- •Курс физики и биофизики
- •Введение
- •I.Поступательное движение
- •1. Кинематика поступательного движения.
- •2.Скорость поступательного движения
- •Динамика поступательного движения
- •1.Основные законы динамики
- •Закон изменения импульса
- •Закон сохранения импульса
- •Вес тела и невесомость
- •Работа и мощность
- •6. Энергия системы
- •7. Особенности движения тела в условиях невесомости.
- •II. Вращательное движение
- •Кинематика вращательного движения
- •1. Угловая скорость
- •2. Линейная скорость
- •3. Угловое ускорение
- •2. Момент инерции
- •3 Кинетическая энергия вращательного движения
- •4. Основной закон динамики вращательного движения
- •5. Закон изменения момента импульса
- •6. Закон сохранения момента импульса
- •III. Колебательное движение
- •Гармонические колебания
- •2. Основные характеристики гармонического колебания
- •7. Математический маятник
- •Сложение гармонических колебаний, происходящих по однойпрямой с одинаковой частотой
- •Сложение гармонических колебаний с кратными частотами
- •10. Затухающие колебания
- •11. Вынужденные колебания
- •12. Механический резонанс
- •Колебательные процессы в природе
- •IV. Волны
- •Поперечные и продольные волны
- •Уравнение плоской гармонической волны
- •3. Интенсивность плоской волны или плотность потока энергии
- •V. Акустика
- •1. Природа звука
- •2. Интенсивность звуковой волны
- •Звуковой резонанс
- •Характеристики слухового ощущения
- •Закон Вебера-Фехнера
- •6. Шкала единиц для интенсивности звука
- •Кривые равные громкости
- •Ультразвук и инфразвук
- •9. Физические основы измерения звуковых колебаний вклинике (звуковые методы исследований)
- •VI. Молекулярно – кинетическая теория (мкт)
- •1. Основные положения мкт:
- •Газовые законы для идеального газа
- •2. Основные уравнения мкт
- •3. Понятие о степенях свободы
- •Внутренняя энергия идеального газа
- •Работа газа в изопроцессах
- •5. Реальные газы
- •VII. Гидродинамика. Гемодинамика
- •Идеальная жидкость
- •Уравнение Бернулли
- •3. Течение реальной жидкости. Формула Ньютона
- •4. Физические свойства крови
- •5. Виды течения жидкости
- •Закон Гагена-Пуазейля
- •Модели сердечно-сосудистой системы
- •8. Пульсовые волны
- •9. Работа сердца
- •VIII. Реальные среды (жидкости и твердые тела)
- •1. Основные свойства жидкостей
- •2. Поверхностное натяжение жидкости
- •3. Дополнительное (Лапласовское) давление жидкости
- •4. Капиллярные явления
- •5. Газовая эмболия
- •6. Виды твердых тел
- •7. Закон Гука
- •8. Механические свойства биологических тканей
- •Моделью вязко-упругих свойств является параллельно соединенные этиэлементы, а для упруго-вязких – последовательное соединение:
- •IX. Термодинамика
- •1. Основные определения
- •2. Термодинамические системы
- •3. Первое начало термодинамики
- •4. Применение первого начала термодинамики к биологическим системам
- •Приведенная теплота и энергия
- •6. Второе начало термодинамики
- •7. Живой организм как открытая термодинамическая система
- •X.Электростатика
- •1. Электрическое поле
- •3. Потенциальная энергия электрического поля
- •4. Электроемкость
- •5. Проводники и диэлектрики в электрическом поле
- •Проводники:
- •Диэлектрики:
- •6.Поляризация диэлектриков
- •XI. Электрический ток
- •2. Правила Кирхгофа
- •3. Работа и мощность тока
- •4. Переменный электрический ток
- •Общее сопротивление переменному току
- •XII. Элементы электроники
- •Полупроводниковые электронные устройства
- •1. Полупроводниковый диод
- •Полупроводниковый триод
- •XIII. Постоянное магнитное поле
- •1. Магнитное поле
- •2. Взаимодействие магнитных полей двух токов в параллельных проводниках
- •3. Вещества парамагнитные, ферромагнитные и диамагнитные
- •XIV. Электромагнетизм
- •Опыты Фарадея
- •Направление тока эми
- •Основное уравнение эми
- •Самоиндукция
- •Токи замыкания и размыкания
- •Энергия магнитного поля
- •Вихревые токи
- •Электронно-лучевая трубка
- •XV.Действие электромагнитных полей, электрических токов на биообъекты
- •1.Действие на биоткани переменных высокочастотных токов. Диатермия.
