Lösungen zur Aufgabe Axone als Kondensatoren

Lösungen zur Aufgabe Axone als Kondensatoren
a) Einsetzen in die Formel: C 
 0 r A
=
≈ 3,210-11 F
d
b) Potential: Das elektrische Potential ist der Quotient aus der potentiellen Energie eines
Körpers im elektrischen Feld und der Ladung dieses Körpers. Im Fall der Nervenzelle
wird das Potential des Zelläußeren auf Null festgelegt.
Spannung: Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten, im Fall der Nervenzelle
zwischen Zellinnerem und Zelläußerem.
c) C 
Q
 Q  3,2 10 11 F  70mV  2,24 10 12 C
U
Kalium ist einfach positiv geladen => N = Q/e = 1,4107
Q 2,24 10 12 C
Q
 A
d) C  0 r =
≈ 5,710-14 F, C 
 39 V
U  
d
C 5,7 10 14 F
U
e) Offenbar müssen viel weniger Ionen nach außen diffundieren, um 70 mV
Potentialunterschied zu erzeugen, vgl. Teilaufgabe d. Der Ladevorgang ist daher
schneller, da weniger Teilchen ihren Ort wechseln müssen.
f) Ohne Myelinscheide:
Näherungsweise gleiches Ergebnis wie das Plattenkondensatormodell. Das einfache
Modell liefert gute Vorhersagen.
Mit Myelinscheide:
Hier ist die Abweichung zum Plattenkondensatormodell (5,710-14 F) größer (das
einfache Modell passt nicht mehr so gut), die Abweichung ist aber noch akzeptabel.
Unterricht Physik_2012_Nr. 132