Номер 4, страница 48, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 5. Электрический ток. Параграф 58. Лабораторные и исследовательские работы. Темы исследовательских и проектных работ - номер 4, страница 48.

Условие.

• Электрический ток и медицина.

Решение.

Воздействие электрического тока на организм человека

Электрический ток может оказывать как губительное, так и лечебное воздействие на организм человека. Его влияние зависит от множества факторов, а взаимодействие живых тканей с электрическим током, приводящее к травмам, называется электротравмой.

Основные факторы, определяющие степень поражения:
1. Сила тока: Это ключевой фактор. Согласно закону Ома для участка цепи, сила тока $\text{I}$ прямо пропорциональна напряжению $\text{U}$ и обратно пропорциональна сопротивлению $\text{R}$ ($I = U/R$). Поражающее действие тока на человека проявляется следующим образом:
• 0.6–1.5 мА: ощутимое, но безвредное покалывание;
• 10–15 мА: «неотпускающий ток», вызывающий сильные судороги мышц, из-за которых человек не может самостоятельно разжать руку, держащую проводник;
• 50–100 мА (при частоте 50 Гц): считается смертельным, так как вызывает фибрилляцию желудочков сердца — хаотичные некоординированные сокращения сердечной мышцы, приводящие к остановке кровообращения;
• Более 5 А: вызывает мгновенную остановку сердца, паралич дыхания и тяжелейшие ожоги.
2. Род и частота тока: Переменный ток промышленной частоты (50-60 Гц) считается наиболее опасным, так как он вызывает тетаническое сокращение (длительную судорогу) мышц, включая сердечную. Постоянный ток при тех же значениях силы тока и напряжения менее опасен, но может вызывать электролиз крови и глубокие химические ожоги.
3. Путь тока в теле: Наиболее опасны пути, проходящие через жизненно важные органы, особенно сердце и мозг (например, «рука-рука» или «левая рука-правая нога»).
4. Сопротивление тела человека: Сопротивление сухой неповрежденной кожи велико (от 10 000 до 100 000 Ом), но при увлажнении, повреждении или на слизистых оболочках оно резко падает до ~1000 Ом, что значительно увеличивает силу тока при том же напряжении.
5. Длительность воздействия: Чем дольше человек находится под действием тока, тем тяжелее последствия.
Помимо общего воздействия (нарушение работы сердца, дыхания, нервной системы), электротравма может вызывать местные повреждения: электрические ожоги (контактные и дуговые), «электрические знаки» (метки на коже в местах входа и выхода тока) и металлизацию кожи.

Ответ: Электрический ток представляет серьезную опасность для человека, тяжесть поражения которой зависит от силы и рода тока, его пути в теле, сопротивления организма и времени воздействия. Наиболее опасным является переменный ток силой 50-100 мА, проходящий через сердце, так как он может вызвать смертельную фибрилляцию желудочков.

Применение электрического тока в медицине

Несмотря на свою опасность, электрический ток нашел широкое применение в медицине для диагностики, лечения и хирургических вмешательств. Использование электричества в лечебных целях основано на контролируемом и дозированном его воздействии на ткани и органы.

Диагностические методы:
• Электрокардиография (ЭКГ): Метод регистрации электрических потенциалов, возникающих при работе сердца. Позволяет диагностировать инфаркт миокарда, аритмии, ишемическую болезнь сердца и другие патологии.
• Электроэнцефалография (ЭЭГ): Запись суммарной электрической активности головного мозга. Применяется для диагностики эпилепсии, нарушений сна, опухолей и последствий черепно-мозговых травм.
• Электромиография (ЭМГ): Исследование биоэлектрических потенциалов, возникающих в скелетных мышцах. Помогает в диагностике заболеваний мышц и периферической нервной системы.
• Реография (РГ): Метод исследования кровообращения в органах и тканях, основанный на регистрации изменений полного электрического сопротивления (импеданса) при прохождении через них слабого высокочастотного тока.

Лечебные методы (физиотерапия):
• Гальванизация и лекарственный электрофорез: Воздействие на организм постоянным током низкого напряжения и малой силы. Электрофорез использует этот ток для введения лекарственных веществ через кожу непосредственно в очаг поражения.
• Диадинамотерапия и амплипульстерапия: Использование низкочастотных импульсных токов для снятия боли, стимуляции мышц и улучшения кровообращения.
• Дарсонвализация: Применение импульсного переменного тока высокой частоты и высокого напряжения для улучшения состояния кожи, стимуляции роста волос и лечения невралгий.
• УВЧ-терапия: Лечение с помощью ультравысокочастотного электромагнитного поля, которое вызывает образование тепла в глубоко расположенных тканях, оказывая противовоспалительное и рассасывающее действие.

Применение в хирургии и реаниматологии:
• Электрохирургия (электрокоагуляция): Использование высокочастотного тока для разрезания тканей и одновременной коагуляции (свертывания) крови в сосудах, что позволяет проводить операции с минимальной кровопотерей.
• Дефибрилляция: Жизненно важная процедура, при которой через сердце пропускается короткий мощный электрический разряд для прекращения фибрилляции желудочков и восстановления нормального сердечного ритма.
• Кардиостимуляция: Использование искусственного водителя ритма (кардиостимулятора), который генерирует электрические импульсы для поддержания нормальной частоты сердечных сокращений при ее нарушениях (брадикардии).

Ответ: В медицине электрический ток широко используется как для диагностики (ЭКГ, ЭЭГ), так и для лечения (физиотерапия, электрофорез). В хирургии он применяется для бескровного разрезания тканей (электрокоагуляция), а в реаниматологии — для спасения жизни путем восстановления сердечного ритма (дефибрилляция) и его поддержания (кардиостимуляция).