
- •Колебания и волны. Звук. Ультразвук.
- •1.Колебания. Гармонические колебания. Характеристики колебаний: амплитуда, период, частота, циклическая частота, фаза.
- •2.Характеристики волновых процессов: фронт волны, луч, скорость волны, длина волны. Продольные и поперечные волны. Примеры.
- •3.Свободные и вынужденные колебания. Собственная частота колебаний системы. Явление резонанса. Примеры.
- •4. Физические и психофизические характеристики звука: интенсивность, акустическое давление, частота, громкость, высота тона, спектр, тембр. Их взаимное соответствие.
- •5. Особенности восприятия звука. Закон Вебера-Фехнера. Децибельная шкала громкости.
- •6. Звуковые методы исследования в медицине: перкуссия, аускультация. Фонокардиография.
- •7. Ультразвук. Получение и регистрация ультразвука на основе обратного и прямого пьезоэлектрического эффекта.
- •8. Взаимодействие ультразвука различной частоты и интенсивности с веществом. Применение ультразвука в медицине.
- •9. Ультразвуковые методы исследования (узи) в медицинской диагностике.
- •10. Эффект Доплера; его применение для измерения скорости кровотока и в эхокардиографии.
- •11. Ударная волна. Получение и использование ударных волн в медицине.
- •Тепловое излучение.
- •12. Тепловое излучение. Его характеристики: энергетическая светимость, спектральная плотность, их взаимосвязь. Закон Стефана-Больцмана.
- •13. Поглощение теплового излучения. Коэффициент поглощения. Понятие абсолютно черного тела. Закон Кирхгофа.
- •14. Распределение энергии в спектре теплового излучения. Закон Вина.
- •15. Инфракрасное излучение. Тепловидение. Методы получения изображений в тепловидении: фотоматериалы, жидкие кристаллы, электронно-оптические преобразователи.
- •Электромагнитные колебания и волны.
- •16. Электрическое поле. Характеристики электрического поля: напряженность, разность потенциалов. Линии электрического поля.
- •17. Магнитное поле. Характеристики магнитного поля: индукция, поток индукции. Линии магнитного поля.
- •18. Взаимосвязь электрического и магнитного полей. Электромагнитная волна. Скорость электромагнитных волн.
- •19. Шкала электромагнитных волн. Классификация частотных интервалов, принятая в медицине.
- •20. Биологическое действие постоянного тока и тока низкой частоты. Электротравматизм.
- •22. Глубина проникновения неионизирующих магнитных излучений в биологическую среду. Ее зависимость от частоты. Методы защиты от электромагнитных излучений.
- •23. Электрическая активность сердца. Электрокардиография. Электрокардиограф. Назначение и принцип работы. Связь между зубцами экг и стадиями сердечных сокращений.
- •24. Электрическая активность мозга. Электроэнцефалограф. Назначение и принцип работы.
- •25. Физическая природа света. Волновые свойства света. Длина световой волны. Физические и психофизические характеристики света.
- •26. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение. Волоконная оптика, её применение в медицине.
- •27. Оптическая система глаза. Недостатки зрения, методы их коррекции.
- •28. Оптический микроскоп. Ход лучей в микроскопе. Полезное увеличение микроскопа.
- •29. Разрешающая способность и предел разрешения микроскопа. Пути повышения разрешающей способности.
- •30. Линейчатый спектр излучения атомов. Его объяснение в теории Нильса Бора.
- •31. Волновые свойства частиц. Гипотеза де-Бройля, её экспериментальное обоснование.
- •32. Электронный микроскоп. Принцип действия, разрешающая способность, применение в медицинских исследованиях.
- •33. Квантово-механическое объяснение структуры атомных и молекулярных спектров.
- •34. Люминесценция. Ее виды. Закон Стокса.
- •35. Применение люминесценции в медико-биологических исследованиях.
- •36. Фотоэлектрический эффект. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.
- •37. Свойства лазерного излучения. Их связь с квантовой структурой излучения.
- •38. Принцип работы лазера. Инверсная заселенность энергетических уровней. Возникновение фотонных лавин.
- •39. Применение лазеров в медицине.
- •40. Ядерный магнитный резонанс. Использование ямр в медицине (мрт).
- •41. Физические основы и диагностические возможности позитронно-эмиссионной томографии (пэт).
- •42. Рентгеновское излучение, его спектр. Тормозное и характеристическое излучение, их природа.
- •60. Явление диффузии. Уравнение Фика.
- •61. Строение и модели клеточных мембран.
- •62. Физические свойства биологических мембран.
- •63. Концентрационный материал и уравнение Нернста.
- •64. Ионный состав цитоплазмы и межклеточной жидкости. Проницаемость клеточной мембраны для различных ионов. Разность потенциалов на мембране клетки.
- •65. Потенциал покоя клетки. Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца.
- •66. Возбудимость клеток и тканей. Методы возбуждения. Закон «всё или ничего».
- •67. Потенциал действия: графический вид и характеристики, механизмы возникновения и развития.
- •68. Потенциал - зависимые ионные каналы: строение, свойства, функционирование.
- •69. Механизм и скорость распространения потенциала действия по безмякотному нервному волокну.
