電偶極子-電偶層

1,第四節(jié)電偶極子電偶層,一、電偶極子的電場(chǎng)二、電偶層三、心電原理,2,電偶極矩（電矩）,電偶極子的極軸,極軸的方向由負(fù)電荷指向正電荷。,設(shè)電偶極子的電場(chǎng)中任意一點(diǎn)a到正負(fù)點(diǎn)電荷的距離分別為：和。,點(diǎn)電荷電勢(shì)的計(jì)算公式：,真空介電常數(shù)：,一、電偶極子的電場(chǎng),電偶極子的電勢(shì)和電場(chǎng),3,電勢(shì)可以象電場(chǎng)一樣疊加，則a點(diǎn)電勢(shì)：,當(dāng)a點(diǎn)很遠(yuǎn)時(shí)rL，則r1r2r，,電偶極子的電勢(shì)與電矩成正比，與該點(diǎn)到軸線中心的距離的平方成反比，還與該點(diǎn)所處的方位有關(guān)。,4,電偶極子軸線上的場(chǎng)強(qiáng)（電勢(shì)梯度法）,可見(jiàn)：場(chǎng)強(qiáng)與電矩成正比。說(shuō)明電矩決定著電場(chǎng)性質(zhì)。無(wú)論是場(chǎng)強(qiáng)還是電勢(shì)的分布都有一個(gè)特點(diǎn)，就是沿r方向電偶極子的電場(chǎng)衰減比點(diǎn)電荷的電場(chǎng)衰減得快。,5,電偶極子軸線上的場(chǎng)強(qiáng)（場(chǎng)強(qiáng)疊加法）,6,7,第四節(jié)電偶極子電偶層,一、電偶極子的電場(chǎng)二、電偶層三、心電原理,8,二、電偶層,電偶層是指相距很近、互相平行且具有等值異號(hào)面電荷密度的兩個(gè)帶電表面。計(jì)算電偶層電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)時(shí)，可將電偶層看成由許多平行排列的電偶極子所組成。,如圖取一面積元dS，該面元的電量為：該偶元可看成電偶極子，其電矩大小為：其方向與面元的法線方向一致。,9,這一電偶極子單獨(dú)產(chǎn)生的電勢(shì)為：,令表示單位面積的電偶極矩，稱為層矩，它表征的電偶層的特征。,面元dS對(duì)a點(diǎn)所張的立體角,則有：,10,如果從a點(diǎn)看到電偶層元帶正電面，則取正值，反之取負(fù)值。,整個(gè)電偶層在a點(diǎn)的電勢(shì)為：,式中的為各面積元對(duì)a點(diǎn)所張立體角的代數(shù)和.,上式表明：均勻電偶層在某點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)只決定于層矩與電偶層對(duì)該點(diǎn)所張立體角，而與電偶層的形狀無(wú)關(guān)。,11,人體中存在著電偶層構(gòu)成的閉合曲面。,如：內(nèi)面都帶負(fù)電，外面都帶正電，心肌細(xì)胞靜息時(shí)就是這種情況。,膜外空間各點(diǎn)的電勢(shì)為零，而膜內(nèi)空間各點(diǎn)的電勢(shì)為,如圖中的a點(diǎn)和b點(diǎn)。,1、電偶層均勻的情況,2、電偶層不均勻的情況,膜外空間各點(diǎn)的電勢(shì)一般不為零，此時(shí)膜內(nèi)外空間各點(diǎn)的電勢(shì)差與靜息時(shí)不同，心肌細(xì)胞的除極過(guò)程和復(fù)極過(guò)程就屬于這種情況。,12,第四節(jié)電偶極子電偶層,一、電偶極子的電場(chǎng)二、電偶層三、心電原理,13,靜息時(shí)的心肌細(xì)胞電場(chǎng)中的電位,靜息狀態(tài)下的心肌細(xì)胞，相相當(dāng)于一個(gè)閉合的電偶層，膜內(nèi)帶負(fù)電，膜外帶正電。,把整個(gè)閉合曲面分成兩部分，這兩部分的電矩方向相反，對(duì)P點(diǎn)所張的立體角相等。