- •Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
- •Введение.
- •Лекция 1 механика. Акустика
- •1.1. Биофизика – как наука. Практические задачи. Методы исследования
- •1.2. Механическая работа животного. Эргометрия
- •1.3. Перегрузки и невесомость
- •1.4. Вестибулярный аппарат как инерциальная система ориентации
- •1.5. Свободные и вынужденные механические колебания
- •1.6. Природа звука и его физические характеристики
- •1.7. Физика слуха
- •1.8. Ультразвук и его применение в медицинских целях
- •1.9. Инфразвук. Вибрации
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы
- •Лекция 2 течение и свойства жидкостей
- •2.1 Вязкость жидкости. Уравнение Ньютона. Закон Пуазейля
- •2.2. Движение тел в вязкой жидкости. Закон Стокса
- •2.3. Клинический метод определения вязкости жидкости
- •2.4. Турбулентное течение. Число Рейнольдса
- •2.5. Поверхностное натяжение. Смачивание и несмачивание. Капиллярные явления
- •2.6. Эмболия
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы
- •Лекция 3 термодинамика. Физические процессы в биологических мембранах
- •3.1. Основные понятия термодинамики. Первое и второе начала термодинамики
- •3.2. Энтропия. Принцип минимума производства энергии
- •3.3. Организм как открытая система
- •3.4. Некоторые физические свойства и параметры мембран
- •3.5. Перенос молекул через мембраны. Уравнение Фика
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы
- •Лекция 4 электродинамика
- •4.1. Электрическое поле и его характеристики
- •4.2. Физические основы электрокардиографии
- •4.3. Электропроводимость биологических тканей и жидкостей при постоянном токе
- •4.4. Электрический ток в газах
- •4.5. Аэроионы и их лечебно-профилактическое действие
- •4.6. Магнитное поле и его характеристики
- •4.7. Магнитные свойства тканей организма. Биомагнетизм
- •4.8. Переменный электрический ток
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы
- •Лекция 5 оптика. Тепловое излучение
- •5.1. Природа света. Принцип Гюйгенса-Френеля.
- •5.2. Интерференция
- •5.3. Дифракция
- •5.4. Поляризация
- •5.5. Исследование биологических тканей в поляризованном свете
- •5.6. Оптическая система глаза
- •5.7. Тепловое излучение тел
- •5.8. Теплоотдача организма
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы
- •Лекция 6 физика атомов и молекул. Элементы квантовой биофизики
- •6.1. Гипотеза де Бройля
- •6.2. Строение атома. Постулаты Бора
- •6.3. Энергетические уровни атомов
- •6.4. Виды излучений
- •6.5. Люминесценция
- •6.6. Фотобиологические процессы
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы
- •Лекция 7 ионизирующие излучения. Основы дозиметрии
- •7.1. Рентгеновское излучение. Тормозное рентгеновское излучение
- •7.2. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом
- •7.3. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада
- •7.4. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом
- •7.5. Использование радионуклидов и нейтронов в медицине
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы
- •Библиографический список
- •Содержание
Вопросы для самоконтроля
Что называется термодинамической системой?
Какой термодинамические процесс называется обратимым?
Сформулируйте первое и второе начала термодинамики.
Что называется энтропией?
Свойства энтропии.
Поясните принцип минимума производства энтропии.
В каких случаях изменение внешних условий может привести к гибели организма?
Опишите строение мембран.
Как называется явление переноса массы вещества, и каким уравнение оно описывается?
Список литературы
Основная
Пронин, В.П. – Краткий курс физики/ В.П. Пронин. – Саратов. СГАУ. 2007 г., 200с.
Рогачев, Н.М. – Курс физики. Учебное пособие/ Н.М. Рогачев. – С.-Петербург: Издательство «Лань», 2010г.- 448с.
Телесин, Р.В. – Молекулярная физика: Учебное пособие 3-е издание/ Р.В. Телесин. – С.-Петербург: Издательство «Лань», 2009г.- 368с.
