
- •Руководство к лабораторным и практическим занятиям по медицинской и биологической физике
- •Часть II
- •1 Курса ________группы
- •200____ / 200____ Учебный год
- •Занятие № 19
- •Теоретические вопросы:
- •Литература:
- •Краткое содержание теории
- •Значение биологических мембран в процессе жизнедеятельности клетки
- •М олекулярная организация и модели клеточных мембран
- •Физические свойства и параметры мембран
- •Значение изучения транспорта веществ через клеточные мембраны. Классификация мембранного транспорта
- •Пассивный транспорт веществ и его разновидности. Математическое описание пассивного транспорта
- •Активный транспорт ионов. Механизм активного транспорта вещества на примере натрий-калиевого насоса.
- •Cпособы проникновения веществ через биологические мембраны.
- •Порядок выполнения лабораторной работы Краткое описание колориметрического метода
- •Подготовка мкмф-1 к работе
- •Выполнение измерений
- •Завершение работы с мкмф-1
- •Результаты
- •Занятие № 20
- •Теоретические вопросы:
- •Краткое содержание теории
- •История открытия биопотенциалов. Гипотеза Бернштейна.
- •Мембранно-ионная теория генерации биопотенциалов клеткой и основные опыты, её подтверждающие
- •Потенциал покоя. Уравнение Нернста. Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца
- •Механизм генерации потенциала действия
- •Распространение потенциала действия по миелиновым и безмиелиновым нервным волокнам
- •II. Практическая часть
- •Отчет по лабораторной работе «Компьютерное моделирование электрогенеза в клетках»
- •Теоретические вопросы:
- •Литература:
- •Самостоятельно решить задачи:
- •Краткое содержание теории
- •Выполнение измерений
- •Резонанс в цепи переменного тока
- •Описание установки
- •Содержание работы
- •Занятие № 23
- •Теоретические вопросы:
- •Литература
- •Краткое содержание теории
- •Порядок выполнения лабораторной работы а . Постоянный ток. Описание установки
- •Содержание работы
- •Б. Переменный ток. Описание установки
- •Содержание работы
- •Занятие № 24
- •Теоретические вопросы:
- •Литература
- •Описание установки:
- •Назначение органов управления и подготовка осциллографа с1-72 к работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Занятие № 25
- •Теоретические вопросы:
- •Литература
- •Описание установки:
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Занятие № 26
- •Теоретические вопросы:
- •Литература
- •Краткое содержание теории
- •Датчики температуры тела
- •Датчики параметров системы дыхания
- •Датчики параметров сердечно-сосудистой системы
- •Описание установки
- •Занятие № 27
- •Теоретические вопросы:
- •Литература
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •1. Снятие амплитудной характеристики усилителя
- •Теоретические вопросы:
- •Литература
- •Занятие № 29
- •Теоретические вопросы:
- •Литература
- •Практически выполнить:
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Определение увеличения микроскопа
- •Определение разрешающей способности микроскопа
- •Занятие № 30
- •Теоретические вопросы:
- •Литература
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения работы
- •I часть
- •II часть
- •Контрольные вопросы:
- •Занятие № 31
- •Теоретические вопросы:
- •Литература
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Теоретические вопросы:
- •Литература:
- •Краткое содержание теории
- •Действие лазерного излучения на биологические ткани, фотодинамическая терапия
- •Порядок выполнения лабораторной работы Описание установки
- •Отсчет по микрометрическому винту
- •Выполнение измерений
- •I. Градуировка спектроскопа
- •II. Определение длин волн спектра поглощения раствора kMnO4.
- •Результаты
- •Контрольные вопросы:
- •Занятие № 33
- •Теоретические вопросы:
- •Магнитное поле и его основные характеристики.
- •Магнитные моменты электрона – орбитальный и спиновой. Орбитальное магнитомеханическое отношение для электрона.
- •Магнитные свойства вещества, намагниченность. Парамагнетики, диамагнетики и ферромагнетики.
