Tirik organizmga elektr tokining ta’siri. Biopotensiallar va ularning hosil

1875 yilda rus fiziologi V.E.Danilevskiy birinchi bo’lib bosh miyaning 

biopotensialarni aniqladi. Biopotensialarning hosil bo’lishi ancha murakkab masala
bo’lib, hozirgacha uning to’liq nazariyasi yo’q. Hozirgi vaqtda 1952 yil Xodjiken, 
Xaksli, Kachilar nazariyasi ko’p qo’llaniladi.
Elektr hodisalar 

( Elektr maydon va uning asosiy xarakteristikalari) 
Bu bobda tabiatdagi to‘rtta fundamental ta’sirlardan biri elektromagnitizmni 
ko‘rib chiqamiz. Og‘irlik kuchidan boshlab hamma kuchlar elektrolik kuchlardan
kichikdir. Cho‘zilish, siljish va boshqa kuchlar tabiati elektromagnit kuchlardan 
iboratdir. Elektr va magnit kuchlar ham kimyoviy kuchlar ham elektromagnit
xarakterga ega. Yorug‘lik va boshqa nurlanishlar ham elektromagnit xarakterga 
ega. Optikadagi nur ham elektromagnit kuchlar filialidir. Elektromagnit
hodisalarning asosiy qonunlari 19 asrning 50 yillarida ochildi. Bu ishlarning 
kulminatsiyasi maksvell tenglamalaridir. Bu tenglama bizning hayotda juda katta
ahamiyatga egadir. Og‘irlik kuchidan tashqari yana ikkita fundamental kuchlardan 
tashqari Yadro kuchlari ham bor, lekin uni biz kundalik hayotda sezmaymiz. Bu va
keyingi boblarda elektr hodisalar va materiyaning elektr xossalari haqida so‘z 
yuritamiz.

1. Elektr zaryadi va uning saqlanish qonuni. Elektr bilan birinchi tanishuv
chaqmoq hodisasidan boshlanadi. Greklar sun’iy statistik elektr maydonini ochdi. 
Ishqalanish natijasida elektrlanish, qalin gilamda yurgandan so‘ng metallga
tegkanda iskra chiqishi. Faqat 20 asrda biz buning asosini atom tarkibidagi proton 
va elektronlar sababchi ekani aniqlandi. Materiya haqidagi tasavvurlar 1-bo‘limda
aytib o‘tilgan edi. Atom Yadro va uning tarkibida musbat proton va neytral 
neytrondan hamda uning atrofida aylanuvchi manfiy elektronlardan tashkil topgan.
Elektr zaryadi
𝐞 = 𝟏, 𝟔 ∙ 𝟏𝟎
−𝟏𝟗

𝐤𝐥
Hamma tanish elementar zarrachalar shu elementar zaryadga karrali 

zaryadga egadir. Elektr zaryadining ikki ishorali bo‘lishi ularning tortishi va
itarishida namoyon bo‘ladi. 
Faqat gravitatsion ta’sirda faqat tortish kuchlari mavjud. Bir xil ishorali
elektr zaryadlari o‘zaro tortadi, har xillari esa o‘zaro itaradi. Yadroda zarrachalarni 
Yadro kuchlari ushlab turadi, unda bu kuchlar zaryad ishorasidan bog‘liq emas,
odatda makroskopik jism neytral holda bo‘ladi. Lekin kam miqdordagi moddada 
ham shu darajada molekulalar ko‘pki, unda atom va molekuladan elektron chiqib
ketib zaryadlangan ionlar hosil bo‘ladi. Ko‘p hollarda elektronning bir moddadan 
ikkinchisiga o‘tishi sababli birida elektronlar soni ortib ketadi (manfiy) boshqasida
elektronlar soni kamayadi (musbat) zaryadlanadi. Bundan tashqari ko‘pchilik 
neytral molekulada musbat va manfiy zaryadlar og‘irlik markazlari mavjud. Ular
ustma-ust tashmasligi mumkin . 

3.1-rasm. Положительно заряженный стержень порождает разделение 

расходов на нейтральном объекте слева.
Bu holda bu molekulalar boshqa qutblangan molekulalar bilan ta’sirlashishi 
mumkin. Hozirgi zamon fizikasining asosiy yo‘nalishlardan biri saqlanish
qonunlaridir. Biz mexanikada energiyaning, massaning, impuls momentining 
saqlanish qonunlarini ko‘rib chiqdik.
𝐧
𝟎