Основы физики и биофизики./ А.И. Журавлев [и др.] М.: Мир. 2005. – 384 с.
Термодинамика. Учебное пособие / И.П. Чернов, [и др.] – М.: «Высш. школа». - 2007. – 405 с.
Дополнительная
Белановский, А.С. Основы биофизики в ветеринарию/А.С. Белановский. – М.: Агропром–ИЗДАТ, 1989-271с.
Грабовский, Р.И. – Курс физики. 6-е изд./ Р.И. Грабовский – С.-Петербург: Издательство «Лань», 2002.- 608 с.
Медицинская и биологическая физика: Учеб. Для вузов/ А.Н. Ремизов [и др.] – 4-е изд., перераб. и дополн.. – М.: Дрофа, 2003. – 560 с.
Лекция 4 электродинамика
4.1. Электрическое поле и его характеристики
Вокруг заряженного тела существует электрическое поле (особый вид материи, существующий независимо от нашего понимания, посредством которого взаимодействуют электрические заряды) и если в него поместить малый положительный заряд q0 (пробный), то на него будет действовать сила F. Отношение Е = F/q называется напряженностью. Это силовая характеристика электрического поля.
Электрическое поле может быть изображено с помощью силовых линий – линий, в каждой точке которых касательная совпадает с вектором напряженности поля. Они начинаются на положительных зарядах, а заканчиваются на отрицательных.
Так поле одиночных точечных зарядов изобразится (рис.13).
Рисунок 13.
Если во всех точках напряженность поля одинакова, то поле называется однородным.
Таким образом, напряженность поля, создаваемого точечным зарядом Q в вакууме будет
,
где r – расстояние от заряда до точки, в которой определяется напряженность.
Она равна отношению силы, действующей на точечный положительный заряд, помещенный в какую-либо точку, к этому заряду и совпадает по направлению с силой.
За единицу измерений напряженности принята Н/Кл=В/м.
Число линий, пронизывающих некоторую поверхность S называется потоком вектора напряженности
,
где α – угол между направлением напряженности поля и нормалью к поверхности S (рис.14).
Рисунок 14.
Теорема Остроградского-Гаусса: поток вектора напряженности электрического поля сквозь любую замкнутую поверхность пропорционален сумме зарядов, находящихся внутри нее
.
Эта теорема представляет значительный практический интерес, так как позволяет просто определять напряженность полей, создаваемых заряженными телами различной формы.
Важное место в электростатике занимают дипольный заряд.
Дипольным зарядом (диполем) называется два равных по величине противоположных заряда расположенных на малом расстоянии друг от друга.
Он характеризуется моментом.
где ℓ - расстояние между зарядами.
Кроме напряженности, электрическое поле характеризуется другой величиной – потенциалом, которая является энергетическим параметром и определяется отношением работы по перемещению точечного положительного электрического заряда к величине этого заряда
.
Электрическое поле, так же как и гравитационное является потенциальным, то есть работа, совершаемая по перемещению заряда в нем не зависит от формы пути, а определяется разностью потенциалов между конечной и начальной точками и при перемещении по замкнутому контуру она равна нулю.
Если поле создается некоторой совокупностью электрических зарядов, то потенциал в любой точке определяется алгебраической суммой потенциалов создаваемых каждым зарядом, а напряженность поля равна геометрической сумме напряженностей. Это принцип суперпозиции (наложения) полей.
Кроме силовых, поле может быть изображено с помощью эквипотенциальных линий. Они ортогональны силовым. Например, наглядное представление однородного поля и поля дипольного заряда будет (рис.15),
Рисунок 15.
Поверхность, во всех точках которой потенциал одинаков, называется эквипотенциальной.
Поскольку напряженность и потенциал характеризуют один и тот же объект – электрическое поле, они связаны между собой (рис.16).
Рисунок 16.
.
Напряженность поля равна по величине и противоположна по направлению градиенту потенциала.