Є.Я Швець, О.Ю.Небеснюк, З.А.Ніконова, А.О.Ніконова. Біофізика

ЗМІСТ

АНОТАЦІЯ ДИСЦИПЛІНИ…......………………………………………………….8

МОДУЛЬНА СТРУКТУРА ДИСЦИПЛІНИ …………………………………...10

Модуль 1 біомеханіка, коливання, ультразвук………………..11 Тема I Деякі питання біомеханіки.....………….................................................... 11

1.1 Зчленування і важелі в опорно-руховому апараті людини………………... ….11

1.2 Механічна робота людини. Ергометрія..…………………………... …………...14

1.3 Перевантаження і невагомість …………………………………………………..17

1.4 Вестибулярний апарат ……………………………………………………………23

1.4.1 Будова……………………………………………………………………….24

1.4.2 Синдром захитування………………………………………………………27

1.4.3 Профілактика ……………………………………………………………...28

1.4.4 Лікування та реабілітація………………………………………………….30

1.4.5 Хірургічне лікування………………………………………………………30

1.4.6 Вестибулярна адаптація…………………………………………………...30

1.4.7 Лікарська терапія…………………………………………………………...31

1.4.8 Що з нами відбувається……………………………………………………32

1.4.9 Вестибулярний апарат як інерційна система орієнтації…………………33

Тема ІІ Прикладні питання фізики (медична фізика)………………………....37

2.1 Коливання, хвилі, звук37

2.1.1 Використання звукових методів у діагностиці 48

2.1.2 Властивості ультразвукових хвиль ….............50

2.2 Повний опір тканин організму. Реографія……………………………...52

Тема ІІІ Гемодинаміка…55

3.1 Фізичні основи геодинаміки……………………………………………..55

ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ ПЕРШОГО МОДУЛЯ…………………………...70

РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНА РОБОТА ……………………………………...91

Перелік питань до тестового контролю 1 модуля...………………………….108

МОДУЛЬ 2 ДІАГНОСТИЧНІ ЕЛЕКТРОННІ СИСТЕМИ. ОПТИКА.

МЕМБРАНИ ………………………………………………………………………125

Тема IV Діагностичні електронні системи

4.1 Медична електроніка 125

4.1.1 Діагностичні електронні системи 1Error: Reference source not found5

Тема V Оптика

5.1 Геометрична оптика. Фотометрія. Фотоефект145

5.1.1 Закони віддзеркалення 146

5.1.2 Законы заломлення…………………………………………………….147

5.1.3 Лінзи .149

5.1.4 Мікроскоп 155

5.1.5 Оптична система ока 158

5.1.6 Недоліки оптичної системи ока і їх усунення 160

5.1.7 Фотометрія. Фотоефект 161

5.1.8 Фотоефект 164

5.2 Хвильова оптика171

5.2.1 Дозволяюча здатність оптичних систем 179

5.2.2 Способи зменшення межі дозволу 183

5.2.3 Електронний мікроскоп 185

5.2.4 Поляризація світла 189

5.2.5 Властивості звичайного та незвичайного променів 192

5.2.6 Способи отримання поляризованого світла 194

Тема vі Мембрани

6.1 Структурні основи функціювання мембран199

6.2 Електрогенез біопотенціалів209

6.3 Активно-збудливі середовища217

6.4 Біофізика м'язового скорочення226

ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ ДРУГОГО МОДУЛЯ…………………………...237

КОНТРОЛЬНА РОБОТА ……………………………………………………….272

Перелік контрольних питань до 2 модуля………..………………………….290

Література..………………………………………………………………………..305

Біофізика – це область науки, що використовує комплекс теоретичних і експериментальних методів фізики та фізичної хімії для вивчення біологічних об'єктів. Оскільки жива матерія набагато складніша за неживу, не дивно, що для успішної роботи в різних областях біофізики – молекулярній біофізиці, біофізиці мембран, біофізиці складних систем – необхідні глибокі пізнання у фізиці та фізичній хімії, уміння використовувати математичний апарат і пізнання теорії інформації.

Шляхи в біофізику можуть і повинні бути різними. Так Пастер, перш ніж зайнятися мікроорганізмами, вивчав кристалічні решітки, Юнг, чиє ім'я пов'язано з явищем інтерференції і дослідженням пружності, був лікарем.

Завдання біофізики в пізнанні явищ життя. Вона заснована на загальних принципах фізики, а також вивчає атомно-молекулярну структуру речовин. Більшість процесів в живому організмі можна описати за допомогою фізичних процесів. Так, наприклад, кровообіг – гідродинаміка, дихання – аеродинаміка, робота серця – механіка, тепловіддача організму – термодинаміка, рух крові по судинах – закони коливання хвиль, випаровування – фазовий перехід першого роду, генерація біопотенціалів – теорія електрики і т.п. Більшість діагностичних показників стану організму теж мають фізичну природу. Наприклад, такий діагностичний показник, як тиск крові – це механічна величина, для її вимірювання використовують тонометр, а для вимірювання температури тіла застосовують термометр, робота якого заснована на фізичному явищі – розширенні рідини. Більшість терапевтичних методів заснована на застосуванні фізичних чинників: електричних і магнітних полів, імпульсних струмів, різного виду випромінювань.

Пінцети, електроди, протези, пов'язки – ці матеріали працюють в умовах зовнішнього середовища або усередині біологічної тканини. Щоб правильно застосовувати ці матеріали, необхідно знати їх фізичні властивості, тому вивчення біофізики невід'ємно пов'язане з вивченням фізичних принципів і законів. За таким планом і побудовано матеріал посібника.