- •70. Механизм и скорость распространения потенциала действия по миелинизированному нервному волокну.
- •71. Определение рецептора. Примеры использования рецепции в жизнедеятельности организма. Классификация рецепторов.
- •72. Строение рецепторов. Общие механизмы рецепции. Рецепторные потенциалы.
- •73. Особенности светового и звукового восприятия. Закон Вебера-Фехнера.
- •74. Основные характеристики слухового анализатора. Механизмы слуховой рецепции.
- •75. Основные характеристики зрительного анализатора. Механизмы зрительной рецепции.
- •76. Физические факторы, имеющие экологическую значимость. Уровни естественного фона.
- •77. Геомагнитное поле: природа, биотропные характеристики, роль в жизнедеятельности биосистем.
- •Случайные события. Относительная частота наступления события. Закон больших чисел.
- •Несовместимые события. Примеры. Теорема сложения вероятностей.
- •Независимые событии. Пример. Теорема умножения вероятностей.
- •Непрерывная случайная величина. Плотность вероятности. Условия нормировки.
- •Выборка. Генеральная совокупность. Требования к выборке.
- •Понятие средневыборочного значения и математического ожидания случайной величины.
- •Характеристики разброса в выборках: размах, дисперсия, среднеквадратичное отклонение.
- •Понятие о нормальном распределение случайной величины.
- •Гистограмма. Свойства гистограмм.
- •Понятие доверительного интервала. Уровень значимости. Доверительная вероятность.
- •Однородные и неоднородные выборки. Проверка однородности.
- •Понятие о коэффициенте корреляции. Его свойства.
- •Понятие о линейной регрессии. Уравнение линейной регрессии и его график.
35. Применение люминесценции в медико-биологических исследованиях.
Люминесценция позволяет по характеру люминесценции обнаруживать различие между предметами, кажущимися одинаковыми. Он применяется для диагностики заболеваний (например, ткань, пораженную микроспорумом, обнаруживают по яркой зелёной люминесценции её под действием ультрафиолетового света).
В биологии живые ткани окрашивают спец. красителями, в результате взаимодействия которых с биологическим веществом также образуются люминесцирующие комплексы. Например, ядра клеток соединительной ткани, окрашенные акридином оранжевым, дают яркую люминесценцию, причём, если клетка раковая, цвет излучения меняется.
36. Фотоэлектрический эффект. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ, явление испускания электронов веществом под действием света. Было открыто Г.Герцем, обнаружившим, что искровой разряд в воздушном промежутке легче возникает при наличии поблизости другого искрового разряда. Герц экспериментально показал, что это связано с ультрафиолетовым излучением второго разряда.
Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта
А. Эйнштейн показал, что явление фотоэффекта и его закономерности могут быть объяснены на основе предложенной им квантовой теории фотоэффекта. Согласно Эйнштейну, свет частотой n не только испускается, но и распространяется в пространстве и поглощается веществом отдельными порциями (квантами), энергия которых e0=hn. Таким образом, распространение света нужно рассматривать не как непрерывный волновой процесс, а как поток локализованных в пространстве дискретных световых квантов, движущихся со скоростью с распространения света в вакууме. Кванты электромагнитного излучения получили название фотонов.
По Эйнштейну, каждый квант поглощается только одним электроном. Поэтому число вырванных фотоэлектронов должно быть пропорционально интенсивности света (I закон фотоэффекта). Безынерционность фотоэффекта объясняется тем, что передача энергии при столкновении фотона с электроном происходит почти мгновенно.
Энергия падающего фотона расходуется на совершение электроном работы выхода А из металла и на сообщение вылетевшему фотоэлектрону кинетической энергии.
37. Свойства лазерного излучения. Их связь с квантовой структурой излучения.
Излучение лазера представляет собой поток летящих почти параллельно одинаковых фотонов. Это придает ему ряд важных особенностей.
Во-первых, очень малая расходимость лазерного излучения.
С помощью собирающих линз и зеркал лазерные лучи можно сфокусировать в точку размером 500 нм (для видимого света).
Во-вторых, лазерное излучение обладает высокой монохромностью, т. е. имеет практически одну частоту и соответствующую ей одну длину волны. Это объясняется тем, что у всех фотонов в лазерном луче одинаковая энергия.
В-третьих, лазер – источник когерентного излучения. Все кванты излучения, покидающие лазер в любой момент времени, практически одинаковы не только по их энергии, но и по фазе электромагнитных колебаний в них. Во всех квантах колебания идут синхронно.
В-четвертых, лазерное излучение является плоскополяризованным. Во всех квантах лазерного излучения электрические векторы, характеризующие электромагнитные колебания, параллельны друг другу.
Еще одна особенность лазерного излучения состоит в том, что можно в широких пределах управлять длительностью излучения, от длительных до сверхкоротких импульсных вспышек. Импульсы такой малой длительности имеют в пространстве ничтожно малую длину и огромную мощность. Современные лазеры излучают в одном таком импульсе энергию до нескольких тысяч джоулей. Огромная мощность лазерного излучения приводит к тому, что вещества, освещенные лазером, могут быть нагреты до весьма высоких температур.