- •2.Действие на биоткани переменного электрического поля ультравысокой частоты. Увч-терапия
- •Действие переменного высокочастотного магнитного поля. Индуктотермия
- •Воздействие на биологическиеткани электромагнитными волнами
- •5. Чувствительность живых существ к электромагнитным полям
- •Действие электрических токов на биологические структуры
- •1. Действие постоянного тока
- •2. Действие импульсных токов
- •3.Действие переменного тока на живые ткани
- •4. Эквивалентные электрические схемы моделирования биологических структур
- •5. Реография
- •XVI. Физические процессы в биологическихмембранах
- •1. Структура и свойства биологических мембран
- •Транспорт веществ через клеточные мембраны
- •2. Общее уравнение переноса
- •3. Электродиффузионное уравнение переноса
- •4. Пассивный и активный транспорт
- •Натрий-калиевый насос
- •5. Мембранный потенциал – φм
- •1)Потенциал покоя
- •2) Потенциал действия
- •6. Осмос
- •XVII. Волновые свойства света
- •1. Интерференция волн
- •2 . Интерференция света
- •3. Интерференция в природе
- •4. Интерференция на тонкой пленке
- •Интерферометр
- •5. Дифракция волн и света
- •Дифракционная решетка
- •Поляризация волн
- •Поляризация света
- •7. Интенсивность волны
- •8. Двойное лучепреломление
- •9. Оптически активные вещества
- •10. Дисперсия света
- •XVIII. Квантовые свойства света
- •1. Двойственность (дуализм) природы света
- •2. Постулаты Бора
- •3.Энергетические уровни атома
- •4. Виды излучения
- •Правило Стокса по фотолюминесценции
- •Применение люминесцентного анализа
- •XIX.Лазеры
- •Свойства лазерного излучения
- •XX. Тепловое излучение
- •Основные характеристики теплового излучения.
- •Абсолютно черное тело
- •Закон Кирхгофа
- •Закон Стефана-Больцмана
- •Закон Вина
- •Формула Планка
- •Инфракрасное излучение (ик)
- •Ультрафиолетовое излучение (уф)
- •XXI. Рентгеновское излучение
- •Биологическое действие рентгеновского излучения.
- •XXII. Ядро атома. Радиоактивность Состав ядра
- •Ядерные силы
- •Модели атомных ядер
- •Энергия связи
- •Радиоактивность
- •Основной закон радиоактивности распада.
- •Виды распадов
- •XXIII. Дозы излучения
- •XXIV. Элементы квантовой механики
- •XXV. Бионика
- •Введение в лабораторный практикум
- •1. Подготовка к выполнению лабораторной работы
- •2. Понятия об измерении и погрешностях измерения
- •3. Погрешности прямых измерений
- •4. Элементы теории погрешностей
- •5. Порядок вычисления погрешностей прямого измерения
- •6. Точность вычисления
- •7.Правила построения графиков
- •8. Контрольные задания для построения графиков
- •9. Основные правила техники безопасности при работе в лабораториях физики
- •Заключение
- •Рекомендуемая литература
- •Краткий справочник по физике Фундаментальные константы
- •Система единиц Приставки Си
- •Механика Кинематика:
- •Уравнение состояния:
- •Броуновское движение:
- •Распределение в потенциальном поле:
- •Термодинамика:
- •Тепловой баланс:
- •Тепловое расширение:
- •Тепловые машины:
- •Электрические и электромагнитные явления Электростатика:
- •Электродинамика. Постоянный ток:
- •Законы электролиза:
- •Электромагнетизм
- •Пространственно-энергетический параметр
Ультразвук и инфразвук
Колебание и волны, частоты которых лежат выше области восприятия человеческим ухом называются ультразвуком. Для получения ультразвука используют механические и электрические генераторы. Для регистрации ультразвука применяют пьезоэлектрические преобразователи, в которых акустические колебания преобразуются в электрические.
