Разное / Всякое / Физикка / Шпора / Шпора2

Билет19

Источником электромагнитной энергии является концентрационный элемент. Потенциал покоя определяется более высокой проницаемостью плазмолеммы кардиомиоцита(сарколеммы) для иона К. Возникновение ПД обусловлено открыванием натриевых каналов в сарколемме, а также кальциевые каналы. Возбуждение распространяется по сердцу без декремента. Для типичных миокардиальных волокон(ТМВ), образующих основную массу сердечной мышцы. В ней стабильный уровень ПП. Он обусловлен выходом ионов из кардиомиоцита в интерстиций при отставании от них высокомолекулярных анионов. Решая уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца можно рассчитать величину ПП: ПП= ln=ln= -90 мВ. При возбуждении в сарколемме открываются потенциалзависимые натриевые каналы, что обуславливает входящий катионный ток, приводящий к деполяризации. Вместе с тем характерные особенности возбуждения кардиомиоцита проявляются в его реполяризации. В желудочковых кардиомиоцитах подразделяется на 3 части:1)начальную быструю реполяризацию(закрытие h- ворот натриевых каналов, и открытием калиевых каналов. Калиевый ток в фазу НРБ называется транзиторным выходящим током(). Вскоре после его возникновения открываются d-ворота кальциевых каналов, обладающих еще большей инерцией, чем калиевые каналы. Входящий кальциевый ток()компенсирует выходящий калиевый. 2) «плато» (тонкий баланс и поддерживает мембранный потенциал на довольно стабильном уровне в течении 200-300 мс. 3)конечную быструю реполяризацию(закрываются f-ворота кальциевых каналов, и тогда вновь как и в НБР доминирует выходящий калиевый ток. При ишемии миокарда ПП кардиомиоцитов падает до -50 мВ. При понижении ионов К в миоплазме. Электрическая активность атипичных волокнах миокарда (АТВМ) представляет собой непрерывное колебание мембранного потенциала. По достижении им определенной величины спонтанно развивается деполяризация. Деполяризация сменяется реполяризацией, а затем медленной деполяризацией. Свойство миокарда возбуждаться под влиянием ПД, спонтанно возникающих в нем самом называется автоматизмом. Особенности проведения возбуждения связаны со способом соединения между собой. Между АТМВ обнаружили вставочные диски. Они представляют собой дупликатуру мембраны, имеющие межщелевые контакты обеспечивающие электрическую синоптическую передачу.

Билет20

Модель генератора ЭКГ – электрический токовый диполь. Миокард при распространении по нему возбуждения представляет совокупность множества токовых диполей , которые закономерно изменяют амплитуду и направление. Результирующий дипольный момент равен векторной сумме всех отдельных токовых диполей. Это получило название интегрального электрического вектора сердца(ИЭВС). В ходе сердечной деятельности ИЭВС претерпевает непрерывные изменения, которые законамерны. Ежемоменто амплитуда и направление ИЭВС различны. Измеряя их, врач получает сведения о распространении возбуждения по сердцу. Фигуры Лиссажу – траектории движения ИЭВС, описываемые его концом на плоскости, перпендикулярной направлению распространения возбуждения по миокарду. Такое исследование называется векторэлектрокардиоскопией. Любое из отведений ЭКГ это- проекция ИЭВС. Широко распространена гексагональная координатная система, элементом которой является равносторонний треугольник. Это теория Эйтховена, она получила название системы стандартных отведений. При ее практической реализации накладывают электроды на левую ногу и обе руки. Первым отведением считают регистрацию разности потенциалов между двумя руками, 2-между правой рукой и левой ногой, 3-между левой рукой и левой ногой.

Билет21

Движение крови по кровеносным сосудам изучает гемодинамика. Существует 2 основных вида гемодинамических показателей: 1)скорость кровотока 2)кровяное давление. Вязкость –=; -вязкость кровяной плазмы (1,2 мПа*с); -2,5; С-объем форменных элементов на 1 (0,42-0,45 ); зависит прежде всего от свойств форменных элементов крови, 93% которых эритроциты. Вязкость крови неоднородна в широких и узких сосудах. От вязкости крови зависит характер ее течения. У цельной крови = 5мПа*с(5сП). Линейная скорость представляет собой путь, проходимый частицами крови в единицу времени: υ=(м*). Объемная скорость называют объем жидкости протекающей в единицу времени: Q=. Систолическое(максимальное) давление. Диастолическое(минимальное) давление. Среднее давление равно среднему из бесконечно малых изменений давлений от максимального до минимального в течение одного сердечного цикла: =dt. характеризуется постоянством. Ударный объем крови(систолический) – объем крови, выбрасываемый каждым из желудочков при одном сокращении. Систолические объемы левого и правого желудочка одинаковы. Линейная скорость кровотока отражает скорость продвижения частиц крови вдоль сосуда и равна объемной скорости, деленной на площадь сечения кровеносного сосуда. Линейная скорость различна для частиц крови, продвигающихся в центре потока и у сосудистой стенки. В центре сосуда линейная скорость максимальна, а около стенки сосуда она минимальна в связи с тем, что здесь особенно велико трение частиц крови о стенку.

