- •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.
Звук. Физические характеристики звука: частота, интенсивность, звуковое давление. Связь интенсивности и звукового давления.
Акустика – область физики, исследующая упругие колебания и волны от самых низких частот до предельно высоких (~ ).
Акустика – учение о звуке (в медицине).
Звук – это упругие колебания и волны, распространяющиеся в газах, жидкостях и твердых телах, воспринимаемые человеческим ухом (диапазон частот от 16 Гц до 20 кГц).
Возраст |
Верхняя граница частот |
Дети |
22 кГц |
До 20 лет |
20 кГц |
35 лет |
15 кГц |
50 лет |
12 кГц |
Виды звука.
Тоны - это звуки, являющиеся периодическим процессом. Основная характеристика тона –частота ( ).
Акустический спектр тона – совокупность всех частот тона с указанием их относительных интенсивностей или амплитуд.
А) простой (чистый) тон - это периодический гармонический процесс (колебания, и волны, издаваемые на одной частоте); Пример: звук от камертона или звукого генератора.
Б) сложный тон - это негармонический периодическийпроцесс (ангармоническое колебание). Это звук, издаваемый на нескольких частотах одновременно. Как и любое негармоническое колебание – можно разложить на сумму из гармонических. Пример: звук от музыкальных инструментов, гласные звуки речи человека. Акустический спектр – линейчатый.
Шум - это звук, имеющий сложную неповторяющуюся временную зависимость. Это сочетание беспорядочно меняющихся сложных тонов. Примеры: звуки от вибрации машин, аплодисменты, шорох, согласные звуки речи. Акустический спектр – сплошной.
Звуковой удар - это кратковременное звуковое воздействие. Примеры: хлопок, взрыв, гром и т.п.
Физические характеристики звука:
- частота ; частота — число колебаний в единицу времени,
- скорость распространения волны . Скорость зависит от свойств среды (упругости, плотности, температуры), но не зависит от частоты колебаний.
Среда |
звуковой волны (м/с) |
Воздух (при 20 ) |
330 |
Вода (при 20 ) |
1500 |
Кости черепа |
3660 |
Скорость распространения звука, таким образом, характеристика среды.
- интенсивность звука или плотность потока энергии волны. С этим понятием связано две важных для медицины характеристики – возникновения болевого и слухового ощущения.
На частоте 1 кГц:
– порог слышимости – минимальная интенсивность звука, при которой у человека возникает слуховое ощущение.
– порог болевого ощущения – интенсивность звука, при которой у человека возникают болевые ощущения.
- звуковое давление ( ) – это давление, дополнительно возникающее над атмосферным при прохождении звуковой волны в среде.
Формула, связывающая интенсивность и звуковое давление:
Где – интенсивность звука, – скорость распространения звуковой волны, – плотность среды.
При частоте 1 кГц:
– порог слышимости – минимальная интенсивность звука, при которой у человека возникает слуховое ощущение.
– порог болевого ощущения – интенсивность звука, при которой у человека возникают болевые ощущения.
- уровень интенсивности - это десятичный логарифм отношения интенсивности звука к порогу слышимости:
Децибел (дБ): 1 дБ = 0,1 Б
Логарифмический характер зависимости уровня интенсивности ( ) от самой интенсивности ( ) означает, что если увеличить в 10 раз, то возрастет на 10 дБ:
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |