Apakah Akson Saraf Memiliki Induktansi?

Ketika saya sedang mengukur medan magnet akson saraf di sekolah pascasarjana, saya bertanya-tanya apakah saya harus khawatir tentang induktansi saraf. Dengan kata lain, saya bertanya apakah medan listrik yang diinduksi oleh perubahan medan magnet akson cukup besar untuk mempengaruhi propagasi potensial aksi.

Berikut adalah masalah pekerjaan rumah baru yang akan membawa Anda melalui analisis yang diterbitkan oleh John Wikswo dan saya dalam makalah kami “Medan Magnetik Akson Tunggal” (Jurnal Biofisika, Volume 48, Halaman 93–109, 1985). Tidak hanya menjawab pertanyaan tentang induksi, tetapi juga memberikan praktik estimasi di balik amplop. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang biomagnetisme dan induksi magnet, lihat Bab 8 dari Fisika Menengah untuk Kedokteran dan Biologi.

Bagian 8.6

Soal 29. Pertimbangkan potensi aksi yang merambat ke bawah akson saraf. Medan listrik Ememiliki waktu bangun T dan diperpanjang lebih panjang Ldikaitkan dengan kenaikan potensial aksi.

(a) Gunakan hukum Ohm untuk menghubungkan E untuk kerapatan arus J dan konduktivitas listrik .

(b) Gunakan hukum Ampere (Persamaan 8.24, tetapi abaikan arus perpindahan) untuk memperkirakan medan magnet B dari J dan permeabilitas ruang bebas, . Untuk memperkirakan turunan, ganti operator curl dengan 1/L.

(c) Gunakan hukum Faraday (Persamaan 8.22, abaikan tanda minus) untuk memperkirakan medan listrik induksi E* dari B. Ganti turunan waktu dengan 1/T.

(d) Tulis hasilmu sebagai rasio tak berdimensi E*/E.

(e) Gunakan = 0,1 S/m, = 4 × 10-7 T m/A, L = 10 mm, dan T = 1 ms, untuk menghitung E*/E.

(f) Periksa apakah satuan dalam perhitungan Anda di bagian (e) konsisten dengan E*/E menjadi tidak berdimensi.

(g) Gambarlah gambar akson yang menunjukkan E, J, B, E*, dan L.

(h) Apa implikasi hasil Anda pada bagian (e) tentang perlunya mempertimbangkan induktansi ketika menganalisis propagasi potensial aksi di sepanjang akson saraf.

Buat kamu yang belum punya IPMB berguna, Persamaan 8.24 (hukum Ampere, mengabaikan arus perpindahan) adalah

BACA JUGA :  Fisika Menengah untuk Kedokteran dan Biologi: Howard Berg (1934–2021)

×B = J

dan Persamaan. 8.22 (Faradayhukum) adalah

×E = B/∂t .

Saya akan menyerahkan kepada Anda untuk menyelesaikan masalah ini. Namun, saya akan menunjukkan gambar saya untuk bagian (g).

Juga, untuk bagian (e) saya mendapatkan nilai kecil, di urutan sepuluh bagian per miliar (10-8). Induksi akson saraf dapat diabaikan. Kami tidak membutuhkan induktor saat memodelkan akson saraf.

Leave a Reply

Your email address will not be published.