Билет22

При сплошном течении несжижаемой среды через любое сечение струи в единицу времени переносятся одинаковые объемы перемещаемой среды. Для сплошного течения выполняется условие неразрывности струи. Q=υS=const. Так формулируется в гидродинамике закон сохранения массы. В покое в сердечно-сосудистой системе объемная скорость примерно 5л*. От вязкости крови зависит характер ее течения по сосудам , которое может быть ламинарным или турбулентным. Жидкости, двигающиеся параллельно, и не смешиваясь, текут ламинарным течением. Если жидкости смешиваются, то такое течение называется турбулентным. Переход из одного вида течения в другое определяется числом Рейнольдса(Re). Re=υ=υ. - кинематическая вязкость. Существует критическое значение числа Рейнольдса, которое служит границей между ламинарным и турбулентным течением. Ламинарное течение крови создает меньшее давление на сердце.

Билет23

Закон Бернулли является следствием закона сохранения энергии для стационарного потока идеальной несжимаемой жидкости: +ρgh+p=const. Размерность всех слагаемых — единица энергии, приходящаяся на единицу объёма жидкости. Полное давление состоит из весового ρgh, статического (р) и динамического  давлений. Закон Бернулли справедлив в чистом виде только для жидкостей, вязкость которых равна нулю. Для описания течений реальных жидкостей в технической гидромеханике (гидравлике) используют интеграл Бернулли с добавлением слагаемых, учитывающих потери на местных и распределенных сопротивлениях. Из закона Бернулли следует, что при уменьшении сечения потока, из-за возрастания скорости, то есть динамического давления, статическое давление падает.

Билет24

Вязкость крови оказывает существенное влияние на кровяное давление(КД).. Эта сила, с которой движущаяся кровь воздействует на единицу площади стенки кровеносного сосуда. Анализ факторов, определяющих КД, стоит проводить, исходя из уравнения Пуазейля: Q=∆p; -вязкость крови; для нескольких сосудов: Q=n∆p n-число сосудов. При анализе факторов, от которых зависит КД, уравнение Пуазейля имеет сходство с законом Ома, смысловое сходство. Это сходство позволяет моделировать кровообращение при помощи электрических цепей. Это оказалось весьма плодотворным при создании аппаратов искусственного кровообращения. Анализ уравнения Пуазейля относительно ∆р, свидетельствует, что КД зависит от объемной скорости кровотока, от массы циркулирующей крови и от сократительной деятельности миокарда. Еще более выраженное влияние на динамику КД оказывает гемодинамическое сопротивление. В крупных и средних артериях КД неодинаково в систолу и диастолу. Принято различать систолическое(максимальное) и диастолическое(минимальное)КД, а также пульсовое давление, равное разности их составляющей в БКК (40 мм. рт. ст.). В МКК около 10-20 мм. рт. ст. В капилярях БКК КД падает. В предсердиях КД имеет отрицательное давление. Гемодинамическое сопротивление (общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС)) –величина, отображающая сопротивление сосудистого русла кровотоку, включая все факторы, от которых он зависит. = ; ГС аорта и крупные артерии-19%; артериолы-50%; каппиляры-25%; вены-4%; прочее-3%.

Билет25

1)Расчет работы сердца. Механическая работа, совершаемая сердцем, развивается за счет сократительной деятельности миокарда. A=Nt; А-работа, N-мощность. Она затрачивается на: 1)выталкивание крови в магистральные сосуды 2)придание крови кинетической энергии.

2)Статический компонент(Потенциальный). = ; -среднее давление крови Vc-статический объем

в малом круге:15 мм рт.ст.(2 кПа); в большом круге:100 мм рт.ст.(13,3 кПа).

Динамический компонент(Кинетический). ==ρ; p-плотность крови(кг*); V-скорость кровотока(0,7м*);

В целом работа левого желудочка за одно сокращение в условиях покоя составляет 1 Дж, а правого – менее 0,2 Дж. Причем статический компонент доминирует, достигая 98% всей работы, тогда на долю кинетического компонента приходится 2%. При физических и психических нагрузках вклад кинетического компонента становиться весомее( до 30%).

3)Мощность сердца. N=; Мощность показывает какая работа совершается за единицу времени. Средняя мощность миокарда поддерживается на уровне 1 Вт.При нагрузках мощность возрастает до 8,2 Вт.

Билет26

1)Артерии эластического типа. К таким сосудам относят аорту и легочнуй артерию, они выполняют транспортную функцию и функцию поддержания давления в артериальной системе во время диастолы.

2) Биофизические особенности аорты- обеспечение непрерывности кровотока(артерии эластического типа, груднеой отдел аорты); возникновение и распространение пульсовой волны по стенке артерий =. Е - модуль Юнга, b – толщина. Согласно закону Гука в ней может развиваться сила упругости =-к*х. При колебании давления крови в сосуде изменяется просвет, но не длина. Коэффициент упругости определяется эластическими волокнами. Коллагеновые волокна обеспечивают стенке жесткость и прочность. Общую характеристику пульсовой волны врач получает путем пальпации артерии, но для получения полных сведений используют сфигмография.