- •Литература
- •Краткое содержание теории
- •Магнитные моменты электрона – орбитальный и спиновой. Орбитальное магнитомеханическое отношение для электрона.
- •4. Магнитные свойства вещества, намагниченность. Парамагнетики, диамагнетики и ферромагнетики
- •Магнитные свойства биологических тканей. Воздействие магнитного поля на биологические объекты
- •Занятие № 34
- •Теоретические вопросы:
- •Литература
- •Теоретические вопросы:
- •Литература:
- •Самостоятельно решить задачи:
- •Методы получения радионуклидов
- •Порядок выполнения лабораторной работы Описание установки
- •Выполнение измерений
- •Занятие № 36
- •Теоретические вопросы:
- •Литература
- •№№ 7.20, 7.21, 7.22, 7.23. (А.Н.Ремизов и др. Сборник задач по медицинской и биологической физике. –м.: Высшая школа, -1987)
- •Приложение 1. Перечень вопросов к экзамену по медицинской и биологической физике
- •Руководство к лабораторным и практическим занятиям по медицинской и биологической физике
- •Часть II
Занятие № 27
Тема раздела: |
Электрические и магнитные явления в организме, электрические воздействия и методы исследования |
Тема занятия: |
Усиление биоэлектрических сигналов |
Цель занятия: |
Изучить структурную схему медицинских приборов, регистрирующих биопотенциалы, и рассмотреть основные характеристики и принцип работы усилителей биопотенциалов |
Теоретические вопросы:
Принцип работы медицинских приборов, регистрирующих биопотенциалы.
Амплитудная характеристика усилителя. Амплитудные искажения и их предупреждение.
Частотная характеристика усилителя. Частотные искажения и их предупреждение.
Многокаскадное усиление, типы связей между каскадами.
Обратная связь в электронных усилителях.
Дифференциальный усилитель. Повторитель.
Литература
Антонов В.Ф. и др. Биофизика. –М.: Владос, -2000.
Ремизов А. Н. и др. Медицинская и биологическая физика. –М.: Дрофа, -2003.
Ремизов А. Н. и др. Медицинская и биологическая физика. –М.: Высшая школа, -1996.
Губанов Н.И., Утепбергенов А.А. - Медицинская биофизика, -М.: Медицина, 1978.
Владимиров Ю. А. и др. Биофизика. –М.: Медицина, 1983.
Конспект лекций.
Самостоятельно решить задачи:
(А.Н.Ремизов и др. Сборник задач по медицинской и биологической физике. –М.: Высшая школа, -1987)
Практически выполнить:
Лабораторная работа: |
Определение частотной, амплитудной характеристик усилителя электрокардиографа, линейных и нелинейных искажений |
Цель работы: |
|
Оборудование и принадлежности: |
усилитель постоянного тока с включенными на выходе тремя фильтрами, вольтметр переменного тока В3-38, вольтметр В7-40/3, генератор низкочастотный Г3-131 |
Описание установки.
Структурная блок-схема усилителя У совместно с тремя фильтрами: низкой частоты, высокой частоты, полосовым представлена на лицевой панели его деревянного корпуса. Сигнал от генератора Г (Г3-131) подводится к усилителю на клеммы “Вход”, а также на вольтметр V1 (В3-38), а выходной сигнал через переключатель П с клемм “Выход” усилителя подается на вход вольтметра V2 (В7-40/3).
Блок-схема измерительной установки для определения амплитудной
и частотной характеристик усилителя с фильтрами.
Порядок выполнения лабораторной работы
Подготовить усилитель У, генератор Г, вольтметры V1 и V2 к работе, для чего необходимо подключить их к сети напряжением 220 В и включить их тумблером “Сеть”.
Кнопку «пределы» вольтметра В7-40/3 в положение АВП, а кнопку «род работы» в положение U.
Переключатель «пределы измерений» вольтметра В3-38 в положение 1 V.
