
- •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
Свойства лазерного излучения
Лазерный луч очень узок.
Лазерное излучение монохроматично, т.к. атомы излучают согласованно.
Излучение полностью поляризовано.
Излучение когерентно.
Плотность потока излучения (мощность) очень высокая.
Применение лазеров в медицине
Лазерный
луч применяют в хирургии в качестве
бескровного ножа, который не нуждается
в стерилизации. Лазерное излучение
применяют для безоперационного лечения
сетчатки глаза (лазерный офтокоагулятор).
При лечении глаукомы с помощью лазерного
луча прокалывается отверстие размером
для оттока внутриглазной жидкости. В
стоматологии лазерный луч применяют
для разрушения дентина при лечении
зубов.
Голография и возможности её применения в медицине
Голография – метод записи и восстановления изображения, основанный на интерференции и дифракции света.
Голография учитывает амплитуды и фазы рассеянных предметом волн, что фиксируется как интерференция волн. Для восстановления изображения используется явление дифракции.
Контрольные вопросы
•Волновые свойства частиц. Волна де Бройля. •Электронный микроскоп. •Люминесценция. Классификация люминесценции по способу возбуждения и длительности. •Фотолюминесценция. Объяснение фотолюминесценции с точки зрения теории Бора (резонансная флюоресценция и фосфоресценция). •Закон Стокса. Антистоксовское излучение. •Использование люминесценции в биологии и медицине. •Спонтанное и вынужденное излучение. Индуцированное излучение. Инверсная заселенность. Создание инверсной заселенности с помощью метастабильных уровней. •Оптический квантовый генератор. Устройство и принцип действия лазера (рубинового, гелий-неонового) •Свойства лазерного излучения. Применение лазеров в медицине. •Голография. Её применение в медицине.
Тема 18. Рентгеновское излучение
Рентгеновское излучение широко применяется в медицине (рентгенография, рентгеноскопия, томография). Кроме того, знание природы рентгеновского излучения необходимо для обеспечения защиты от него, т.к. оно является ионизирующим излучением.
Свойства рентгеновского излучения
Рентгеновское излучение – это электромагнитное излучение с длиной волны
. В медицине используется узкий участок этого диапазона с
.
Рентгеновское излучение обладает большой проникающей способностью.
Рентгеновское излучение невидимо для глаза.
Рентгеновское излучение обладает ионизирующим действием.
Механизмы генерации рентгеновского излучения
Х
арактеристическое
излучение возникает
при переходах между энергетическими
уровнями внутренних оболочек (K,L,M,…,)
атомов с высокими порядковыми номерами.
Характеристическое излучение имеет
линейчатый спектр. Для разных атомов
эти спектры однотипны. Частота линий
спектра характеристического излучения
определяется законом Мозли
где
- постоянная для данной линии,
- зарядовое число атома
Рис. 18.1.
Т
ормозное
излучение возникает
при резком торможении электронов
электрическим полем атомов вещества,
через которое они пролетают. Спектр
тормозного излучения сплошной (рис.
18.2).
- коротковолновая граница спектра.
- длина волны, приходящаяся на максимум
излучения.
Рис. 18.2.