3)Пульсовая волна распространяется от места своего возникновения до каппиляров, где затухает. Скорость распространения: =; Е-модуль Юнга сосудистой стенки; b-толщина; r-радиус; р-плотность крови.

Билет27

1)Биофизические особенности артериол большого круга кровообращения. Артериоллы- предкапиллярные мелкие артерии, обладают гладкомышечной стенкой и обладают наибольшим гемодинамическим сопротивлением. Основное функциональное свойство – активный сосудистый тонус. Имеют веретенообразную форму. Между ГМК щелевые контакты – нексусы. 2 типа ГМК: 1)спонтанно активные(воротная вена) 2)спонтанно неактивные. В артериолах преобладает 2 тип. Сосудистый тонус создается и поддерживается 2 механизмами: 1)возникновение силы упругости при растяжении tunica advintitiae 2)уникальное свойство ГМК – способность отвечать на растяжение. 3)автоматические сокращения. Эти 3 механизма создают базальный сосудистый тонус, который постоянен. В совокупности с базальным тонусом тонические сокращения ГМК формируют сосудистый тонус покоя. За счет активного сосудистого тонуса выполняют функции: 1)поддержание определенного уровня КД 2)перераспределение крови между органами.

2)Роль капилляров- тончайшие сосуды, пролегающие в межклеточных пространствах, тесно соприкасаясь с органами и тканями организма, осуществляет обмен веществ между кровью и тканями. Различают 3 типа капилляров: 1)с непрерывной стенкой, причем эндотелиальные клетки уложены в виде черепицы(наименьшая проницаемость) 2)с фенестрированной(окончатой) стенкой – лучшая проницаемость. 3)с прерывистой стенкой – за счет крупных пространств между клетками.

3)Роль вен- являются резервуаром крови переменной емкости. Составляет до общего объема крови. Имеют выраженную пластичность.

Билет28

1)Раздражитель- Физиологический стимулятор ощущений; вызывающий избирательное возбуждение определенных рецепторов. Адекватный раздражитель- специфичен для определенного органа чувств.

Рецептор- сложное образование состоящее из нервных окончаний из нервных окончаний дендритов, чувствительных нейронов и ганглиев, обеспечивающие влияние факторов внешней и внутренней среды в нервный импульс. Классификация по модальности адекватного раздражителя: 1)фоторецепторы 2)химиорецепторы 3)механорецепторы 4)терморецепторы 5)осморецепторы. Классификация по локализации: 1)экстерорецепторы 2)интерорецепторы. Согласно современной структурно-функциональной классификации выделяют 3 группы: 1)свободные нервные окончания 2)инкапсулированные нервные тельца 3)рецепторные аппараты со специальными клетками. Рефлекторная дуга состоит из пяти отделов:1)рецепторов, воспринимающих раздражение и отвечающих на него возбуждением. Рецепторами могут быть окончания длинных отростков центростремительных нервов или различной формы микроскопические тельца из эпителиальных клеток, на которых оканчиваются отростки нейронов. Рецепторы расположены в коже, во всех внутренних органах, скопления рецепторов образуют органы чувств. 2)чувствительного (центростремительного, афферентного) нервного волокна, передающего возбуждение к центру; нейрон, имеющий данное волокно, также называется чувствительным. Тела чувствительных нейронов находятся за пределами центральной нервной системы - в нервных узлах вдоль спинного мозга и возле головного мозга. 3)нервного центра, где происходит переключение возбуждения с чувствительных нейронов на двигательные; Центры большинства двигательных рефлексов находятся в спинном мозге. В головном мозге расположены центры сложных рефлексов, таких, как защитный, пищевой, ориентировочный . В нервном центре происходит синаптическое соединение чувствительного и двигательного нейрона. 4)двигательного (центробежного, эфферентного) нервного волокна, несущего возбуждение от центральной нервной системы к рабочему органу; Центробежное волокно - длинный отросток двигательного нейрона. Двигательным называется нейрон, отросток которого подходит к рабочему органу и передает ему сигнал из центра. 5)эффектора - рабочего органа, который осуществляет эффект, реакцию в ответ на раздражение рецептора. Эффекторами могут быть мышцы, сокращающиеся при поступлении к ним возбуждения из центра, клетки железы, которые выделяют сок под влиянием нервного возбуждения, или другие органы.

Билет30

Основные характеристики звука. Общее представление о работе органа слуха.