Ультразвуковые волны по своей природе не отличаются от волн слышимого диапазона, и распространение ультразвука подчиняется законам, общим для всех акустических волн (законы отражения, преломления, рассеяния и т.д.) На границе воздух – ткань происходит практически полное отражение ультразвука. Некоторые животные, преимущественно ведущие ночной образ жизни, используют для эхолокации как звуки слышимого диапазона (козодои, стрижи – саланганы), так и ультразвук (летучие мыши и дельфины).
Акустические колебания с частотами ниже 16 Гц называются инфразвуком. Инфразвуки распространяются на очень большие расстояния. Обладая большой длиной волны, он огибает препятствия (деревья, здания), кроме того, он приводит в резонансные колебания твердые тела больших размеров (стены, дома, двери), которые сами становятся источниками инфразвука, от которого практически нет защиты.
Генераторами незатухающих инфразвуковых волн служат устройства подобные органным трубам или свисткам. Инфразвук не воспринимается человеческим ухом, т.к. вызываемые им колебания барабанной перепонки слишком медленные. Инфразвук оказывает отрицательное влияние на человека и животных: он вызывает недомогание, усталость, головные боли, нарушается координация движений и зрения, может вызвать также вынужденные колебания различных органов: печени и почек, и др. Под действием инфразвука резонансные колебания сердца могут привести к разрывам кровеносных сосудов. Инфразвук оказывает отрицательное воздействие на молокоотдачу и другие физиологические функции сельскохозяйственных животных.
9. Физические основы измерения звуковых колебаний вклинике (звуковые методы исследований)
Ряд процессов в организме (ритм дыхания, работа сердца) сопровождаются звуковыми явлениями.
Выслушивание звуков, возникающих внутри организма, составляет один из важнейших критериев клинического исследования и называется аускультацией. Прибором для этих целей служит фонендоскоп с двумя воронками разного диаметра для выслушивания сердца и легких. Путем резонанса воздушного столба в воронке происходит усиление звука. Другой способ исследования – перкуссия – это метод исследования путем простукивания по поверхности тела и анализа возникающих при этом звуков. Характер звуков зависит от плотности и упругости ткани, а так же от способа простукивания. Ткани и органы резонируют на звук выстукивания, причем усиливают тон, который соответствует их собственной частоте, а она зависит от плотности, объема и формы органа.
VI. Молекулярно – кинетическая теория (мкт)
МКТ - теория, которая рассматривает строение вещества, на основе представлений об атомах и молекулах.
1. Основные положения мкт:
все вещества состоят из атомов и молекул.
между всеми атомами и всеми молекулами одновременно действуют молекулярные силы взаимного притяжения и отталкивания.
все молекулы и атомы находятся в состоянии непрерывного теплового (молекулярного) движения.
Явления, подтверждающие эти положения:
-диффузия – хаотическое движение молекул или атомов
-Броуновское движение – это движение мельчайших твердых частиц, взвешенных в жидкости.
Такое движение - беспорядочное, т.к. на каждую частицу хаотически и неупорядоченно действуют движущиеся в жидкости молекулы.
За
единицу массы принята 1 атомная единица
массы, равная
массы изотопа углерода
.
Моль – количество вещества, содержащее столько же атомов или молекул, сколько их содержится в 0.012 кг изотопа .
Молярная масса – это молекулярный вес вещества, выраженный в кг. Обозначается - М.