→ 𝐩
+𝟏

+ 𝐞

−𝟏
+ 𝛝

−𝟎

Elektr zaryadining saqlanish qonuni fanning asosiy sifat tomonlaridan 

biridir. Yopiq sistemada elektr zaryadlar yig‘indisi o‘zgarmas qoladi. Bu
fundamental qonunlardan biridir. Bu holda zaryad ham doimiy qoladi. Neytron 
uchta zarrachaga emirilib o‘tadi. (Yuqorida reaksiya sxemasi yozilgan).
Bu reaksiya bir necha minut davomida yuz beradi. Yadroda esa o‘zgarish 
bo‘lmasligi mumkin. Neytron Yadroda bo‘linganda Yadroda bitta proton va
neytrondan katta bo‘lgan Yadro paydo bo‘ladi. Bu betta emirilishdir. Natijada 
elektron va antineytrino chiqib ketadi. Bu reaksiya bir qancha saqlanish
qonunlarini qanoatlantirish zarur. Bular ichida energiya, impuls va zaryadlarning 
saqlanish qonunlari. Bular ichida zaryadlarning saqlanish qonuni, Yuqoridagi
reaksiyada, zaryadlar +1, -1,0 yakunda neytron neytral zaryadda qoladi.
Ikkinchi misol proton va antiprotonning qo‘shilishi natijasida pionlar hosil
bo‘ladi. Boshlang‘ich nol zaryad saqlanadi. (rasm 5.2). 4 ta musbat va 4 ta manfiy 
zaryad pion hosil qiladi.

3.2-rasm. Pufakli kamera , qo`zg`almas protonga nisbatan antiproton izi 

tasviri(belgilangan),bu holda ular o`zaro tasirlashib [uddi pionlar kabi sof

energiyani hosil qiladi. Kamera kuchli magnit maydonida bo`lib zaryadlangan

zarralar traektoriyasini teskari tomonga og`diradi. Ammo piondan so`ng myuon va 
neytron hosil bo`ladi va ularning izi qolmaydi.
Demak, har qanday holda yakuniy yig‘indi zaryad saqlanadi. 
Kulon qonuni. Zaryadlangan sistemalarga ta’sir etuvchi kuch kulon qonunidan
aniqlanadi. Prinsip sperpozitsiyaga binoan vektorlarni qo‘shish qoidasini aniqlash 
kerak va teng ta’sir etuvchi kuch aniqlanadi.
𝐅⃗
𝟏,𝟐

= 𝐊
𝐪

𝐢

𝐪
𝟐

𝐫

𝟐
𝐫⃗ (1.58) 

ya’ni ikkita zaryad orasidagi ta’sir etuvchi kuch zaryadlar ko‘paytmasiga
to‘g‘ri proporsional, ular orasidagi masofa kvadratiga teskari proporsionaldir. Bu 
erda
𝐊 −proporsionallik koeffitsienti. Nyuton uchinchi qonuniga binoan 𝐪

𝐢
𝐯𝐚 𝐪

𝟐
zaryadlar kuchi bir xil va qarama-qarshi yo‘nalgandir. Rasm 14.4 da bu narsa 

ko‘rsatilgan.

Bu erda

𝐊 = 𝟗, 𝟎[𝟏𝟎

𝟗
𝐧. 𝐦

𝟐
/𝐬

𝟐

Bu 2 ta zaryad vakuumda ta’sir etuvchi kuchni ko‘rsatadi. 5.2- rasmda 

pufakli kamerada antiprotonning izlari ko‘rsatilgan. Kamera kuchli magnit
maydoniga joylashtirilgan va unda zaryadlangan zarrachalar turli tomonga og‘adi. 
Keyinchalik pionlardan biri myuonga va neytrinoga aylanadi.
𝟎, 𝟏 𝐧𝐦 gacha yaqinlashgan elektron va proton orasidagi kuchni 
hisoblaymiz.
𝐅 = 𝐊

𝐞
𝟐

𝐫

𝟐
= 𝟗 ∙ 𝟏𝟎

𝟗
(𝟏, 𝟔 ∙ 𝟏𝟎
𝟗
)

𝟐

(𝟏𝟎
−𝟏𝟎

)
𝟐

= 𝟐, 𝟑 ∙ 𝟏𝟎

𝐧
−𝟖

Bu ancha kichik ko‘rinadi, lekin amalda bu ancha katta hisoblanadi. Miozin

va aktina molekulalari orasidagi ta’sir kuchi 
𝟏𝟎
𝐧

−𝟖

ga teng.
Misol 14.1. proton va elektron orasidagi elektr ta’sir kuchi ular orasidagi 
gravitatsion ta’sirdan qanchaga katta?
Tenglamada elektron massasi 
𝐦
𝐞

, proton massasi 

𝐦
𝐩

𝐪 = 𝐞. U holda

𝐅𝐞𝐥𝐞𝐤. 𝐩𝐫𝐨𝐭. 𝐞𝐥
𝐅𝐠𝐫𝐚𝐯.
=

𝐤

𝐞
𝟐
𝐫

𝟐
𝐆

𝛍

𝐞
𝛍

𝛄

𝐫
𝟐

=

𝐤𝐞
𝟐

𝐆𝛍

𝐞
𝛍

𝐩

= 𝟐 ∙ 𝟏𝟎

𝟑𝟗
𝐦𝐚𝐫𝐭𝐚 

Shunday qilib bularning farqi

𝟐 ∙ 𝟏𝟎

𝟑𝟗
marta ekan. Elektr kuchlariga 

qaraganda gravitatsion kuchlarni hisobga olmasa ham bo‘ladi, faqat jism neytral
bo‘lgan holdagina gravitatsion kuchlarni e’tiborga olsa bo‘ladi. Odatda Kulon 
qonuni umumiy holda
𝐅⃗
𝐢,𝟐

=
𝟏

𝟒𝛑𝛆

𝟎
∙

𝐪

𝟏
𝐪

𝟐

𝐫
𝟐

𝐫⃗ (1.59) ko‘rinishda yoziladi. 