В органе слуха 3 части: 1)наружное ухо 2)среднее ухо 3)внутреннее ухо. Наружное ухо обеспечивает локализацию источников звука в пространстве (ототопику) и является резонатором. Содержит перилимфу. Среднее ухо. Акустические импеданс внутреннего уха =0,1Н*с*. Согласование достигается благодаря ряду обстоятельств. 1)Поверхность барабанной перепонки больше основания стремечка. За счет разницы в площадях на входе и выходе этой системы акустической передачи происходит усиление давления на жидкость внутреннего звука относительно давления на барабанную перепонку .2)Благодаря малым размерам барабанной перепонки на границе с воздухом уменьшается. 3)Слуховые косточки так расположены в цепочке, передача звука идет с90 кратным выигрышем в силе. Среднее ухо можно считать механическим преобразователем(усилителем) и регулятором. Содержит перилимфу. Внутреннее ухо находится в пирамидальной части височной кости. Часть этого лабиринта, содержащая слуховые рецепторы, напоминает улитку. Имеет круглый поперечный просвет вокруг костного стержня, имеет костную спиральную пластинку(КСП) и мембранную спиральную пластинку(базилярная,МСП), а также вестибюлярная мембрана( Рейснера,ВМ). Ход улитки содержит 3 канала: 1)Барабанная лестница- между стенкой улитки и КСМ и МСП 2)Вестибюлярная лестница- между верхней поверхностью улиткового хода и КСП,ВМ 3)Улитковый проход- между МСП и ВМ. Третью стенку которого выстилает сосудистая полоска. Содержит эндолимфу, Кортиев орган, в составы которого входит: спец. клетки слуховых рецепторов(волосяные), опорные клетки. Он расположен на базальной мембране. Между эндолимфой и перелимфой в улитке поддерживается эндокохлеарный потенциал (ЭКП).

Высота звука - определяется частотой звуковой волны (или, периодом волны). Чем выше частота, тем выше звучание. Высота звука измеряется в герцах (Гц) или килогерцах (КГц). 1 Гц = 1/С.  Громкость звука - определяется амплитудой сигнала. Чем выше амплитуда звуковой волны, тем громче сигнал. Громкость звука измеряется децибелах и обозначается дБ. Единица измерения, названная в честь Александра Грэма Белла. Приставка деци применяется для обозначения единиц в долях, равных 1/10. Соответственно, децибел — это 1/10 Бела. Белл определяется, как логарифм отношения электрических, акустических или других мощностей.

Тембр – это звук, в котором присутствуют колебания разных наборов частот и амплитуд. Основной тон определяет высоту звука, обертоны, накладываясь в определенных соотношениях, придают звуку специфическую окраску – тембр. Можно сказать, что тембр определяется величиной амплитуд отдельных гармоник (т.е. зависит от числа высших гармоник и отношения их амплитуд к амплитуде основной гармоники и не зависит от фаз высших гармоник).

Билет31

Физические(объективные) ха-ки звука: Гармонический спектр ():а) основная гармоника; б)высшие гармоники; и интенсивность(плотность потока энергии). Психофизические(субъективные) ха-ки звука: Акустический спектр: а)основной тон(высота);б)обертоны(тембр) и громкость. Звуковое давление(Па) I=. Эффективное давление =; Также I можно рассчитывать по формуле I=wv. Уровень интенсивности(уровень звукового давления) L=k*lg (эталон)=Вт*; k=10Дб; Такая интенсивность чистого тона частотой 1кГц установлена как средний порог слуховой чувствительности человека. Пример: если интенсивность шума = 10, то интенсивность будет равна 130 дБ-порог болевого ощущения человека под действием сильного шума. Уровень громкости- показатель звука, отображающий различия в восприятии человеком звуков разной частоты. Уровнем громкости данной частоты называют уровень интенсивности звукового тона частотой 1кГц, громкость которого при сравнении на слух эквивалента громкости исследуемого звука. Размерность фон. Средний порог слухового восприятия 4 фона. Все что слышит человек это звуковые тоны, частоты от 16Гц до 20кГц, а уровень громкости между 4 и 130 фонами. Громкость звука- оценивается по шкале сонов. Для выражения громкости какого-то звука в сонах за эталон принимается звуковой тон частотой 1 кГц при L=40 Дб. Основной единицей высоты звука(основной тон) является мел. Он определяется, что звуковой тон частотой 1000 Гц при L=60 дБ имеет высоту 1000 мел.(1 барк=100 мел)

Тоны-звуки, частота которых постоянна либо изменяется во времени закономерно. Характерен линейчатый гармонический спектр. Шумы- частота изменяется во времени случайным образом. Характерен сплошной спектр частот.

Аудиометрия- измерение слухового порога для звуковых тонов разных частот. При физиологической и клинической оценки слуховой чувствительности выявили зависимость пороговых значений уровня интенсивности от частоты звуковых колебаний. При обработке этих данных составили график кривых равных громкостей. Абсцисс( частота звуковых тонов(v)) и ордината(уровень интенсивности(L)). На нем можно выделить пороговый контур равной громкости (пороговый изофон). Амплитудно-частотная характеристика органа слуха это пороговый контур равный громкости. Чем выше расположена эта кривая, тем более громким воспринимается человеком звук. Также там можно выделить речевую зону.

