Физика в медицинском вузе. Учебно-методическое пособие

81

Приложение 6. Ответы

Механические колебания и волны. Акустика

22.F = s2Iρv 26. I =1015 I0 =1кВт/ м2 ; p = 2ρvI ≈ 937Па; А= π1v 2ρI v ≈3,4*10−4 м

27.2,8*103Па 30.Увеличивается в 27,7 раз 43.

≈ 3,3*10−17 Вт/ см2 46. 108 48. 17 м ÷21,4 м 49. 1 км 50. 100 56. 17π 57.

Коэффициент отражения ультразвука при нормальном падении волны на границу раздела двух сред рассчитывают по формуле: r = [(Z2 − Z1 )/(Z2 + Z1 )]2 , где Z1 и Z2 – волновые сопротивления сред. Учитывая, что ультразвук переходит из воздуха в

ультразвуковой головки в воздушную прослойку, а из нее в ткань (воду) - β = 0,12% .

При наличии масла волна из ультразвуковой головки попадает в масло, а из него – в

ткань - β = 98% 70. 3,85 см 72. 0,2 м/с 75. A = 2,28*10−8 м76. ≈ 8,5кДж77. В

10,7 раза 78. ≈ 0,4см

88. ≈ 2,9мм/ч 89. Различие в коэффициентах внутреннего трения обусловлено тем, что около 44% от общего объема крови составляют форменные элементы: эритроциты, лейкоциты, тромбоциты 92. 5 м Па*с 93. 4,3*105 Па 94. 1,5*109 Па

95. 25,5Па*с/ м3 104. 26*10-5 м2 105. 3,14103 кг 106. 35,6*103 Н 107. 3 мм

108. 5 кПа 119. Возрастает в 9 раз 113. Уменьшится в 9 раз 115. Увеличится в 5раз

82

кровотоку ( Z = π8Rηl4 ) по мере удаления от сердца и уменьшения сечения отдельных

сосудов-капилляров 154.0,34м/ с;≈1,1раза 162. ≈1Дж 164. ≈ 3,5Вт165. На 0,24

Дж 166. На 0,22 Дж 167. 1 Дж; ≈3,3Вт168. 87Н, 67Н 169. ≈ 6 170. ≈1%

воспламенение смеси может произойти 189. 27 190. 58 мВ 193. В 40 раз

потенциалов двух точек, равноудаленных от диполя – источника поля) следует

(около 15 мА). б) находим общее сопротивление параллельного соединения

I1 = 2,2мА; I2 = 220мА. В первом случае ток превышает порог ощутимого тока, но не достигает порога неотпускающего тока. Во втором случае ток существенно

повышает порог неотпускающего тока. 242. 50В 244. 0,05 246. 110 Ом

247. ≈ 3*10−4 мА 248. ≈ 3,1К 249. 5*10−4К 251. 0,85 мГн 252. 320 253. 58-128пФ 255. 102 Ом/Гн

наилучшего зрения 270. 1,5 м; 17,2 м 271. 0,7*106 272. 55,8*1012 279. 300

Верхняя часть очков – простое стекло, нижняя – линза с оптической силой 2,75 дптр

296. -2,66 дптр 300. 15 м 302. а) 0,3 мкм; б) 0,19 мкм 303. а) 213 нм; б) 295 нм

325. 0,7 К 326. 895,4 Вт 327. 3 0С 328. 2,1 * 10-2 Дж 329. 153,3 кДж 330. 337 г

331. 9,7*10 6 Дж 332. 3,2 Дж 333. В процессе совершения работы мышца сокращается, что вызывает дополнительное выделение теплоты, которая состоит из теплоты активации, представляющей тепловой эффект химических процессов, приводящих мышцу в возбужденное состояние, и теплоты укорочения. 334. 1944кДж 335. 1 0С 336. 9,6 мкм 337. В атмосферном воздухе содержится около 21% кислорода и 0,03% углекислого газа. Следовательно, из каждых 100 мл воздуха, прошедших через легкие человека, организмом поглощается 21-15=6 мл О2. При этом выделяется 5 мл СО2. Минутный объем дыхания человека равен 60 л:10=6л. Для расчета количества кислорода, поглощаемого человеком за минуту, составляем пропорцию: из 100 мл воздуха потребляется 6 мл О2, из 6000мл – х,