因此在P點(diǎn)的總電位為0。即：,三、心電原理,心電場(chǎng),1、心肌細(xì)胞的電偶極矩,14,靜息時(shí)的心肌細(xì)胞電場(chǎng)中的電位為0,正在除極時(shí)的心肌細(xì)胞電場(chǎng)中的電位,設(shè)y部分為除極膜，內(nèi)正外負(fù)，它對(duì)P點(diǎn)所張立體角為：,x部尚為靜息膜，所張立體角為，所以P點(diǎn)的總電位大于0，即：,15,除極完畢后，膜內(nèi)正膜外負(fù)，這種狀態(tài)叫反極化，這時(shí)P點(diǎn)的電位又變?yōu)?。,正在復(fù)極時(shí)的心肌細(xì)胞電場(chǎng)中的電位,設(shè)y為復(fù)極膜，外正內(nèi)負(fù)，x部分為除極膜，內(nèi)正外負(fù)，可見(jiàn)這兩部分的電矩方向相同，所張立體角均為負(fù)，所以P點(diǎn)電位小于0，即：,16,復(fù)極完畢，整個(gè)心肌細(xì)胞回到靜息狀態(tài)，P點(diǎn)電位又恢復(fù)為0。,17,空間心電向量環(huán)于平面心電向量環(huán),1、瞬時(shí)心電向量,18,2、空間心電向量環(huán),興奮以除極波面的形式向外傳播時(shí)，各瞬間除極波面的方位以及極化向量的數(shù)目都不相同。因此瞬時(shí)心電向量隨時(shí)間和空間都是周期性變化的。,心電瞬時(shí)向量：當(dāng)除極波面在某一瞬間時(shí)傳播到某一處時(shí)，除極波面上所有正在除極的心肌細(xì)胞電偶極矩（極化向量）的矢量和。如果極化向量為PS，瞬時(shí)心電向量用M表示，則：,19,為了描述瞬時(shí)心電向量隨時(shí)間和空間的變化規(guī)律，將瞬時(shí)心電向量平移，使向量尾集中于一點(diǎn)，對(duì)向量頭的坐標(biāo)按時(shí)間、空間的順序加以描計(jì)形成空間心電向量環(huán)。矢量方程為：,空間心電向量環(huán)分為三種：心房除極心電向量環(huán)（P環(huán)）心室除極心電向量環(huán)（QRS環(huán)）心室復(fù)極向量環(huán)（T環(huán)）,20,空間心電向量環(huán)在某一平面上的投影稱為平面心電向量環(huán)（向量心電圖）。其參量方程分別為：,3.平面心電向量環(huán),平面心電向量環(huán)分為三種：平面P環(huán)平面QRS環(huán)平面T環(huán),每種平面環(huán)又都包括：額面、橫面和側(cè)面。,21,心電圖的描計(jì)原理,一、心電導(dǎo)聯(lián),通過(guò)電極引導(dǎo)體表電勢(shì)（電位）與心電圖機(jī)相連接的電路稱為心電圖導(dǎo)聯(lián)。所記錄的心臟電位變化叫心電圖。,標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)（雙極導(dǎo)聯(lián)）：直接取出體表兩點(diǎn)間電壓加以顯示的導(dǎo)聯(lián)。記錄下的心電曲線是兩電極間電勢(shì)差的變化情況。,22,單極肢體導(dǎo)聯(lián)：使一個(gè)電極處的電位不變或變化很小，記錄下的電壓曲線就是另一電極處電位的變化情況。增大心電波形的波形的幅值以利于觀察的加壓導(dǎo)聯(lián)。,單極胸導(dǎo)聯(lián)：另一個(gè)探察電極置于胸前。,23,實(shí)現(xiàn)單極導(dǎo)聯(lián)的方法：,根據(jù)電偶極子中心等距離對(duì)稱三點(diǎn)的電位的代數(shù)和為0設(shè)計(jì)一個(gè)中心電端T作為0電勢(shì)。,心電圖的波形反映心肌