatuvchi temir kukunlari. Kompas ignasi
magnit yoniga joylashtirilganda uning magnit kuch chiziqlari bo`ylab joylashuvi.
Oddiy kompas strelka yordamida magnitning yo‘nalishi va hatto kuchini aniqlash
mumkin.shunday qilib, kompas strelkasini elektrmaydonidagi zaryad kabi tasavvur
qilish mumkin. Keyinchalik ko‘rsatamizki kompas strelkasi ta’sirida aylanadi.
Keyinchalik biz elektr toklar yordamida magnit maydonining hosil bo‘lishini
ko‘rib chiqamiz. Mikrotoklar nimaligini ko‘ramiz. Hozirgi magnit maydoni va
elektr zaryadi orasidagi ta’sirini ko‘rib chiqamiz. Faraz qilaylik 𝑩
⃗⃗⃗ bir jinsli magnit
maydoni fazoda mavjud bo‘lsin. Bu fazoda 𝑸 zaryadga ta’schir etuvchi magnit
kuchlarini aniqlaymiz. Avvalambor, shuni ta’kidlash kerakki, zaryad harakatsiz
bo‘lsa, magnit kuchlari bo‘lmaydi. Agarda zaryad magnit maydoniga
perpendikulyar
𝑽 tezlik bilan harakatlansa, unda kuch paydo bo‘ladi.
𝑭
𝑴
= 𝒒 ∙ 𝒗 ∙ 𝑩 (𝑽
⃗⃗⃗ ⊥ 𝑩
⃗⃗⃗)
Magnit kuch tezlik va magnit maydoniga perpendikulyar bo‘ladi. Kuch yo‘nalishi
o‘ng qo‘l qoidasiga asosan topiladi.
Magnit induksiya birligi SI sistemada Tesla (T).
𝟏𝑻𝒍 = 𝟏𝒏 ∙ 𝒔/𝒌𝒍 ∙ 𝒎
1 tesla katta birlik hisoblanadi. Masalan, erning magnit maydoni
𝟎, 𝟓 ∙
𝟏𝟎
−𝟒
𝒕𝒍 ga teng.
𝑻𝒍 dan kichik birlik Gauss 𝟏𝟔 = 𝟏𝟎
−𝟒
𝒕𝒍, u holda erning magnit maydon
induksiyasi 0,56 ga teng. Magnit maydoni ta’sirida bu zaryadning traektoriyasi
qanday bo‘ladi? Kuch tezlik vektoriga perpendikulyar bo‘lsa, u holda zaryad
tezligi o‘zgarmas va unga markazga intilma ta’sir qiladi va uning yo‘nalishi
o‘zgaradi. Demak, zaryad yopiq aylana bo‘ylab harakat qiladi. Bunda magnit
maydon zaryadni aylana bo‘ylab harakat qilishga sababchi bo‘ladi.
Shunga asosan Nyutonning ikkinchi qonuni va markazga intilma tezlanishni
e’tiborga olib, quyidagi tenglamani yozamiz:
𝑭
𝑴
= 𝒒𝒗𝑩 = 𝒎𝒂 =
𝒎𝒗
𝟐
𝒓
,
Bunda
𝒎 − zarracha massasi, 𝒓 − aylana radiusi. Bu tenglamani echish
uchun
𝒒
𝒎
=
𝒗
𝒓𝑩
ni yozib olamiz. U holda
𝒎 = (
𝒆𝒓
𝟐
𝟐𝒗
) 𝑩
𝟐
.
Mass spektrometr sxemasi. Massa koeffisentiga binoan musbat ionlarning siklik
yo`l bo`yicha radiusdan bog`lanishi. B-nuqtalar magnit kuch chiziqlari uchlarining
biz tomon yo`nalishini ko`rsatadi.
Bundan zarracha
𝒓 radiusli orbita bo‘ylab doimiy tezlikda harakat qilishini
ko‘rish mumkin. Bu esa mass – spektrometrlarda qo‘llaniladi va unda nisbiy massa
va ionlar miqdorini aniqlashda qo‘llaniladi. 17.5 rasmda ko‘rsatilgandek musbat
ionlar potensiallar farqida tezlashtirilib EV energiya oladi. So‘ng u bir jinsli magnit
maydoniga tushib aylana bo‘ylab harakatlana boshlaydi. Bundan biz ion massasini
aniqlab olishingiz mumkin.
