
- •Тема 1. Введение Материя и формы ее движения. Значение физики в медицине.
- •Классификация медицинской электронной аппаратуры
- •Классификация медицинской электроники по функциональному назначению:
- •II. Классификация медицинской аппаратуры по принципу действия.
- •Действие электрического тока на организм.
- •Обеспечение электробезопасности при работе с медицинской аппаратурой.
- •Основные требования электробезопасности
- •Классификация медицинской аппаратуры по способу дополнительной защиты от поражающего действия электрического тока.
- •Надежность медицинской аппаратуры
- •Тема 2. Механические колебания
- •Основные определения и характеристики колебательного процесса.
- •Дифференциальное уравнение, решение. График.
- •Полная энергия колеблющейся точки.
- •Затухающие колебания. Дифференциальное уравнение, его решение. График. Логарифмический декремент затухания.
- •Вынужденные колебания. Дифференциальное уравнение. Решение. Резонанс.
- •Автоколебания.
- •Сложение гармонических колебаний, направленных вдоль одной прямой.
- •Сложение взаимно перпендикулярных колебаний.
- •Сложное колебание. Гармонический спектр сложного колебания. Теорема Фурье.
- •Тема 3 механические волны.
- •Уравнение плоской механической волны.
- •Энергия волны. Поток энергии волны. Вектор Умова.
- •Эффект Доплера.
- •Тема 4. Акустика. Природа звука.
- •Физические характеристики звука.
- •Характеристики слухового ощущения (Физиологические характеристики).
- •Шкала уровней громкости.
- •Звуковые методы исследования в клинике.
- •Тема 5. Гидродинамика
- •Уравнение неразрывности струи
- •Уравнение Бернулли
- •Практические следствия из уравнения Бернулли.
- •Вязкость жидкости.
- •Ламинарное и турбулентное течение
- •Распределение скорости и градиента по сечению трубы при ламинарном течении.
- •Течение реальной жидкости по горизонтальной трубе постоянного сечения. Закон Гагена - Пуазейля.
- •Течение жидкости по горизонтальной трубе переменного сечения
- •Течение жидкости по разветвленной трубе
- •Течение жидкости по трубе с эластичными стенками
- •Тема 6. Биореология.
- •Зависимость коэффициента вязкости крови
- •Физические модели кровообращения.
- •Закономерности выброса и распространения крови в большом круге кровообращения.
- •Работа и мощность сердца.
- •Тема 7. Биологические мембраны Значение и функции биологических мембран. Строение мембран.
- •Физиологические функции мембран.
- •Физические свойства мембран.
- •Модели искусственных мембран для изучения свойств мембран.
- •Методы исследования мембран
- •1. Микрокалориметрия.
- •3. Люминесцентный анализ.
- •4. Рентгеноструктурный анализ.
- •5.Электронный парамагнитный резонанс (эпр).
- •6.Ядерный магнитный резонанс (ямр)
- •Диффузия в жидкостях. Закон Фика.
- •Пассивный транспорт веществ.
- •Перенос незаряженных частиц (атомов и молекул) через мембрану
- •Перенос заряженных частиц (ионов) через мембрану.
- •3. Облегченная диффузия.
- •Активный транспорт.
- •Тема 8. Электромагнитные явления в биологических системах.
- •Равенство Доннана.
- •Потенциал покоя
- •Потенциал действия.
- •Распространение потенциала действия. (проведение возбуждения по нервным волокнам).
- •Тема 9. Биофизические принципы исследования электрических полей в организме.
- •2. Электрический дипольный момент диполя
- •Напряженность электрического поля диполя.
- •Потенциал. Разность потенциалов.
- •Диполь в электрическом поле.
- •Токовый диполь. Эквивалентный электрический генератор.
- •Тема 10. Электрокардиография
- •Метод отведений Эйнтховена
- •Блок-схема кардиографа.
- •Вектор-электрокардиография.
- •Тема 11. Электродинамика Электрические колебания.
- •Колебательном контуре.
- •Незатухающие электромагнитные колебания.
- •Затухающие колебания
- •Вынужденные колебания.
- •Тема 12. Импульсные токи Апериодический разряд конденсатора
- •Характеристики импульсных токов.
- •6. Коэффициент заполнения
- •Генераторы импульсных токов.
- •Изменение формы импульса.
- •Дифференцирующая цепь
- •Интегрирующая цепь.
- •Действие импульсного тока на ткани организма
- •Тема 13.
- •Биологические основы реографии
- •Цепи переменного тока, содержащие отдельные элементы
- •Цпт, содержащая последовательно включенные активное, индуктивное и ёмкостное сопротивления
- •Цепь переменного тока, содержащая параллельно включенные активное, индуктивное и ёмкостное сопротивления
- •Тема 14. Электромагнитное поле. Электромагнитные волны
- •Основные положения электромагнитной теории Максвелла.
- •Уравнение электромагнитной волны.
- •Энергия электромагнитной волны
- •Шкала электромагнитных волн.
- •Физические процессы, происходящие в тканях организма под действием токов и электромагнитного поля
- •3. Переменное магнитное поле.
- •Тема 15. Поляризация света
- •Методы получения полностью поляризованного света
- •При отражении от неметаллического зеркала
- •2.При двойном лучепреломлении
- •3. Дихроизм.
- •Система поляризатор – анализатор
- •Вращение плоскости поляризации. Поляриметрия.
- •Поляризационный микроскоп
- •Тема 16. Тепловое излучение. Природа теплового излучения.
- •Характеристики теплового излучения
- •Закон Кирхгофа
- •Спектр излучения ачт
- •Законы излучения абсолютно черного тела
- •Формула Планка и её применение для уточнения законов теплового излучения абсолютно черного тела
- •Тема 17 элементы квантовой физики Волновые свойства частиц. Длина волны де Бройля
- •Электронный микроскоп
- •Люминесценция
- •В зависимости от причины, вызвавшей свечение:
- •Фотолюминесценция
- •Закон Стокса
- •Применение люминесценции в медицине
- •Индуцированное излучение Лазеры – оптические квантовые генераторы
- •Свойства лазерного излучения
- •Применение лазеров в медицине
- •Голография и возможности её применения в медицине
- •Тема 18. Рентгеновское излучение
- •Свойства рентгеновского излучения
- •Механизмы генерации рентгеновского излучения
- •Рентгеновская трубка
- •Зависимость энергии рентгеновского излучения от рабочих параметров рентгеновской трубки.
- •Действие рентгеновского излучения на вещество
- •Применение рентгеновского излучения в медицине
- •Тема 19. Ионизирующее излучение
- •Строение атомного ядра
- •Модели строения ядра
- •Энергия связи
- •Радиоактивность. Виды излучений
- •Основной закон радиоактивного распада
- •Радиоактивность в природе – естественная фоновая радиация
- •Дозиметрия ионизирующего излучения Проникающая и ионизирующая способности радиоактивного излучения
- •Биофизические основы действия ионизирующего излучения на организм
- •Характеристики ионизирующего излучения
- •Дозиметрическая аппаратура
- •Защита от ионизирующего излучения
Вязкость жидкости.
При течении реальной жидкости между молекулами действуют силы взаимного притяжения, в результате чего возникает внутреннее трение (вязкость).
Формула Ньютона:
,
где
- сила внутреннего трения между двумя
слоями жидкости, она ускоряет медленно
текущие слои и замедляет быстротекущие
слои, направлена сила трения по касательной
к поверхности соприкасающихся слоев;
коэффициент внутреннего трения
(коэффициент вязкости),
площадь соприкосновения слоёв,
- градиент скорости
- показывает на сколько изменяется
скорость при изменении толщины слоя на
единицу.
Физический смысл
коэффициента внутреннего трения:
-коэффициент внутреннего трения
показывает, какая сила трения возникает
при соприкосновении слоев на площади,
равной 1 м2,
при градиенте скорости между ними,
равном 1 с-1.
Внесистемной единицей является 1 Пуаз; 1 П = 0,1 Па ·с
Ламинарное и турбулентное течение
Ламинарное течение – течение, при котором слои жидкости движутся параллельно друг другу не смешиваясь между собой. Ламинарное течение наблюдается при небольших скоростях течения в трубках с гладкими стенками, без резких изменений площади сечения и без разветвлений.
Турбулентное течение – течение, при котором слои жидкости перемешиваются, образуя вихри. Скорости молекул жидкости беспорядочно меняются, молекулы жидкости переходят из слоя в слой, за счет этого происходит перемешивание жидкости. Турбулентное течение сопровождается шумами.
Характер течения жидкости определяется числом Рейнольдса
,
где
- скорость течения жидкости,
- плотность жидкости,
- диаметр трубы,
- вязкость жидкости.
Существует
критическое число Рейнольдса (
).
Если
возможно только ламинарное течение,
если
возможно только турбулентное течение.
Для однородной жидкости критическое
число Рейнольдса
,
для крови -
(в
зависимости от диаметра сосуда).
Распределение скорости и градиента по сечению трубы при ламинарном течении.
Р
ассмотрим
ламинарное течение вязкой жидкости по
горизонтальной трубе постоянного
сечения (рис. 5.6.). Распределение скорости
по сечению трубы носит параболический
характер:
,
где
- радиус трубы,
радиус рассматриваемого слоя,
длина трубы,
и
– давление в начале и конце трубы,
соответственно.
Скорость имеет наибольшее значение в центре трубы:
,
.
Градиент скорости максимален в пристеночной части трубы:
.
Течение реальной жидкости по горизонтальной трубе постоянного сечения. Закон Гагена - Пуазейля.
При течении жидкости
по горизонтальной трубе постоянного
сечения (рис. 5.7.) потенциальная энергия
её частиц расходуется на работу по
преодолению внутреннего трения. Поэтому
статическое давление вдоль трубы
постепенно падает. Высота
соответствует начальному статическому
давлению, а высота
– гидродинамическому давлению,
обеспечивающему скорость течения
жидкости. Крутизна этой кривой (тангенс
угла наклона) характеризует продольный
градиент давления:
.
Рис.5.7.
Пуазейль
определил среднюю скорость течения
жидкости по горизонтальной трубе
постоянного сечения:
– закон Пуазейля. Количество жидкости,
протекающей через поперечное сечение
за единицу времени
- закон Гагена-Пуазейля.