Билет32

Рецепторный аппарат глаза человека. Палочка. Характерный элемент – наружный сегмент(НС).Цитоплазма НС заполнена органоидами(дисками), а также фоторецепторными мембранами(ФМ). Именно в них происходит первичный процесс восприятия света. ФМ состоит из:1)зрительный пигмент хромогликопротеид родопсин 2) малая вязкость из-за высокой степени ненасыщенности жирнокислотных «хвостов» фосфолипидными молекулами. Жидкокристаллический свойства ФМ. Упорядоченное расположение родопсина в ФМ проявляется в ее дихроизме: при освещении линейно поляризованным светом палочек перпендикулярно оси НС поглощение света максимально, когда вектор электрической напряженности световой волны () направлен параллельно. Молекулам родопсина свойственно вращение вокруг собственной оси, латеральная диффузия. Выявлен ритмический характер обламывания верхушек НС утром и днем, а также НС колбочек ночью и вечером. ФМ постоянно обновляются. Реакция родопсина на свет. Родопсин- соединение состоящее из альдегида витамина А и липопротеина опсин. В зависимости от особенностей опсинов у животных разных видов их зрительные пигменты обладают неодинаковыми спектрами поглощения света, максимум в спектре поглощения изменяется в широком диапазоне(330-700 нм). Спектр поглощения родопсина хорошо приспособлен к восприятию света в широкой области солнечного излучения, больше всего в зеленой части. Красные и синие лучи отражают. Фотоизомеризация – первая и единственная фотохимическая реакция в зрительном акте. Протекает внутри молекуле родопсина, без хим. реакций. Вне действия распавшийся родопсин восстанавливается, это называется – реизомеризация. Сдвиг мембранного потенциала фоторецепторной клетки происходит на ее плазмолемме . Следовательно, в палочке( и колбочке) существует механизм передачи сигнала с ФМ дисков передается на плазмалемму. Передача происходит с участием внутриклеточного посредника(циклический гуанозинмонофосфат), оказывает влияние на фотозависемые каналы. В темноте палочка содержит много цГМФ. Гиперполяризационный сдвиг мембранного потенциала палочки и колбочки, возникающий под действием света, называется рецепторным потенциалом(РП). РП возникнув в НС достигает синаптической зоны где влияет на медиаторную передачу сигнала к биполярному нейрону. В темноте медиаторы перестают выделятся и приводят к гиперполяризации и электротонический распространяет сигнал на плазмалемму к синапсу ганглиозной клетки. Все рецепторы, посылающие сигналы к данной клетке, составляют ее рецепторное поле. Сетчатка представляет собой сложно организованную нейронную сеть, важной особенностью является импульсная(электротоническая) передача сигнала. Колбочки. Состоит из НС образованный незамкнутыми дисками. С колбочками, сосредоточенные в центральной ямке сетчатки, связана предельная острота зрения человека. Палочки на 2 порядка чувствительней к свету, чем колбочка. Палочковое зрение называется скопотическим(если освещение объекта менее 0,01 лк). При сильной освещенности (более 30 лк) работаю только колбочки(фотопическое зрение). При промежуточной освещенности (0,01 до 30 лк) свет возбуждает и палочки, и колбочки(мезопическое). У человека и приматов 3 вида колбочек: красные, зеленые, синие. Пигменты колбочек изучены плохо. Благодаря существованию колбочковых пигментов 3 типов человек имеет цветовое зрение. Следовательно, восприятие цветовой гаммы обеспечивается фотопическим зрением.

Билет33

Фотометрия – раздел физической оптики, в котором рассматриваются энергетические характеристики светового излучения в процессах его испускания, распространения и взаимодействия с веществом. Основоположник П.Бугер в 1729 г. Кривые видности и световая чувствительность зрительного анализатора. Одна из кривых для скопотического зрения, совпадает со спектром поглощения родопсина в видимой области. Другая кривая видности отображает спектр фотопического зрения, являясь результатом интегрирования 3 видов колбочек. Эти кривые являются амплитудно-частотные характеристики палочковой и колбочковой зрительной чувствительности. Существует 2 вида параметров света: физические(объективные, энергетические) и светотехнические(субъективные,световые,психофизические). Энергетическая сила света- поток излучения, проходящий на единицу телесного угла в данном направлении. Энергетическая яркость света – энергетическая сила света, отнесенная к единице площади проекции поверхности излучающего тела на направление, перпендикулярное распространению света. Энергетическая освещенность – поток излучения, падающий на единицу площади облучаемой поверхности. Основная светотехническая величина – сила света(кандела). Яркость – производные параметров от силы света. Единица яркости 1 кд*. Световой поток – произведение силы света на телесный угол. B=E; В-яркость объекта, Е-освещенность.

Световой поток: Ф=I* (люмен=кандела*стерадиан). Яркость: B= (кд*), характеризует источник. I= сила света(1 кд). Освещенность: Е= (люкс= лм*), характеризует облучаемую поверхность.

Энергетические параметры: Поток излучения→Энергетическая сила света→Энергетическая яркость

Светотехнические параметры: Световой поток→Сила света→Яркость

Билет35

Всякое изменение магнитного поля порождает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле, силовые линии которого замкнуты. Изменяющееся во времени электрическое поле порождает в окружающем пространстве магнитное поле.Уравнение Максвелла устанавливает зависимость 4 основных характеристик ЭМП (векторов ,,).

Электрическая составляющая(ЭП) - ,; Магнитная состовляющая(МП) - ,;

- вектор электрической индукции, служит характеристикой источников ЭП (Кл*=А*с*)

- вектор электрической напряженности, служит характеристикой силовых воздействий ЭП на заряженные тела, вносимые в него. Направлен по касательной к силовой линии ЭП. (Н*=В*).

