![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Интервальная оценка генеральной средней по выборке (большой и малой). Доверительный интервал. Доверительная вероятность.
- •Механические колебания. Виды колебаний. Графики зависимостей смещения от времени, характеристики колебаний.
- •Вынужденные колебания. Резонанс. Сложное колебание и его гармонический спектр.
- •Механические волны. Виды волн. Уравнение плоской волны. Характеристики волны: фаза, длина, фронт, скорость. Поток энергии волны. Интенсивность волны.
- •Эффект Доплера и его использование в медицине.
- •Звук. Физические характеристики звука: частота, интенсивность, звуковое давление. Связь интенсивности и звукового давления.
- •Скорость волны в среде, акустический импеданс. Коэффициент проникновения звуковой волны.
- •Высота тона.
- •Громкость ( ).
- •Механическое действие.
- •Тепловое действие.
- •Химическое действие.
- •Стационарное (ламинарное) течение. Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские и неньютоновские жидкости.
- •Ламинарное течение жидкости в цилиндрических трубах. Формула Пуазейля. Турбулентное течение. Число Рейнольдса. Гидравлическое сопротивление.
- •Механические свойства сосудов. Уравнение Ламе. Ударный объем крови. Пульсовая волна, скорость ее распространения. Физические основы клинического метода измерения давления крови.
- •Биологические мембраны, их структура и функции. Физические свойства и параметры биомембран (толщина, жидкокристаллическое состояние, микровязкость, трансмембранный потенциал, электроемкость).
- •Перенос незаряженных молекул (атомов) через мембраны. Уравнение Фика и его выражение для мембраны. Коэффициент проницаемости мембран.
- •Перенос ионов через мембраны. Электродиффузия. Уравнение Нернста-Планка.
- •Пассивный транспорт и его основные виды. Понятие об активном транспорте.
- •Биоэлектрические потенциалы. Потоки ионов через мембрану в стационарном состоянии. Потенциал покоя. Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца. Механизм генерации потенциала действия.
- •Задачи исследования электрических полей в организме. Электрический диполь. Понятие о дипольном электрическом генераторе (токовом диполе). Теория Эйнтховена и объяснение электрокардиограмм.
- •Активное и реактивное сопротивления в цепи переменного тока (импеданс). Импеданс тканей организма. Частотная зависимость импеданса. Эквивалентная электрическая схема тканей организма.
- •Электромагнитная волна. Уравнения электромагнитной волны. Интенсивность электромагнитной волны. Шкала электромагнитных волн.
- •Физические процессы, происходящие в тканях организма под воздействием: постоянного тока, тока низкой частоты. Пороги ощутимого и не отпускающего тока.
- •Физические процессы, происходящие в тканях организма под воздействием: тока высокой частоты, переменного магнитного поля, переменного электрического поля.
- •Интерференция света. Когерентные волны. Интенсивность света при интерференции. Условия для наибольшего усиления (максимум) и ослабления (минимум) волн.
- •Интерференция света в тонких пластинках (пленках). Просветление оптики.
- •Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракционная решетка. Условие для главных максимумов (основная формула дифракционной решетки). Дифракционный спектр.
- •Поляризация света. Свет естественный и поляризованный. Закон Малюса. Способы получения поляризованного света: отражение на границе двух диэлектриков (закон Брюстера) и двойное лучепреломление.
- •Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики. Законы преломления света. Полное внутреннее отражение света. Волоконная оптика и ее использование в медицине.
- •Линза. Формула тонкой линзы. Аберрации линз: сферическая, хроматическая, астигматизм.
- •Оптическая система глаза: светопроводящий и световоспринимающий аппарат. Главная оптическая и зрительная оси глаза. Аккомодация. Расстояние наилучшего зрения. Ближняя точка глаза.
- •Недостатки оптической системы глаза и способы их компенсации. Наименьший угол зрения как характеристика разрешающей способности глаза. Острота зрения.
- •Оптическая микроскопия. Лупа, ход лучей в лупе, ее увеличение. Ход лучей в микроскопе, формула для увеличения.
- •Предел разрешения и полезное увеличение микроскопа. Специальные приемы микроскопии: ультрафиолетовый микроскоп, иммерсионные среды, ультрамикроскопия, микропроекция и микрофотография.
- •Тепловое излучение тел. Характеристики теплового излучения. Черное и серое тела. Закон Кирхгофа.
- •Законы излучения черного тела: формула Планка, закон Стефана-Больцмана и закон смещения Вина.
- •Тепловое излучение тела человека. Физические основы термографии. Излучение Солнца: солнечная постоянная, спектр излучения, изменение спектрального состава радиации земной атмосферой.
- •Основной закон радиоактивного распада. Постоянная распада, период полураспада. Активность.
- •Биофизические основы использования радионуклидов в медицине. Позитрон-эмиссионная томография, сцинтиграфия.
- •Дозиметрия ионизирующих излучений. Поглощенная и экспозиционная дозы. Мощность дозы, связь мощности экспозиционной дозы и активности радиоактивного препарата.