следовательно, х=360 мл О2. Дыхательный коэффициент определяем, исходя из данных задачи, ДК=СО2/О2= 5/6=0,83. Калориметрический коэффициент при данном дыхательном коэффициенте равен 20,26 кДж. Расход энергии человека в минуту в состоянии мышечного покоя составляет 0,360*20,26=7,29 кДж. За 10 минут энергетический расход составляет 72,9 кДж 338. 4,1л О2 339. 854 кДж 340. 1530С

Квантовая физика. Ионизирующее излучение

351. а) 0,194 нм; б) находим скорость электрона с учетом релятивистского

358. 0,52 359. 1% 360. 0,83 361. 1280 л/(Моль*см) 363. 0,67; 0,18 364. 1 мкм,

50мкм 365. а) 12,9*10-20 Дж; б) 10,5*10-20Дж 367. В 9,3 раза 370. ≈88 кОм

378. 0,035 мм-1 379. Массовый коэффициент ослабления больше в 354 раза у сульфата бария 381. Нельзя, так как сопротивление линии примерно в два раза

больше допустимого 382. 1,8*10-3К 383. Атомный состав кости значительно отличается от атомного состава воздуха и мягкой ткани, поэтому в костной ткани поглощается значительно большая часть энергии.

84

Приложение 7. Глоссарий

Абляция – быстрое взрывное удаление вещества под действием мощного импульсного лазерного излучения без обугливания тканей.

Аккомодация – способность здорового глаза человека приспосабливаться к четкому видению различно удаленных предметов (за счет изменения кривизны хрусталика, т.е. изменения фокусного расстояния глаза).

Амплипульстерапия – метод электролечения, при котором на больного воздействуют переменными синусоидальными модулированными токами малой силы. Они сочетают в себе достоинства токов высокой и низкой частоты.

Апекскардиография (АКГ) – метод графической регистрации низкочастотных колебаний грудной клетки в области верхушечного толчка, вызванных работой сердца.

Апертурный угол (угловая апертура) – угол между крайними лучами конического светового пучка, входящего в оптическую систему микроскопа.

Астигматизм – монохроматическая аберрация, заключающаяся в том, что изображение точки имеет вид пятна эллиптической формы, которое при определенных положениях плоскости преобразуется в отрезок.

Атеросклероз – хроническое заболевание артерий эластического и мышечноэластического типа, возникающее вследствие нарушения липидного обмена и сопровождающееся отложением холестерина и некоторых фракций липопротеидов в интиме сосудов.

Аудиограмма – график, отражающий зависимость слухового восприятия частоты звука от его интенсивности.

Аудиометрия – метод измерения остроты слуха, осуществляемый с помощью специального прибора аудиометра путем построения аудиограммы (кривые, отражающие зависимость порога восприятия от частоты звукового тона).

Аускультация – звуковой метод исследования, заключающийся в непосредственном выслушивании возникающих внутри организма звуков.

Аэрозольтерапия – применение с лечебной и профилактической целями лекарственных веществ в виде аэрозолей или электроаэрозолей.

Аэроионотерапия – метод лечебно-профилактического воздействия на организм ионизированным воздухом (аэроионами).

Баллистокардиография (БКГ) – метод исследования механических проявлений сердечной деятельности, который основан на регистрации пульсовых микроперемещений тела, обусловленных выбрасыванием толчков крови из желудочков сердца в крупные сосуды.

Бальнеотерапия – совокупность методов лечения, профилактики и реабилитации больных, основанных на использовании естественных (природных) или искусственно приготовленных минеральных вод.

Биопотенциал (биоэлектрический потенциал) – разность потенциалов между двумя точками живой ткани, определяющая ее биоэлектрическую активность.

Биофокальные очки – очки, у которых верхняя часть каждого стекла предназначена для зрения вдаль, а нижняя – для чтения или рассматривания предметов на близком расстоянии.

Водолечение – использование воды в целях лечения, профилактики и реабилитации больных.

Высокочастотная электротерапия – применение с лечебно-профилактическими целями переменных электрических токов, электрических, магнитных и

85

электромагнитных полей с частотой от десятков кГц до тысяч МГц, то есть находящихся в диапазоне радиоволн.

Высота звука – характеристика слухового восприятия, позволяющая распределить звуки по шкале частот от низких до высоких звуков. Зависит от частоты, величины звукового давления в форме волны.

Гальванизация – физиотерапевтический метод, основанный на пропускании через ткани организма постоянного электрического тока малой силы (до 50 мА) и низкого напряжения (до 80 В).

Гидротерапия – наружное использование пресной воды в чистом виде с добавлением различных веществ в целях лечения, профилактики и медицинской реалибитации (гидротерапевтические методики: обтирание, обливание, укатывание, души, ванны, кишечные промывания).

