МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное АВТОНОМНОЕ образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Димитровградский инженерно–технологический институт – филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (ДИТИ НИЯУ МИФИ)

Лекции по дисциплине

«Медицинская и биологическая физика»

Работу выполнил студент 371 группы

Мостипан Сергей

Преподаватель:

Копанев Владислав Валерьевич

ВВЕДЕНИЕ

Медицинская биологическая физика – комплекс разделов прикладной физики и биофизики, в которых рассматриваются физические законы, явления природы и характеристики применительно к решению задач медико-биологического комплекса

Следует отметить также значение для медицины физики как теоретической основы медицинской техники – совокупность самых разнообразных приборов и аппаратов, применяемых в медицине.

К прикладной биофизике относится также весьма обширная область физических методов исследования функций организма, а применительно к медицине – физических методов диагностики заболеваний.

Механические колебания и волны

Колебаниями называются повторяющиеся движения или изменения состояния.

Всем колебаниям независимо от их природы присущи некоторые общие закономерности. В зависимости от характера взаимодействия колеблющийся системы с окружающими телами, различают колебания: свободные и вынужденные. Колебания распространяются в среде в виде волн

Свободные механические колебания

Свободными колебаниями называют такие колебания, которые совершаются без внешнего воздействия, за счёт первоначально полученной телом энергии. Характерными моделями таких колебаний является пружинный маятник (материальная точка на пружине)) и математический маятник (материальная точка на нерастянутой нити).

В этих примерах, колебания возникают за счёт первоначальной потенциальной энергии (отклонение материальной точки от положения равновесия и движения без начальной скорости), либо за счёт кинетической (телу сообщается скорость, в начальном положении равновесия), либо за счёт той и другой энергии.

Рассмотрим пружинный маятник

В положении равновесия, упругая система F1 уравновешивает силу тяжести mg.

Если растянуть пружину на расстояние х, то на материальную точку будет действовать большая сила упругости.

F=-kx (1), где k- коэффициент пропорциональности между силой и смещением, в данный момент – жестокость пружины показывает, что сила направлена в сторону положения равновесия

Математический маятник.

Он отклонён на небольшой угол α (Альфа), чтобы можно было считать траекторию движения точки прямой линии совпадении с траектории движения

На точку действует сила натяжения нити F_H .

F_c – сила сопротивления точек

Незатухающие колебания

Решением этого уравнения, является уравнение гармонических колебаний

1. Фаза колебаний;

2. Начальная фаза, при t=0;

3. Круговая чистота колебаний;

4. Амплитуда колебании.

Амплитудой и начальной фазой колебаний определяется начальными условиями движения (положение точки, при t=0)

Гармонические колебания – самый простой вид колебания

ω₀ – круговая частота колебаний, определяет частоту колебаний систем.

Чтобы найти скорость материальной точки при гармоническом колебании нужно взять производную выражения

По времени

Производная от скорости = ускорение