- вектор магнитной напряженности, аналог вектора - служит характеристикой источников МП (А*)

- вектор магнитной индукции, аналог вектора - служит характеристикой силовых воздействий МП на движущиеся электрические заряды. (Тесла=В*с*)

Распространение электромагнитных волн связано с переносом энергии (подобно тому, как распространение упругих волн в веществе связано с переносом механической энергии). Сама возможность обнаружения ЭМВ указывает на то, что они переносят энергию.  Для характеристики переносимой волной энергии русским ученым Н.А. Умовым были введены понятия о скорости и направлении движения энергии, о потоке энергии. Спустя десять лет после этого, в 1884 г., английский ученый Джон Пойнтинг описал процесс переноса энергии с помощью вектора плотности потока энергии. Объемная плотность энергии w электромагнитной волны складывается из объемных плотностей    и  электрического и магнитного полей: w=+= +; Учитывая что =, получим, что плотность энергии электрического и магнитного полей в каждый момент времени одинакова, т.е. =. Поэтому w= 2= = ЕН;  Умножив плотность энергии w на скорость υ распространения волны в среде, получим модуль плотности потока энергии – поток энергии через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны в единицу времени: S=w v=EH. Так как векторы   и   взаимно перпендикулярны и образуют с направлением распространения волны правовинтовую систему, то направление векторов [ совпадает с направлением переноса энергии, а модуль этого вектора равен EH. Вектор плотности потока электромагнитной энергии называется вектором Умова–Пойнтинга: =[,]. Вектор  направлен в сторону распространения электромагнитной волны, а его модуль равен энергии, переносимой электромагнитной волной за единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны. В сферической электромагнитной волне, излучаемой ускоренно двигающимися зарядами, векторы   направлены по параллелям, векторы   - по меридианам, а поток энергии   - по нормали  .

Плотностью потока или интенсивностью I называют электромагнитную энергию, переносимую волной за единицу времени через поверхность единичной площади: I= = (+)v;

При распространении волн возникает поток электромагнитной энергии. Если выделить площадку S , ориентированную перпендикулярно направлению распространения волны, то за малое время Δt через площадку протечет энергия ΔW_эм, равная:=(+)vS∆t, (Вт\);

Билет36

Электромагнитные поля распространяются от генератора в окружающее пространство. Из уравнения Максвелла следует, что распространение ЭМВ имеет волновой характер, то есть вектора являются гармоническими функциями и описываются волновыми уравнениями ЭМП, система тригонометрических функций: ;

Векторы и плоской ЭМВ взаимно перпендикулярны и колеблются в плоскости, перпендикулярной направлению распространения ЭМП. Следовательно, ЭМВ является поперечной волной. Векторы и колеблются в одинаковой фазе: ϕ=ω(t-); ω- круговая частота изменений величины этих векторов, который связаны соотношением: =;

Вокруг источника электромагнитного излучения принято разграничивать 2 зоны: 1)зону несформировавшейся волны(ближнюю зону, поле индукции, поле стоячей волны)(Вт*) 2)зону сформировавшейся волны(дальнюю зону, поле излучения, поле бегущих волн)(В*, А*). Граница между ними пролегает на расстоянии от источника порядка длины волны, а на практике определяется расстоянием от источника, равным 2 длинам волны(=2h). В каждой зоне энергетический эффект ЭМП характеризуется разными величинами: в зоне СВ – интенсивностью, пропорциональной , в зоне НВ – напряженность электрической либо магнитной составляющих ЭМП: -на электродах, подобной пластине конденсатора, - на электродах на подобие катушки.

Билет37

Среди основных источников ЭМИ можно перечислить1)Электротранспорт; 2)Линии электропередач 3)Электропроводка 4)Бытовые электроприборы 5)Теле- и радиостанции; 6)Спутниковая и сотовая связь; 7)Персональные компьютеры;

Электрические и магнитные поля являются очень сильными факторами влияния на состояние всех биологических объектов, попадающих в зону их воздействия. Например, в районе действия электрического поля ЛЭП у насекомых проявляются изменения в поведении. У растений распространены аномалии развития - часто меняются формы и размеры цветков, листьев, стеблей, появляются лишние лепестки. Здоровый человек страдает от относительно длительного пребывания в поле ЛЭП. Кратковременное облучение (минуты) способно привести к негативной реакцией только у гиперчувствительных людей или у больных некоторыми видами аллергии. При продолжительном пребывании (месяцы - годы) людей в электромагнитном поле ЛЭП могут развиваться заболевания преимущественно сердечно-сосудистой и нервной систем организма человека. В последние годы в числе отдаленных последствий часто называются онкологические заболевания. Биологический эффект ЭМП в условиях длительного многолетнего воздействия накапливается, в результате возможно развитие отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы центральной нервной системы, рак крови, опухоли мозга, гормональные заболевания. Особо опасны ЭМП могут быть для детей, беременных, людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системы, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом.