Гипертонический раствор – раствор 3-5-10% NaCl, применяются внутривенно и наружно.

Громкость – характеристика слухового восприятия человеком интенсивности звука. Она зависит от уровня звукового давления и частоты. В большей части диапазона слышимости утроение звукового давления, составляющее величину около 10 дБ, приводит к удвоению громкости.

Дарсонвализация – метод электролечения, основанный на использовании переменного импульсного тока высокой частоты (50-110 кГц), высокого напряжения (до 25 кВ) и малой силы (0,02 мА), модулированного короткими импульсами (50-100 мкс) колоколообразной формы с частотой модуляции 50 Гц. Метод был предложен в 1892 г. французским физиологом и физиком Д'Арсонвалем.

Дефибриллятор – прибор для восстановления сокращений остановившегося или фибриллирующего сердца при помощи электрического раздражения.

Дециметроволновая и сантиметроволновая терапия (СВЧ-терапия –

микроволновая или сверхвысокочастотная терапия – лечебный метод, при котором на организм больно воздействуют электромагнитными колебаниями сверхвысокой частоты).

Диадинамотерапия – метод электролечения, при котором на организм больного воздействуют низкочастотными полусинусоидальной формы импульсными токами (частотами 50 и 100 Гц), подводимыми к организму раздельно, в различных комбинациях и в прерывистом режиме.

Динамокардиография (ДКГ) – метод оценки перемещения центра тяжести грудной клетки. Динамокардиограф позволяет регистрировать силы, действующие со стороны грудной клетки человека.

Заземление – преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки электрической сети, электроустановки или оборудования, с заземляющим устройством.

Зануление – преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей электроустановок, не находящихся в нормальном состоянии под напряжением, с глухозаземленной нейтральной точкой генератора или трансформатора, в сетях трехфазного тока; с глухозаземленным выводом источника однофазного тока; с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

Звук – волновое движение в упругой среде, в диапазоне частот, воспринимаемых ухом человека.

86

Зрительная адаптация глаза – способность нормального глаза человека приспосабливаться к различным яркостям.

Изотонический раствор – 0,9 % раствор NaCl, изотоничен плазме крови человека. Импеданс тканей организма – сопротивление тканей организма, определяемое

активным и емкостным сопротивлением.

Импульсная электротерапия – метод нейротропной терапии, в основе которого лежит воздействие на центральную нервную систему пациента постоянным импульсным током низкой частоты (1-160 Гц), малой силы (до 10 мА), с длительностью импульсов от 0,2 до 2 мс.

Индуктотермия – метод лечебного применения переменного магнитного поля высокой частоты (13,56 МГц).

Интенсивность – поток энергии через площадку, передаваемый колебательными смещениями среды (Вт/м2).

Интерференцтерапия – метод электролечения, при котором воздействуют двумя (или более) переменными токами средних частот, подводимых к телу пациента с помощью двух (или более) пар электродов таким образом, чтобы они могли между собой взаимодействовать (интерферировать) Он был разработан и впервые реализован австрийским ученым Г.Немеком в 1949г.

Инъекция – способ введения в организм растворов (лекарственных средств) с помощью шприца и пустотелой иглы или впрыскиванием под высоким давлением (безыгольная инъекция).

Ионофорезе – введении лекарственных веществ (ионов) в тело человека под действием электрического тока.

Калориметрия (биоколориметрия) – совокупность методов измерения количества теплоты, выделяющейся или поглощаемой при протекании различных физических или химических процессов; группа методов измерения тепловых эффектов, сопровождающих процессы жизнедеятельности.

Кинетокардиография (ККГ) – метод регистрации низкочастотных вибраций стенки грудной клетки, обусловленных сердечной деятельностью.

Коэффициент поглощения – величина, равная отношению потока излучения, поглощенного данным телом, к потоку излучения, упавшего на него.

Кривые равной громкости – графики зависимости уровня интенсивности от частоты звука при постоянном уровне громкости. Нижняя кривая – порог слышимости, верхняя кривая – порог болевого ощущения.

Лазертерапия – использование с лечебно-профилактическими целями низкоэнергетического лазерного излучения.

Лечебный электрофорез – физиотерапевтический метод, основанный на введении лекарственного вещества через кожу или слизистые оболочки под действием постоянного тока.

Магнитотерапия – применение в лечебных целях постоянного, низкочастотного переменного и импульсного магнитных полей.

