- •Колебания и волны. Звук. Ультразвук.
- •1.Колебания. Гармонические колебания. Характеристики колебаний: амплитуда, период, частота, циклическая частота, фаза.
- •2.Характеристики волновых процессов: фронт волны, луч, скорость волны, длина волны. Продольные и поперечные волны. Примеры.
- •3.Свободные и вынужденные колебания. Собственная частота колебаний системы. Явление резонанса. Примеры.
- •4. Физические и психофизические характеристики звука: интенсивность, акустическое давление, частота, громкость, высота тона, спектр, тембр. Их взаимное соответствие.
- •5. Особенности восприятия звука. Закон Вебера-Фехнера. Децибельная шкала громкости.
- •6. Звуковые методы исследования в медицине: перкуссия, аускультация. Фонокардиография.
- •7. Ультразвук. Получение и регистрация ультразвука на основе обратного и прямого пьезоэлектрического эффекта.
- •8. Взаимодействие ультразвука различной частоты и интенсивности с веществом. Применение ультразвука в медицине.
- •9. Ультразвуковые методы исследования (узи) в медицинской диагностике.
- •10. Эффект Доплера; его применение для измерения скорости кровотока и в эхокардиографии.
- •11. Ударная волна. Получение и использование ударных волн в медицине.
- •Электромагнитные колебания и волны.
- •12. Электрическое поле. Характеристики электрического поля: напряженность, разность потенциалов. Линии электрического поля.
- •13. Магнитное поле. Характеристики магнитного поля: индукция, поток индукции. Линии магнитного поля.
- •14. Взаимосвязь электрического и магнитного полей. Электромагнитная волна. Скорость электромагнитных волн.
- •15. Шкала электромагнитных волн. Классификация частотных интервалов, принятая в медицине.
- •18. Глубина проникновения неионизирующих магнитных излучений в биологическую среду. Ее зависимость от частоты. Методы защиты от электромагнитных излучений.
- •19. Физическая природа света. Волновые свойства света. Длина световой волны. Физические и психофизические характеристики света.
- •20. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение. Волоконная оптика, её применение в медицине.
- •21. Оптическая система глаза. Недостатки зрения, методы их коррекции.
- •22. Оптический микроскоп. Ход лучей в микроскопе. Полезное увеличение микроскопа.
- •23. Разрешающая способность и предел разрешения микроскопа. Пути повышения разрешающей способности.
- •24.Специальные методы микроскопии: метод темного поля, поляризационный, люминесцентный микроскоп.
- •Тепловое излучение.
- •25.Тепловое излучение. Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела. Квантовая гипотеза Макса Планка.
- •26. Законы теплового излучения.
- •28. Способы преобразования изображений.
- •30. Линейчатый спектр излучения атомов. Его объяснение в теории Нильса Бора.
- •31. Волновые свойства частиц. Гипотеза де-Бройля, её экспериментальное обоснование.
- •32. Электронный микроскоп. Принцип действия, разрешающая способность, применение в медицинских исследованиях.
- •33. Квантово-механическое объяснение структуры атомных и молекулярных спектров.
- •34. Люминесценция. Ее виды. Закон Стокса.
- •35. Применение люминесценции в медико-биологических исследованиях.
- •36. Фотоэлектрический эффект. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.
- •37. Свойства лазерного излучения. Их связь с квантовой структурой излучения.
- •38. Принцип работы лазера. Инверсная заселенность энергетических уровней. Возникновение фотонных лавин.
- •39. Применение лазеров в медицине.
- •40. Ядерный магнитный резонанс. Использование ямр в медицине (мрт).
- •41. Физические основы и диагностические возможности позитронно-эмиссионной томографии (пэт).
- •42. Рентгеновское излучение, его спектр. Тормозное и характеристическое излучение, их природа.
- •43. Способы получения рентгеновского излучения: рентгеновская трубка, бетатрон.
- •44. Применение рентгеновского излучения в диагностике. Рентгеноскопия. Рентгенография. Флюорография. Рентгеновская компьютерная томография (ркт).
- •45. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом: фотопоглощение, когерентное рассеяние, комптоновское рассеяние, образование пар. Вероятности этих процессов.
- •46. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Период полураспада. Единицы активности радиоактивных препаратов.
- •47. Виды радиоактивного распада: α-распад, β-распад. Характеристики радиоактивных излучений.
- •48. Закон ослабления ионизирующих излучений. Коэффициент линейного ослабления. Толщина слоя половинного ослабления.
- •49. Основы биологического действия ионизирующих излучений: ионизация молекул, образование свободных радикалов. Лучевая болезнь.
- •50. Получение и применение радиоактивных препаратов для диагностики и лечения
- •51. Методы регистрации ионизирующих излучений: счетчик Гейгера, сцинтилляционный датчик, ионизационная камера.
- •52. Дозиметрия. Понятие о поглощенной, экспозиционной и эквивалентной дозе и их мощности. Единицы их измерения. Внесистемная единица – рентген.
- •53. Общая характеристика системы кровообращения. Скорость движения крови в сосудах. Ударный объем крови. Работа и мощность сердца.
- •54. Уравнение Пуазейля. Понятие о гидравлическом сопротивлении кровеносных сосудов и способах воздействия на него.
