Личный кабинет

Механические колебания, проявления механических колебаний в организме.

Колебательное движение - одно из наиболее распространенных движений в природе.


Сведения о различных колебательных и волновых процессах

Механические колебания, проявления механических колебаний в организме.

Колебательное движение - одно из наиболее распространенных движений в природе. Изучение колебаний - это мощный инструмент познания, открытое окно и в микромир, и в космос. Сведения о различных колебательных и волновых процессов позволяют изучать их с единой точки зрения и тем самым дать глубокие и практически применяемые физические понятия, чем достигается большая прочность знаний. Создание такого единого «волнового концентра» объясняется большим значением, которое придается в современной физике учению о различных колебаниях и волнах. Еще большее значение изучение колебаний имеет в наше время – время космических скоростей, огромных энергетических мощностей.

К числу самых распространенных механических движений природе относятся повторяющиеся движения. Повторяющимися движениями являются

вращательные движения Земли вокруг  своей оси и вокруг Солнца, вращение стрелок часов, функциональная активность различных уровней организации тела человека: от субклеточных структур до целого организма. Таким образом, в теле человека постоянно имеют место периодические и апериодические колебательные процессы различной природы. Отклонения от нормы характеристик колебаний являются индикатором функциональных или органических нарушений. Для понимания природы и функциональной значимости волновых процессов в организме человека необходимо, прежде всего, определить их физическую сущность, закономерности их возникновения и проведения по телу человека.

Колебания характеризуются периодом, или обратной ему величиной — частотой колебаний. Физический смысл частоты — число колебаний в единицу времени. Принятая единица измерения времени — секунда, число колебаний измеряется в герцах. Колебательные процессы характеризуются также амплитудой, то есть наибольшим отклонением переменной величины от ее среднего значения.

Когда период колебаний сохраняется постоянным за все время измерения, такой процесс называется строго периодическим. В апериодическом случае, значение периода колебаний не является постоянной величиной. Суммарное сложное колебание представляет собой суперпозицию всех входящих в него элементарных составляющих сигналов (рис. 1).

Рис. 1Суперпозиция колебаний. А и В — колебания разных частот,

С — результат их суперпозиции.

В теле человека имеют место колебательные процессы различных частот и амплитуд. Их локализация определяется биофизическими свойствами как задающих генераторов (ритмообразователей, пейсмейкеров), так и окружающих их тканей. Центральным ритмообразователем традиционно принято считать сердце. Распространение колебаний осуществляется гидромеханическим путем по главным транспортным коллекторам, в роли которых выступают артериальные, венозные и лимфатические сосуды.

Кроме сердца, ритмообразователем является дыхательная система. При взаимодействии ритмов различных частот, наблюдаются суперпозиции, а так же модуляции высокочастотных ритмов низкочастотными. В организме имеют место множество параллельных колебательных процессов, в результате чего на периферии регистрируются сложные суперпозиции модулированных сигналов. Модуляция сигнала — процесс изменения одного сигнала в соответствии с формой и частотой другого сигнала. Передаваемая информация заложена в управляющем (модулирующем) сигнале. Роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемое несущим.

Следует заметить, что природа ритмообразования в деятельности сердца и легких различна: пейсмейкер деятельности сердца находится в самом органе, а пейсмейкер дыхания — в стволовой части мозга. Последний оказывает влияние на ритм сердца, вызывая его флуктуации. Средняя частота пульса является интегральной характеристикой, определяющей уровень функционирования сердечно-сосудистой системы. Значение этого показателя зависит от многих факторов, в частности от ударного объема, особенностей рефлекторной регуляции кровообращения, от состояния вегетативной нервной системы и центральной нервной системы.

По современным представлениям, на ритм сердца оказывают влияние не только дыхательные нейроны, но и активность симпатической нервной системы, другие отделы мозга. Таким образом, именно комплекс пейсмейкеров является системообразующим задающим колебательным контуром. Колебания высокой частоты являются отображением деятельности системы кровообращения. Низкочастотные колебания транслируется посредством взаимодействия сердечного ритма с более медленными волнами, за счет чего возможна их регистрация при изучении функции кровообращения с помощью измерения АД, ЭКГ, ЛДФ.

 

Список литературы:

  1. Орехов В.П. Колебания и волны в курсе физики. Пособие для учителей. М., «Просвещение», 1977.
  2. Горелик Г.С. Колебания и волны. М., Физматгиз,1959.
  3. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика. Учебник для 11 класса общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение, 2013.

 

Добавлено: 03.03.2016
Рейтинг: 7.165625
Комментарии:
0
Сказали спасибо 0
Сказать спасибо
footer logo © Образ–Центр, 2020. 12+