1. Снятие амплитудной характеристики усилителя
Uвых= f (U вх) при = const
а) установить переключатель П, расположенный на панели корпуса усилителя, в крайнее левое положение (фильтры на выходе усилителя отключены);
б) установить частоту выходного сигнала генератора =1000 Гц, используя кнопку “ЧАСТОТА” «2 kHz», ручки «ЧАСТОТА» «Грубо», «Плавно».
в) установить ручкой “АМПЛ” генератора по шкале вольтметра V1 (В3-38) необходимое входное напряжение для усилителя; величину Uвх изменяем от 0.1 В до 0.9 В через каждые 0.2 В;
г) данные занести в таблицу:
Uвх (В) |
|
|
|
|
|
Uвых(В) |
|
|
|
|
|
д) по измеренным данным построить графическую зависимость Uвых =f(Uвх):
Амплитудная характеристика усилителя
е) по графической зависимости определить диапазон значений Uвх линейной области амплитудной характеристики.
2. Снятие частотных характеристик К= f() при Uвх=const
усилителя (У)
усилителя с фильтром низкой частоты (У+ФНЧ)
усилителя с фильтром высокой частоты (У+ФВЧ)
усилителя с полосовым фильтром (У+ПФ)
a) установить частоту выходного сигнала генератора =100 Гц, используя кнопку “ЧАСТОТА” «200 Hz», ручки «ЧАСТОТА» «Грубо», «Плавно»;
б) ручкой “АМПЛ” генератора установить по вольтметру V1(В3-38) входное напряжение усилителя Uвх = 0,1 В и в дальнейшей работе поддерживать его неизменным; определить по вольтметру V2 (В7-40/3) Uвых для : усилителя (У), усилителя с фильтром НЧ (У+ФНЧ), усилителя с фильтром ВЧ (У+ФВЧ), усилителя с ПФ (У+ПФ), при положении переключателя П соответственно (1,2,3,4).
Выполнить пункты а,б для частот =(320, 1000, 3200, 10000) Гц
в)
рассчитать коэффициент усиления
,
где Uвх=0,1 В для всех измерений и
полученные данные занести в таблицу:
Тип устройства |
(Гц) |
100 |
320 |
1000 |
3200 |
10000 |
lg |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
|
У |
Uвых (В) |
|
|
|
|
|
К |
|
|
|
|
|
|
У + ФНЧ |
Uвых (В) |
|
|
|
|
|
К |
|
|
|
|
|
|
У + ФВЧ |
U вых(В) |
|
|
|
|
|
К |
|
|
|
|
|
|
У + ПФ |
Uвых (В) |
|
|
|
|
|
К |
|
|
|
|
|
г) построить в одной и той же системе координат для четырех устройств частотные характеристики, используя по оси частот логарифмический масштаб К=f(lg), откладывая выше горизонтальной оси lg , а ниже соответствующие значения .
Частотная характеристика усилителя в комбинации с фильтрами
д) определить по частотным характеристикам полосу пропускания каждого из четырех устройств; для этого необходимо:
определить для частотной характеристики данного устройства Кmax;
найти слева и справа от Кmax на частотной характеристике значение
;
найти соответствующее данному коэффициенту усиления значение слева lgнижн. и, соответственно, нижн., справа lgверх. и, соответственно, верх.
На рисунке дан пример нахождения полосы пропускания для У+ПФ.
Вывод:
Дата (дд.мм.гг) |
Преподаватель |
Отметка о зачете лабораторной работы |
Подпись преподавателя |
|
|
|
|
Занятие № 28
Тема раздела: |
ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ И ПРАКТИЧЕСКИХ НАВЫКОВ |
Тема занятия: |
ОБОБЩАЮЩЕЕ ЗАНЯТИЕ ПО разделам курса «Биоэнергетика. Термодинамика биосистем». «Электрические и магнитные явления в организме, электрические воздействия и методы исследования» |
Цель занятия: |
Упорядочить знания, осуществить рейтинговый контроль уровня знаний по разделам «Биоэнергетика. Термодинамика биосистем», «Электрические и магнитные явления в организме, электрические воздействия и методы исследования». |