Билет38

Тело человека по отношению к низкочастотным волнам (v < Гц) ЭМП обладает свойствами проводника. Действует на весь организм, на разные органы по разному, очень чувствительна нервная система. Индуцируемый ток проводимости течет преимущественно по межклеточной жидкости. Пороговое значение тока проводимости (), вызывающего возбуждение, зависит от частоты ЭМП. С повышением v величина возрастает. В диапазоне частот от 0,1 до 3 кГц ~; , а на частотах от 5 до 100 кГц ~v. Приложением переменного тока частотой выше 3 кГц к коже человека практически не удается возбудить его нервы и мышцы. Высокочастотные ЭМП не способны возбудить ткани организма.

Возбуждение нервной и мышечной ткани под действием ЭМП служит биофизическим механизмом электротравмы. Ее причиной может служить как постоянный, так и переменный ток, (v < Гц). Наибольшую опасность переменный ток представляет в области от 30 до 300 Гц. Поражающий эффект определяется током протекающим за определенно время. В тканях с низким сопротивлением небольшое напряжение может вызвать достаточно сильный ток, чтобы возникла электротравма. Обязательное условие возникновение электротравмы при низком напряжении воздействующего тока является близкое к кожной поверхности расположение чувствительных нейронов. Очень опасно если ток течет через сердце. 0,02 А вызывает расстройство дыхания, связанные с сокращением дыхательных мышц и мышц гортани. При токе около 0,08 А нарушение сердечной деятельности, особенно опасно при нарастании до 0,1 – 0,4 А. Это и служит причиной гибели человека. Сокращение гладких мышц под действием электрического тока приводит к гипертензии, мочеиспусканию, дефекации. Токи низкой частоты используют в медицине для электродиагностики и электростимуляции биосистем. В этих целях обычно используют импульсы прямоугольной, треугольной, трапециевидной, экспоненциальной форм.

Билет39

Многие высокочастотные биологические эффекты электромагнитных излучений обусловлены тепловой энергией, выделяющейся в подвергшихся облучению тканях. В диапазоне частот от 1,0 до 300 МГц взаимодействие ЭМП с организмом определяется как током проводимости(v=1МГц), а на ток смещения(v>20МГц). Обе разновидности тока вызывают нагревание тканей. Тепловой эффект возрастает по мере возрастания частоты внешнего поля. Высокочастотный ток проводимости и смещения не вызывает возбуждения. Следовательно, под действием ЭМП высокой частоты невозможно возникновение электротравмы. Частоты от 1 до 300 МГц может быть как и локальные, так и общего действия. На частотах выше 300 МГц локального действия. Глубина проникновения – электромагнитного излучения в любую среду называют расстояние, на котором интенсивность поля уменьшается в е раз. Тепловой эффект высокочастотных полей используется в качестве лечебного средства. Различают: диатермию, индуктотермию, УВЧ-терапию и микроволновую терапию. Диатермия – применяются ЭМП частотой 0,5 – 2,0 МГц. Объект находится в зоне несформировавшейся волны(λ=150-600 м). Биологический эффект определяется электрической составляющей ЭМП, т.к электроды пластинчатые. ∆Q= - плотность тока проводимости. Если электроды малой площади, они выделяют так много тепла, что ткани коагулируются и разрушаются. На этом основана хирургическая диатермия – кондуктотермия. Один из электродов протяженный, другой точечный, используют его как скальпель. Приемлемая частота – 0,5 МГц. Метод индуктометрии основан на применении ЭМП частотой 10-15 МГц. Зона несформировавшейся волны, электрод в виде катушки. Биологический эффект определяется магнитной составляющей ЭМП. Под действием МП в тканях возникают вихревые токи. ∆Q~Л**. Микроволновая терапия – тепловой эффект создается только током смещения, возникает под действием СВЧ-излучения. Частотный диапазон 3*до 3* Гц, что соответствует λ от 1 м до 1 мм. Для физиотерапевтических процедур используют λ 12,7 см, в зоне сформировавшейся волны, поэтому тепловой эффект определяется интенсивностью электромагнитного поля: ∆Q~П. СВЧ-волны слабо взаимодействуют с кожей, но интенсивно поглощаются в мышцах и внутренних органах. УВЧ – терапия ЭМП частотой 40-50 МГц(λ=5-7,5). Зона несформировавшейся волны. Электроды в форме пластин, биологической действие обусловлено электрической составляющей ЭМП, тепло образуется током проводимости.(Q~Л), так и током смещения. При УВЧ-терапии вклад тока смещения больше чем тока проводимости в тепловой эффект. Ток смещения основной лечебный фактор.

Билет40

Информационное воздействие ЭМП- является преобладание энергии ответных реакций организма(изменение метаболизма и физиологической активности) над энергией внешнего поля, которое их вызвало. Энергетические эффекты ЭМП- характеризуется тем, что энергия ответных реакций биологической системы меньше энергии, привносимой в нее полем. Биологические эффекты слабых ЭМП – определяются высокой избирательной чувствительностью к ним. Наибольшей чувствительностью к слабым полям обладают нейроны. Они определяются как кооперативные, т.е. могут взаимодействовать с зарядами на клеточной мембране, внутриклеточными субстратами. В результате взаимодействия организма с электрической составляющей ЭМП возникают биологические эффекты 3 типов: 1)возбуждение; 2)нагревание; 3)кооперативные процессы.