Bunda
𝛆

𝟎

= 𝟖, 𝟖𝟓 ∙ 𝟏𝟎

−𝟏𝟐

𝐤𝐥/𝐧. 𝐦
𝟐

elektr doimiysi. 

Ikkitadan ko‘p bo‘lgan zaryad qatnashayotgan holda

superpozitsiyaqo‘llaniladi. U holda kuch 𝐅⃗ = ∑
𝐅⃗
𝐢

𝐍

𝐢=𝟏
ga teng bo‘ladi.
Magnit maydon tabiati va asosiy fizik xarakteristikalari.

Qadim zamonlardan temir birikmasi (FeO. FerO

3
) boshqa temir jismlarni 

tortishi ma’lum bo’lgan. Erning ham magnit xossalari mavjudligi aniq bo’lgan va

o’tkir uchga qo’yilgan magnit sterjen o’z-o’zidan meridian bo’ylab joylashishi 
aniqlangan. Bu kampas Xitoyda bundan 3000 yil ilgari kashf qilingan. Doimiy
magnitlarni 1600 y Gilbert aniqlagan. Ularning ikkita qutbi, ya’ni temir 
buyumlarni katta kuch bilan tortuvchi chekka sohalari va ular orasida tortmaydigan
neytral zonalar mavjuddir. Qutblarning biri doim shimolga, ikkinchisi esa janubga 
qaragan va shuning uchun shimoliy va janubiy qutblar deyiladi.
Turli ismli qutblar o’zaro tortishadi, bir xillari esa itarishadi. Xuddi 
zaryadlangan jismlar elektr maydoni orqali ta’sirlashgani kabi magnit jismlar ham
bir biri bilan magnit maydoni orqali ta’sirlashadi. 
Magnit maydon materiyaning maxsus turi bo’lib, u orqali harakat-
lanayotgan zaryadlangan zarrachaga boshqa magnit momentga ega bo’lgan jism-
larning o’zaro ta’siri o’rganiladi. Tabiatda magnit zarrachalari yo’q.
Magnitni qancha bo’lsak ham alohida S qutb va alohida N qutb olib
bo’lmaydi. XVIII asrda Daniyalik olim Ersted chaqmoq nazariyasini
o’rganishda, chaqmoq ta’sirida temir buyumlarning magnitlanishi
va kampasning magnitsizlanishini aniqladi. Bu esa magnit va elektr xodisalar
o’zaro bogliq ekanligini ko’rsatadi. Ersted simdan tok oqayotganda uning 
atrofidagi magnit strelkasining yo’nalishi o’zgarishini aniqladi. Keyinchalik
Fransuz olimi Amper tokli ikki o’tkazgichning o’zaro magnit ta’sirini aniqladi. 
Magnit maydonni grafik usulda tasvirlash uchun magnit kuch chiziqlari degan
tushuncha kiritiladi.

Magnit kuch chizigi deb – uning ixtiyoriy nuqtasiga o’tkazilgan urunma magnit 

maydonning shu nuqtasidagi musbat magnit qutbiga ta’sir etuvchi kuch bilan bir
xil yo’nalgan xayoliy chiziqqa aytiladi. Magnit kuch chiziqlari doimo berk bo’ladi. 
Tokli o’tkazgich atrofida hosil bo’ladigan magnit maydon yo’nalishi parma
qoidasiga asosan aniqlanadi. Unga binoan agar parma ilgarilanma harakat 
yo’nalishi tok yo’nalishi bilan mos kelsa, parma dastasining harakat yo’nalishi
magnit maydon yo’nalishini ko’rsatadi.
Demak ikkalasi o’xshash. Shuning uchun 1820 y Amper doimiy magnitning 

sababchisi aylanma toklar ekanligi haqidagi gipotezani ilgari surdi. Aylanma toklar

esa elektronlarning o’z o’qi va Yadro atrofida aylanishi natijasida hosil bo’ladi. 
Magnit maydonni miqdoriy tomondan baholash uchun magnit induksiya vektori
degan tushuncha kiritiladi. Bir jismli magnit maydon induksiyasi birlik ramkaga 
ta’sir etuvchi maksimal magnit momentiga son jihatidan teng bo’lgan fizik
kattalikdir. 

Download 184,63 Kb.