- •Электронные энергетические уровни атомов. Энергетические уровни молекул. Особенности излучения и поглощения энергии атомами и молекулами.
- •Люминесценция. Различные виды люминесценции. Хемилюминесценция. Фотолюминесценция: флуоресценция и фосфоресценция, механизм возникновения. Спектр фотолюминесценции, закон Стокса.
- •Квантовый выход люминесценции. Закон Вавилова. Количественный и качественный люминесцентный анализ. Люминесцентный микроскоп.
- •Фотобиологические процессы, их основные стадии. Квантовый выход и поперечное сечение фотохимических превращений молекул. Спектры поглощения и спектры действия. Понятие о фотомедицине.
- •Высокая интенсивность.
Перенос ионов через мембраны. Электродиффузия. Уравнение Нернста-Планка.
В общем случае перенос ионов определяется двумя факторами: неравномерностью их распределения, то есть градиентом концентрации, и воздействием электрического поля.
Электродиффузия – диффузия заряженных частиц под действием электрического поля (внешнего или возникающего за счет различной подвижности ионов).
Уравнение Нернста-Планка показывает зависимость переноса ионов от градиента концентрации (уравнение Фика) и воздействия электрического поля:
Где
– плотность потока (количество молей
вещества, перенесенных через единицу
поверхности за единицу времени),
– коэффициент диффузии (зависит от
свойств жидкости, температуры,
диффундирующих частиц),
– градиент концентрации (вектор,
направленный в сторону наибыстрейшего
увеличения концентрации и равный ее
производной в этом направлении),
– градиент потенциала,
– постоянная Фарадея, определяющая
соотношение между электрохимическими
и физическими свойствами вещества,
– валентность иона,
– электрический потенциал на мембране,
– подвижность ионов.
Преобразованное уравнение Нернста-Планка, применимое к переносу ионов через мембраны, устанавливает связь плотности стационарного потока ионов с тремя величинами:
- проницаемостью мембран для данного иона, которая характеризует взаимодействие мембранных структур с ионом;
- электрическим полем;
-
молярной концентрацией ионов в водном
растворе, окружающем мембрану (
и
).
Где
– плотность потока (количество молей
вещества, перенесенных через единицу
поверхности за единицу времени),
– вспомогательная величина (безразмерный
потенциал),
– разность потенциалов на мембране,
– абсолютная температура,
– газовая постоянная,
– концентрация молярных частиц внутри
клетки,
– концентрация молярных частиц вне
клетки,
– электрическое поле или числе Эйлера
(?).
Вообще
говоря, эта формула справедлива как для
положительных (
),
так и для отрицательных
ионов. Однако для отрицательных ионов
целесообразнее видоизменить выражение,
подставив в него отрицательное значение
безразмерного потенциала:
При использовании этой формулы необходимо помнить, что отрицательные значение и ψ уже учтены, т.е. ψ – положительная величина.
Пассивный транспорт и его основные виды. Понятие об активном транспорте.
Пассивный транспорт - это перенос молекул и ионов из области с большей концентрацией в область меньших концентраций (т.е. против градиента концентраций). Не требует затрат энергии.
Виды:
-
простая
диффузия.
Вещество проходит путем растворения в
липидах. Протекает такой процесс
медленно. Переносятся таким образом
простые незаряженные молекулы
жирорастворимых веществ (
);
-
диффузия
через липидные и белковые поры (каналы).
При помощи каналов
проницаемости
(пор). Каналы проницаемости селективны
(избирательны) для разных видов ионов.
Таким образом производится перенос
ионов и воды. Через липидные поры
переносится
,
а через белковые каналы – ионы
(так же называются и соответствующие
каналы для переноса).
-
облегченная
диффузия при помощи переносчиков.
Молекулы-переносчики называются
ионофорами
(органические
вещества, способные осуществлять перенос
катионов щелочных (
)
и щёлочноземельных (
)
металлов, иона аммония (
)
через биологические мембраны).
Активный транспорт - перенос молекул и ионов в направлении градиента концентраций (из области меньших концентраций в область больших концентраций).
Происходит
с
затратой энергии,
которая освобождается в результате
гидролиза АТФ при работе ионных насосов
(помп) в мембране (пример: натрий-калиевый
насос.
Во время его работы происходит перенос
трех положительных ионов
из клетки на каждые два положительных
иона
в клетку. Эта работа сопровождается
накоплением на мембране разности
электрических потенциалов. При этом
расщепляется АТФ, давая энергию. В
течение многих лет молекулярная основа
натрий-калиевого насоса оставалась
неясной. В настоящее время установлено,
что эта "машина" представляет собой
не что иное, как фермент, расщепляющий
АТФ, - натрий-калий-зависимую АТФ-азу .
Этот фермент обычно расположен в
мембранах и активируется при повышении
концентрации ионов натрия внутри клетки
или ионов калия в наружной среде).