Вопрос 5

В биологических  объектах наблюдаются колебания различных физиологических процессов на всех уровнях их организации. Так, в клетках периодически меняется концентрация ионов, замыкаются и размыкаются мостики в саркомере, совершаются  механические колебания  стенок сосудов, ритмически сокращаются легкие и сердце, кроме того многие жизненные функции подчиняются биоритмам и так далее. Если процессы повторяются через равные промежутки времени, то такой процесс называют периодическим. Периодом колебательного процесса  (Т) называют продолжительность данного промежутка времени. Число полных колебаний, совершаемых за единицу времени, называется частотой колебаний (v). В СИ частота измеряется в герцах. Один герц (Гц = 1/с) – частота периодического процесса, при котором  за время 1с происходит один цикл этого процесса. Колебательная система обычно имеет одно положение, в котором может прибывать сколько угодно долга, будучи предоставленной, самой себе. Это -  положение равновесия. Отклонение от положения равновесия называют смещением. Наибольшее смещение называют амплитудой колебаний. Наиболее простыми функциями, описывающими периодический колебательный процесс, являются функции синус и косинус. Колебания, происходящие по этим законам, называются гармоническими. Различают свободные, вынужденные и автоколебания. Свободные, то есть колебания, совершающиеся без подвода энергии извне, могут быть незатухающими и затухающими. Вынужденные колебания совершаются под воздействием внешних, периодически изменяющихся сил. Такие колебания совершают, например, голосовые связки под действием воздушного потока. Многие важные функции организма осуществляются автоколебательными системами. В этих системах восполнение растраченной энергии, происходит за счет внутреннего источника энергии, содержащегося в автоколебательной системе. Регулирование подачи энергии осуществляется при помощи цепей «обратной» связи. К автоколебательным системам относятся, например,  синусовый   узел сердца. В нем имеется некоторое небольшое количество клеток – «истинных водителей ритма». В таких клетках  есть собственный источник энергии – энергия метаболизма клеток. Колебательная система состоит из мембраны и ионных каналов с регулируемой проводимостью для каждого сорта ионов. Метаболические процессы изменяют проводимость ионов. Что оказывает влияние  на величину мембранного потенциала, а значит и на возбуждение клетки. Волна - это процесс распространение колебаний или отдельных возмущений в пространстве. Например, механическая волна – передача энергии от одной материальной массы, совершающей колебания, к другой. Возможность передачи колебаний при этом возникает лишь при наличии упругого взаимодействия между отдельными массами, образующими среду. Механические волны, воспринимаемые органами слуха, называются звуком. Звуковые колебания находятся в интервале частот от 16 до  20000 Гц. Колебания среды с частотами менее 20 Гц называют инфразвуком, а выше 20 кГц –ультразвуком. Существуют среды, состоящие из большого числа отдельных элементов (например, клеток), каждый из которых  является автономным источником энергии. Такие среды называются активными.