Электрические свойства биологических тканей моделируются сочетанием элементов, обладающих омическими и емкостными свойствами. Эти свойства можно моделировать с помощью эквивалентных электрических схем. Рассмотрим три из них, рис. 17.

Схема I не совсем удовлетворительна, т.к. содержит бесконечно большое сопротивление постоянному току (емкость не проводит постоянный ток), чего не наблюдается в тканях организма. Поэтому при низкой частоте схема I даст существенные отклонения расчетных значений импеданса (полного сопротивления) от реального импеданса биоткани. В схеме // при увеличении частоты тока ω емкостное сопротивление стремится к нулю поэтому импеданс схемы также стремится к пулю. Это противоречит опыту.

У живых объектов импеданс уменьшается по мере увеличения частоты только до определенного значения. Для живых тканей характерно более сложное сочетание параллельного и последовательного соединений элементов, например, схема ///.

В состоянии покоя реактивное сопротивление ткани носит только емкостный характер, при возбуждении ткань приобретает индуктивные свойства и обладает индуктивным сопротивлением

XС =ω L.

При анализе электрических свойств ткани рассматриваем только состояние покоя. Найдем импеданс Z простейшей эквивалентной электрической схемы /, рис. Векторная диаграмма имеет вид, показанный на рис.17. Общее напряжение равно

Следовательно, импеданс цепи равен

Угол сдвига фазы между током I и напряжением U найдем из условия.

На рис.19. показана зависимость Z импеданса эквивалентной электрической схемы / (рис.17.) от частоты, построенная но формуле

По сравнению с постоянным током для сопротивления в цепи переменного тока помимо активной нагрузки имеет большое значение наличие в цепи электроёмкости «С»и индуктивности «L».

Сопротивление, которое оказывает электрическая цепь, содержащая компоненты R, L, C,соединённые последовательно называетсяимпедансоми рассчитывается при их последовательном соединении по формуле:

.

Так как в биологических объектах индуктивность незначительна (L »0), то формула для расчёта их импеданса принимает вид:

.

Известно, что активное омическое сопротивление Rбиологической ткани практически не зависит от частоты тока, а ёмкостное - значительно уменьшается по мере увеличения частоты, что приводит к увеличению проводимости всей емкостно-омической системы.

Импеданс тканей организма зависит от их кровенаполнения. На этом основан метод исследования функции кровообращения, называемый реографией. При этом в течение цикла сердечной деятельности регистрируются изменения импеданса определённого участка тканей, на границе которого накладываются электроды.

32) Методы определения фокусных расстояний и оптических сил линз.

Существует множество способов определения оптической силы линзы. Условно их можно разделить на две группы: аналитические методы и методы определения оптической силы линз с помощью специальных приборов.

I. Аналитические методы:

1. Формула тонкой линзы связывает между собой три величины: расстояние от предмета до линзы d, расстояние от линзы до изображения f и фокусное расстояние линзы F.

2. Определить оптическую силу линзы можно используя метод «смещения» (метод Бесселя). Пусть расстояние между предметом и экраном превышает четыре фокусных расстояния (4f). При этом всегда найдутся два таких положения линзы, при которых на экране получаются отчетливые изображения предмета (в одном случае уменьшенное, в другом – увеличенное).

3. Оптическая сила D линзы зависит как от радиусов кривизны R1 и R2 ее сферических поверхностей, так и от показателя преломления nматериала, из которого изготовлена линза.

4. Фокусное расстояние тонкой собирающей линзы можно определить с помощью зрительной трубы, предварительно установив её на бесконечность.

I. Методы определения оптической силы линз с помощью специальных приборов.

В медицине часто используются линзы, оптическую силу которых проблематично измерить аналитическим путем. Например, контактные линзы; цилиндрические, торрические линзы и аксиконы – оптические элементы с большими сферической или хроматической аберрациями.