𝒆𝑩 =
𝟏
𝟐
𝒎𝒗
𝟐
bunda
𝒗 = √
𝒈𝒆𝑽
𝒎
mass – spektrometra.
𝑭
𝑴
= 𝒒𝒗𝑩 𝒔𝒊𝒏 𝜽 (1.73)
Misol. 17 % proton magnit induksiyasi 0,5
𝒕𝒍 bo‘lgan maydonda
koordinatalar
𝒚 = 𝟎 va 𝒚 = 𝟐𝟎 𝒔𝒎, uning tezligi x o‘q bo‘ylab 𝟒 ∙ 𝟏𝟎
𝟓
𝒎/𝒔, 𝒚
o‘q bo‘ylab 𝟔 ∙ 𝟏𝟎
𝟓
𝒎/𝒔 bo‘lsin, u holda topish kerak.
a) uning aylanish vaqtini;
b) uning traektoriyasini;
s)
𝑩 maydonga airish nuqtasi va tezligini.
Echish. a) tezlikning
𝒚 o‘qdagi qiymati o‘zgarmas, uning o‘tish vaqti
𝒕 =
𝒚
𝒗
𝒚
=
𝟎, 𝟐
𝟔 ∙ 𝟏𝟎
𝟓
= 𝟎, 𝟑𝟑 𝒎 ∙ 𝒔
b) tezlik doimiy bo‘lishiga qaramasdanuning potensial tezligi ham
doimiy bo‘ladi. Proton – vint ko‘rinishidagi orbita bo‘ylab harakat qiladi, uning
radiusi
𝒓 =
𝒗
𝒙
∙ 𝒎
𝑩 ∙ 𝒆
= 𝟖, 𝟒 𝒎𝒎
s) protonning necha marta aylanishini topish uchun uning umumiy aylana
uzunligini aniqlashimiz kerak.
Uning uzunligi 0,13 m, aylanish soni 105 ga teng. Aylana bo‘ylab harakatlanganda
magnit maydoni hech qanday ish bajarmaydi
Xulosa
Bu mavzu asosan ko’proq sof fizika masalalariga bag’ishlangan, chunki
keyingi modul ham elektr hodisalar va ularning qo’llanilishiga bag’ishlangan
elektr hodisalardan hozirgi davrda tirik mavjudod yashashi va rivoji uchun keng
ko’lamda foydalanilmoqda. Elektr maydonning tirik organizm qismlari orasida
hosil bo’lishi ko’plab ma’lumotlarni, ya’ni organizm faoliyatining o’zgarishlari
haqidagi ma’lumotlarni bizga beradi.Elektr toki yordamida ko’plab kasalliklarni
davolash hozirgi vaqt davr talabidan kelib chiqmoqda. Fizioterapiyaning dori
yordamida davolashga qaraganda zararsiz ekani va arzon ekanligi sababli ham ular
keng qo’llanilmoqda, Yuqori chastotali toklar va maydonlar yordamida ichki
organlarning ma’lum qismlarini boshqa organlarga ta’sir qilmasdan, davolash
ancha keng yo’lga qo’yilgan. Biopatensiallarni o’lchash yo’li bilan diagnostika
qilish tez va inshonchli usuldir. Bu usullar kelajakda yanada takomillshishi
Magnit maydoni va uning turli moddalarga ta’siri, jumladan, tirik organizmga
ta’siri qadim zamonlardan o’rganib kelingan. Ayniqsa hozirgi texnika asrida
magnit maydoni yordamida tirik mavjudodning barcha turlariga ta’sirlari
o’rganilmoqda. Magnitaterapiya, magnitadiagnostika, magnitakardiografiya va
shunga o’xshash ko’plab usullar keng qo’llanilmoqda. Quyoshda bo’ladigan
magnit bo’ronlarning tirik organizmga ta’siri hozirgi vaqtda aktual masalalardan
hisoblanadi.
|