- •55. Ламинарное и турбулентное движение жидкости. Число Рейнольдса.
- •56. Пульсовая волна и скорость ее распространения. Формула Моенса-Кортевега.
- •57. Внутреннее трение в жидкости. Уравнение Ньютона. Вязкость крови. Основные факторы, влияющие на вязкость крови в организме.
- •59. Типы кровеносных сосудов, их функции. Характер движения крови в сосудах различного типа.
- •60. Общая характеристика опорно-двигательного аппарата (ода). Число степеней свободы суставов и ода.
- •61. Особенности работы мышц в сочленениях с костями.
- •62. Виды деформации. Закон Гука. Коэффициент жесткости. Модуль упругости. Особые свойства костных тканей.
- •63. Механика мышечного сокращения. Саркомеры. Взаимодействие актиновых и миозиновых нитей. Строение мышечных волокон.
- •64. Кпд мышечных сокращений.
- •65. Изотонический режим работы мышц. Уравнение Хилла. Изометрический режим. Статическая работа мышц.
- •66. Второй закон механики Ньютона. Его применение для анализа травматизма. Способы увеличения продолжительности удара.
- •67. Строение и модели клеточных мембран.
- •68. Физические свойства биологических мембран.
- •69. Функции клеточной или плазматической мембраны
- •70. Ионный состав цитоплазмы и межклеточной жидкости. Проницаемость клеточной мембраны для различных ионов. Разность потенциалов на мембране клетки.
- •71. Потенциал покоя клетки. Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца.
- •72. Возбудимость клеток и тканей. Методы возбуждения. Закон «всё или ничего».
- •73. Потенциал действия: графический вид и характеристики, механизмы возникновения и развития.
- •74. Потенциал - зависимые ионные каналы: строение, свойства, функционирование.
- •75. Механизм и скорость распространения потенциала действия по безмякотному нервному волокну.
- •76. Механизм и скорость распространения потенциала действия по миелинизированному нервному волокну.
- •77. Особенности светового и звукового восприятия. Закон Вебера-Фехнера.
- •78. Основные характеристики слухового анализатора. Механизмы слуховой рецепции.
- •79. Основные характеристики зрительного анализатора. Механизмы зрительной рецепции.
7. Ультразвук. Получение и регистрация ультразвука на основе обратного и прямого пьезоэлектрического эффекта.
Ультразвук - упругие волны высокой частоты. Человеческое ухо воспринимает распространяющиеся в среде упругие волны частотой приблизительно до 16 000 колебаний в секунду (Гц). Обычно ультразвуковым диапазоном считают полосу частот от 20 000 до нескольких миллиардов герц. Хотя о существовании ультразвука ученым было известно давно, практическое использование его в науке, технике и промышленности началось сравнительно недавно. Сейчас ультразвук широко применяется в различных физических и технологических методах. По скорости распространения звука в среде судят о ее физических характеристиках. Измерения скорости на ультразвуковых частотах производятся с очень большой точностью; вследствие этого с весьма малыми погрешностями определяются, например, адиабатические характеристики быстропротекающих процессов, значения удельной теплоемкости газов, упругие постоянные твердых тел.
Способы получения ультразвука:
1. магнитострикционный (получают ультразвук до 200кГц). Магнитострикция – это изменение формы и объёма ферромагнетика (железо, его сплавы с никелем) при помещении его в переменное магнитное поле. Переменное магнитное поле – это поле, вектор магнитной индукции которого изменяется во времени по гармоническому закону, т.е. изменение указанного параметра характеризуется определённой частотой. Это поле действует как вынуждающая сила, заставляющая стержень из железа сжиматься и растягиваться в зависимости от изменения величины магнитной индукции во времени. Частота сжатий и растяжений будет определяться частотой переменного магнитного поля. При этом в воздухе у концов стержня возникают деформации сжатия, которые распространяются в виде УЗ – волн.
2. обратный пьезоэлектрический эффект (получают ультразвук более 200кГц). Пьезоэлектрики – вещества кристаллического строения, имеющие пьезоэлектрическую ось, то есть направление, в котором они легко деформируются (кварц, сегнетова соль, титанат бария и др.) Когда такие вещества помещают в переменное электрическое поле (по гармоническому закону колеблется напряжённость электрического поля), пьезоэлектрики начинают сжиматься и растягиваться вдоль пьезоэлектрической оси с частотой переменного электрического поля. При этом вокруг кристалла возникают механические возмущения – деформации сжатия и разряжения, которые распространяются в виде УЗ-волн. В достижении нужной амплитуды играют роль резонансные явления.
Эффект назван обратным, поскольку исторически раньше был открыт прямой пьезоэлектрический эффект – явление возникновения переменного электрического поля при деформации пьезоэлектриков.
Наличие прямого и обратного пьезоэлектрического эффекта очень важно для работы УЗ- диагностических приборов. Для того чтобы направить УЗ-волну на тело пациента, необходимо получить её, что делают с помощью обратного пьезоэлектрического эффекта. Для того чтобы зарегистрировать и визуализировать отражённую УЗ-волну, необходимо её превратить в электрическое поле, чего достигают с помощью прямого пьезоэлектрического эффекта.