Защита человека от опасного воздействия электромагнитного излучения осуществляется следующими способами:1) уменьшение излучения от источника; 2)экранирование источника излучения и рабочего места; 3) установление санитарно-защитной зоны; 4)поглощение или уменьшение образования зарядов статического электричества; 5)устранение зарядов статического электричества; 6)применение средств индивидуальной защиты. Поглощение электромагнитных излучений осуществляется поглотительным материалом путем превращения энергии электромагнитного поля в тепловую. Уменьшение мощности излучения от источника реализуется применением поглотителей электромагнитной энергии. Различают отражающие и поглощающие экраны. Первые изготавливают из материала с низким электросопротивлением – металлы и их сплавы (медь, латунь, алюминий, сталь). Они могут быть сплошные и сетчатые. Поглощающие экраны выполняют из радиопоглощающих материалов, а именно: эластичных или жестких пенопластов, резиновых ковриков, листов поролона или волокнистой древесины, обработанной специальным составом. Защита от статического электричества осуществляется путем подбора пар материалов элементов машин, которые взаимодействуют между собой трением, одинаковых или максимально близко расположенных в электростатическом ряду. Для устранения зарядов статического электричества используют заземление частей оборудования. Электрическое сопротивление заземлителя может быть повышено до 100 Ом. Для увеличения интенсивности стекания статических зарядов с поверхностей в воздух помещений последние увлажняют. Для нейтрализации зарядов статического электричества на поверхностях оборудования, материалов применяются ионизаторы-нейтрализаторы, которые создают вблизи наэлектризованных поверхностей положительные и отрицательные ионы.

Билет41

К излучениям оптического диапазона относятся:1) излучения видимой области спектра 2)ультрафиолетовые (УФ) излучения; 3)излучения инфракрасного (ИК) спектра; 4)лазерные излучения (ЛИ).Излучения видимой области спектра. Видимое (световое) излучение — это электромагнитные колебания с длиной волны 0,78—0,4 мкм.Источником видимого светового излучения, широко распространенным на железнодорожном транспорте, является электродуговая сварка, применяемая при ремонте подвижного состава. Защита от действий видимого светового излучения. К средствам защиты от действия видимого светового излучения относятся в первую очередь индивидуальные средства. Электромагнитные излучения инфракрасного диапазона (ЭМИ ИК). Тепловое, или инфракрасное, излучение представляет собой часть электромагнитных излучений с длиной волны от 0,780 до 1000 мкм, энергия которых при поглощении веществом вызывает тепловой эффект. Инфракрасное излучение. Источниками ИК-излучений являются нагретые до высокой температуры плавильные печи, расплавленный металл, газосветные лампы, ртутные выпрямители и другое производственное оборудование. Защита от воздействия ИК-излучения. При интенсивности теплового излучения свыше нормативной предусматриваются технические меры защиты — теплоизоляция, экранирование (теплоотражающие и теплопоглощающие экраны), воздушное душирование, вентиляция; организационные меры защиты — применение защитной одежды. Ультрафиолетовое излучение. Ультрафиолетовое излучение (УФИ) — это спектр ЭМИ с длиной волны от 0,2 до 0,4 мкм. Источники УФИ могут быть естественного и искусственного (техногенного) происхождения. Источником естественного происхождения является одна из составляющих потока солнечного излучения. Источниками искусственного происхождения являются лампы дневного света, электросварочные дуги, автогенное пламя, плазмотроны, ртутно-кварцевые горелки. Защита от УФИ. Мерами защиты от повышенной инсоляции (облучения УФ лучами) являются защитные экраны различных типов.Они представляют собой разнообразные преграды, загораживающие, рассеивающие или отводящие излучения. Основным источником ЛИ является лазер (оптический квантовый генератор).Лазерное излучение уникально благодаря трем только ему присущим свойствам:1) Когерентность. Пространственная когерентность выражается в однотипности волнового фронта, т. е. пики и спады волн располагаются параллельно, когда свет выходит из лазера. Это обеспечивает синхронизацию фаз и фокусировку на очень маленькие участки. 2)Монохромность (временная когерентность). Это означает, что световые волны имеют одинаковую длину. Некоторые лазеры испускают лучи разной длины волны. Но явление это предсказуемо, и лазеры излучают свет только той длины, которая предусмотрена используемой в лазере средой. 3) Коллимация. Это означает, что все лучи, испускаемые лазером, параллельны и не рассеиваются с расстоянием. Лазеры в хирургии. Использование лазеров в хирургии, например, СО₂-лазера, позволяет решать две существующие проблемы:1)создание методов «бескровных операций 2)заживление ткани 3)при термических ожогах. Иссеченная лазерным методом раневая поверхность практически немедленно закрывается аутолоскутом 4) В гнойной хирургии лазерное облучение позволяет быстро удалить гнойные и некротические ткани. Лазеры все шире применяются для очистки артерий человека от тромбоцитных бляшек. Лазеры все шире применяются для очистки артерий человека от тромбоцитных бляшек. Некоторые применения в космиталогии.