Миллиметроволновая терапия (ММВ-терапия) и крайне высокочастотная терапия (КВЧ-терапия) представляют собой воздействие на организм с лечебнопрофилактическими целями электромагнитными волнами миллиметрового диапазона (частота от 30000 до 300000 МГц или от 30 до 300 ГГц, длина волны от

10 до 1 мм).

Наименьший угол зрения – угол зрения, при котором человеческий глаз еще различает две точки предмета по раздельности.

87

Объемная скорость кровотока (Q) – величина, равная произведению линейной скорости кровотока (Vл) и площади поперечного сечения сосуда.

Оптическая сила глаза (рефракция) – преломляющая сила глаза, выраженная в дптр (1 дптр – преломляющая сила стекла с фокусным расстоянием 100 см). При нормальном зрении оптическая сила глаза равна 63дптр.

Оптическая сила линзы (D) – величина, обратная фокусному расстоянию (F) собирающей (+) или рассеивающей (-) линзы:D = ± 1F .

Острота зрения – величина, обратная наименьшему углу зрения (в угловых минутах). Для нормального глаза острота зрения равна единице.

Осмотическое давление – избыточное гидростатическое давление на раствор, отделённый от чистого растворителя полупроницаемой мембраной, при котором прекращается диффузия растворителя через мембрану. Это давление стремится уравнять концентрации обоих растворов вследствие встречной диффузии молекул растворённого вещества и растворителя. Осмотическое давление может привести к разрыву клеточной мембраны. Чем больше концентрация вещества в растворе, тем больше создаваемое им осмотическое давление.

Офтальмоскопия глаза – осмотр глазного дна с помощью специальных инструментов (офтальмоскопа или фундус-линзы), позволяющий оценить сетчатку глаза, диск зрительного нерва, сосуды глазного дна; определить различную патологию: места разрывов сетчатки и их количество; выявить истонченные участки, которые могут привести к возникновению новых очагов болезни и т.п.

Перкуссия – звуковой метод исследования внутренних органов по средствам постукивания (с помощью пальцев или специального молоточка) по поверхности тела и анализа соответствующих возникающих звуков.

Поляриметрия – метод, используемый для качественного или количественного анализа веществ с помощью поляриметров - приборов для измерения величины вращения плоскости поляризации при прохождении поляризованного света через оптически активное вещество.

Поляроид – название синтетической пластиковой плёнки, используемой для поляризации света. Обычный свет превращается в плоскополяризированный, проходя через пластинки, сделанные из материала, называемого поляроидом.

Порог болевого ощущения – величина звукового давления (интенсивности звука), при котором человек перестает слышать, а в слуховом органе возникают ощущение давления или боли (что связано, в частности, с достижением предела растяжимости барабанной перепонки). Превышение данного порога приводит к акустической травме.

Порог слышимости – минимальная величина звукового давления (интенсивности звука), при которой звук данной частоты может быть ещё воспринят ухом человека. Он зависит от частоты звука; от возраста, физиологического состояния человека.

Порог неотпускающего тока – индивидуальная минимальная сила тока, вызывающая такое сгибание сустава, при котором человек не может самостоятельно освободиться от проводника с данным током.

Порог ощутимого тока – индивидуальная минимальная сила тока, раздражающее действие которого ощущает человек.

Потеря слуха – повышение порога слышимости в данном ухе на данной частоте относительно нормального порога (в дБ).

88

Поток излучения – энергия, которую излучает все тело за единицу времени (Вт). Предел разрешения глаза – наименьшее расстояние между двумя точками предмета, рассматриваемого с расстояния наилучшего зрения, при котором они различимы как отдельные объекты (предел разрешения нормального глаза

взрослого человека составляет примерно 75 мкм).

Предел разрешения микроскопа – наименьшее расстояние между двумя точками предмета, когда эти точки различимы, т.е. воспринимаются в микроскопе как две точки.

Пульсовая волна – распространяющаяся по аорте или артериям волна повышенного (над атмосферным) давления, которая вызвана выбросом крови из левого желудочка в период систолы.

Разрешающая способность глаза – способность человеческого глаза различать две близкие точки предмета раздельно.

Разрешающая способность микроскопа – способность микроскопа давать раздельные изображения мелких деталей рассматриваемого предмета.

Расстояние наилучшего зрения – 25см – расстояние от предмета до глаза здорового взрослого человека, при котором глаз аккомодирует без напряжения.

Рентгенодиагностика – диагностический метод, основанный на просвечивании тела рентгеновскими лучами.

Рентгенолюминесценция – свечение ряда веществ при рентгеновском облучении. Реография – диагностический метод, основанный на регистрации изменения

импеданса тканей в процессе сердечной деятельности.

