学术讨论—人体中电现象的一些探讨.ppt
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1、人体中电现象的一些人体中电现象的一些(yxi)(yxi)探讨探讨 14系 张炜 PB03206221第一页,共二十二页。骨头(g tou)压电效应 =电致伸缩效应 =心脏 心脏表面电势分布 =心脏起搏器与去纤颤器=第二页,共二十二页。对于骨头(g tou),我们大家都不陌生,可我们真正了解它吗?骨头的一些(yxi)特殊性质压电性质 电致伸缩性质 第三页,共二十二页。当骨头受到压缩或拉伸时,骨头某些对应表面上会产生(chnshng)异性的极化电荷压电效应。在运动当中,我们的骨头会产生一定程度的变形,这样就会产生一个电势差,这个电势差从医学上来讲,能促进钙的吸收陈沉积,对骨骼发育有很大的帮助。我们
2、航天英雄杨利伟,在外太空时也需要(xyo)运动来保持骨骼健康良好。第四页,共二十二页。我们发现骨头有着与它们相似的电压反应(fnyng)特征,由此我们可得出结论,骨头也有着类似的压电效应。横坐标为小针刺击压电材料的频率,纵坐标为相应材料表面产生的电压。图中显示有三条(sn tio)曲线。它们分别是Tendon 腱,Bone 骨头,Balcen 布加内酯。腱和布加内酯都是高分子的压电材料 频率(pnl)/Hz电压/V第五页,共二十二页。骨头的电致伸缩效应当在骨头表面加上一个电压时,骨头会产生伸长或压缩(y su)的微小形变。有些手臂暂时不能活动的病人,如果我们在他受伤的手臂上的适当部位加一电势差
3、,就能促进钙的沉积(chnj),让其更早康复。第六页,共二十二页。我们将这样一个仪器(yq)简化如下=直径75的手臂,手臂组织的介电常数(ji din chn sh)骨头直径,介电常数 极板靠近手臂处还有.厚的一层绝缘体,介电常数.骨头(g tou)正极板负极板手 臂第七页,共二十二页。两极(lingj)板间电势差50V已知,骨头中的电场强度有多大?我们可以把问题近似简化如下图所示的,这样一个平行板电容器问题。把两极板间的骨头(g tou),组织,绝缘体看作是填充于其间的不同介质。=骨头组织绝 缘 体EE第八页,共二十二页。现在,我们可以得到(d do)结果了!我们用i代表绝缘体,用t代表手臂
4、组织,用b代表骨头。V=2E i d i+2E t d t+E b d b=50.(1)D应该是连续的,因此D=。i E i=。t E t=。b E b这样我们把(1)式中的 E i和E t 用E b表示,得到(d do)只含一个未知量E b的方程,代入有关数据,求得E b=970 V/m.即骨头当中的电场强度为970 V/m。第九页,共二十二页。钙离子是带电荷(dinh)的,我们可以感觉到这个电场有利钙离子向骨头沉积。图中小红圆圈代表钙离子,黑色圆柱体代表骨头。第十页,共二十二页。当然,钙的沉积远非如此简单,骨头当中电场强度的测量也远不止这么简单,都是一个(y)很复杂的研究,它牵涉到物理,医
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