Светолечение (фототерапия) – применение с лечебным и профилактическими целями электромагнитных колебаний оптического диапазона, включающих три вида излучения: инфракрасное, видимое и ультрафиолетовое.

Систола – одно из состояний сердечной мышцы при сердцебиении, а именно сокращение левого и правого желудочков и выброс крови в аорту из левого желудочка и в лёгочный ствол из правого желудочка.

Спектральная плотность энергетической светимости (испускательная способность) – величина, равная отношению энергетической светимости в узком участке спектра к ширине этого участка; - величина энергии, излучаемой за

единицу времени с единичной поверхности в интервале длин волн шириной 1 м (Вт/м3).

Спектроскопия – разделы физики и аналитической химии, посвящённые изучению спектров взаимодействия излучения с веществом.

Стетоскоп – прибор для выслушивания шумов внутренних органов: лёгких, бронхов, сердца, сосудов, кишечника и др. Представляет собой трубку в виде тонкого полого цилиндра с вогнутой раковиной для уха.

Сфероцитоз – заболевание крови человека, при котором наблюдается сферическая форма его эритроцитов.

Теплолечение – применение с лечебными целями нагретых сред, обладающих высокой теплоемкостью, низкой теплопроводностью и высокой теплоудерживающей способностью.

Термография – диагностический метод, основанный на регистрации различия теплового излучения здоровых и больных органов, обусловленного небольшим отличием их температур.

Томография – диагностический метод послойного исследования внутренней структуры объекта посредством его многократного просвечивания в различных пересекающихся направлениях.

89

Тугоухость – стойкое снижение чувствительности к различным тонам и шепотной речи (существует 4 степени тугоухости).

Угол зрения – угол между лучами, идущими от крайних точек предмета через узловую точку (оптический центр глаза).

Ударный объем крови – объем крови, выбрасываемые желудочком сердца за одну систолу (50-70мл).

Ультравысокочастотная терапия (УВЧ-терапия) – воздействие на организм энергии электромагнитных колебаний ультравысокой частоты (40,68МГц и

27,12МГц).

Ультратонотерапия – физиотерапевтический метод, основанный на применении высокочастотного (22кГц) переменного синусоидального тока высокого напряжения (3-5кВ) мощностью от 1 до 10 Вт.

Ультрафонофорез лекарственных веществ – сочетанное воздействие на определенные участки тела больного ультразвуком и нанесенным на кожу или слизистые лекарственным веществом.

Фибрилляция сердца – состояние сердца, при котором отдельные группы мышечных волокон сердечной мышцы сокращаются разрозненно и нескоординированно, вследствие чего сердце теряет способность совершать согласованные сокращения, что приводит к неэффективности работы этого органа Флюктуоризация – воздействие с лечебной целью синусоидальным переменным током малой силы и низкого напряжения, беспорядочно меняющимся по амплитуде и частоте в пределах 100-2000 Гц. Использование этого тока было

предложено в 1964 г. А.Р.Рубиным.

Фонокардиография – звуковой метод исследования, заключающийся в графической регистрации тонов и шумов сердца с помощью фонокардиографа и их диагностической интерпретации.

Чрескожная электрическая стимуляция (короткоимпульсной электроанальгезией)

– воздействие на болевой участок тела очень короткими (0,1-0,5 мс) импульсами тока частотой от 10 до 120 Гц.

Электрография – регистрация биопотенциалов тканей и органов. Электрокардиография (ЭКГ) – регистрация биопотенциалов, возникающих в

сердечной мышце при ее возбуждении.

Электролечение – методы, в которых используется действие электрических токов, электрических, магнитных и электромагнитных полей различных характеристик на организм человека.

Электромиография (ЭМГ) – регистрация биоэлектрических активности мышц. Электроретинография (ЭРГ) – регистрация биопотенциалов сетчатки глаза,

возникающих в результате воздействия на глаз.

Электростатический душ – система из двух электродов, соединенных с источником высокого постоянного напряжения (5 – 50 кВ), один электрод прибора заземляют, второй электрод, представляющий систему острий, располагают над головой пациента.

Электростимуляция – применение электрического тока с целью возбуждения или усиления деятельности определенных органов и систем.

Электроэнцефалография (ЭЭГ) – регистрация биоэлектрической активности головного мозга.

Энергетическая светимость (излучательность) – энергия теплового излучения,

испускаемая с единичной поверхности нагретого тела за единицу времени (Вт/м2).

90