Тема Итоговое занятие №1 «Механические волны. Акустика. Течение и свойства жидкостей. Биомеханика».

Мотивация темы:

• Обобщение, систематизация знаний по разделу «Механические волны. Акустика. Течение и свойства жидкостей. Биомеханика».

• Понимание особенностей приборов, используемых в изученном разделе, физических основ методов измерения коэффициента поверхностного натяжения, вязкости жидкости, звуковых методов диагностики.

Цель самоподготовки:

После самостоятельной подготовки к итоговому занятию студент должен знать:

• Методы, изученные в данном цикле.

• Физические законы, лежащие в основе методов

• Применение методов в медицине

• Правила техники безопасности

После самостоятельной подготовки к итоговому занятию студент должен уметь:

• Пользоваться приборами, изученными в данном цикле

• Производить расчеты величины и погрешностей измерений

План изучения темы:

1. Механические волны. Акустика.

   1. Уравнение плоской волны.

   2. Параметры колебаний и волн.

   3. Энергетические характеристики волны.

   4. Эффект Доплера.

   5. Звук. Виды звуков. Спектр звука.

   6. Волновое сопротивление.

   7. Объективные и субъективные характеристики звука.

   8. Закон Вебера-Фехнера. Звуковые методы диагностики.

   9. Ультразвук, физические основы применения в медицине.

2. Течение и свойства жидкостей.

   1. Физические основы гемодинамики.

   2. Вязкость.

   3. Формула Ньютона.

   4. Стационарный поток, ламинарное и турбулентное течения.

   5. Формула Пуазейля.

   6. Число Рейнольдса.

   7. Гидравлическое сопротивление.

III механические свойства биологических тканей.

1. Деформация. Виды деформации.

2. Механическое напряжение.

3. Закон Гука.

4. Механические свойства костной ткани

5. Механические свойства мышц.

6. Механические свойства кожи

7. Механические свойства сосудистой ткани.

Методические рекомендации по усвоению материала:

1. Согласно плану изучения темы из предложенного списка литературы отобрать необходимую литературу.

2. Используя литературу, конспекты лекций, записи в рабочих тетрадях, изучить вопросы, представленные в плане

3. Проверить свои знания, ответив устно на вопросы для самоконтроля

4. При необходимости повторить вопросы плана, вызвавшие затруднения.

Вопросы для самоконтроля:

Ответьте устно на вопросы:

1. Что называется колебанием?

2. Что называется механической волной?

3. Какие виды волн Вам известны?

4. Чем отличается продольная волна от поперечной?

5. Запишите уравнение плоской волны, объясните все входящие в него величины.

6. Что называется амлитудой, периодом, частотой, циклической частотой колебания?

7. Какую физическую величину называют длиной волны?

8. Что называется потоком энергии волны? Единицы измерения.

9. Что называют интенсивностью волны? Единицы измерения.

10. Что называется эффектом Доплера?

11. Объясните как используется эффект Доплера в медицине.

12. Что называется акустикой?

13. Что называется звуком?

14. Какие звуки называются тонами, что такое простые и сложные тоны, чем они создаются?

15. Укажите характеристики звукового тона.

16. Что такое сила звука, в каких единицах она измеряется?

17. Что такое звуковое давление, как оно связано с интенсивностью звука?

18. Назовите характеристики слухового ощущения человека. Какими физическими факторами они определяются?

19. Почему для оценки уровня интенсивности звука удобно использовать логарифмическую шкалу?

20. Что такое абсолютный порог слышимости уха?

21. Дайте определение бела (Б) и децибела (дБ).

22. Запишите закон Вебера - Фехнера.

23. Что такое аудиометрия? Какая графическая зависимость называется аудиограммой?

24. Что представляет собой аудиометр? Опишите устройство.

25. Расскажите об аускультации как звуковом методе диагностики заболеваний в клинике.

26. Что такое фонокардиография?

27. В чем заключаются физические основы перкуссии?

28. Что называется ультразвуком?

29. Какие способы получения ультразвука вам известны?

30. Опишите устройство электромеханического излучателя.

31. В чем заключается обратный пьезоэлектрический эффект?

32. Опишите устройство приемника ультразвуковых волн.

33. В чем заключается прямой пьезоэлектрический эффект?

34. Расскажите о медико-биологических приложениях ультразвука.

35. Что называют силой поверхностного натяжения?

36. Какова природа сил поверхностного натяжения?

37. Каково условие устойчивого равновесия жидкостей?

38. Почему при отсутствии внешних сил капля жидкости принимает форму шара?

39. Причина появления сил поверхностного натяжения?

40. Что называется коэффициентом поверхностного натяжения?

41. В каких единицах измеряется?

42. От чего зависит коэффициент поверхностного натяжения?

43. Как изменится коэффициент поверхностного натяжения жидкости при повышении температуры?

44. Объясните, что называется смачиванием, несмачиванием.

45. Что называется краевым углом? Какова его величина для полностью смачиваемых поверхностей, для несмачиваемых поверхностей?

46. Какой вид имеет мениск для жидкости, смачивающей (не смачивающей) капиллярную трубку?

47. Какие явления называются капиллярными?

48. Где используются в медицине капиллярные явления?

49. Как определяется давление Лапласа в случае смачивания, несмачивания?

50. Назовите некоторые методы определения коэффициента поверхностного натяжения и дайте их краткую характеристику.

51. Что называется вязкостью или внутренним трением? Объясните молекулярно-кинетический механизм вязкости.

52. В чем смысл закона Ньютона?

53. Что называется градиентом скорости?

54. Что такое коэффициент внутреннего трения? Каков его физический смысл и единицы измерения в системах СИ и СГС?

55. От чего зависит значение коэффициента вязкости жидкости?

56. Как зависит коэффициент вязкости жидкости от температуры?

57. Какое течение жидкости называется ламинарным?

58. Какое течение жидкости называется турбулентным?

59. Запишите формулу числа Рейнольдса.

60. Как с помощью числа Рейнольдса определить характер течения жидкости?

61. Какие методы определения вязкости жидкостей вам известны?

62. Что называют давлением?

63. В каких единицах измеряется давление?

64. Какое давление считают положительным, отрицательным?

65. Сформулируйте правило Бернулли

66. Запишите формулу гидравлического сопротивления сосудов.

67. Как рассчитать общее сопротивление системы сосудов при параллельном и последовательном их соединении.

68. Что такое систолическое артериальное давление? Чему оно равно у здорового человека в состоянии покоя?

69. Что называется диастолическим артериальным давлением? Чему оно равно у здорового человека в состоянии покоя?

70. С помощью какого прибора измеряют артериальное давление?

71. Какие физические законы лежат в основе измерения артериального давления методом Короткова.

72. Сформулируйте закон Паскаля

73. Сформулируйте условие неразрывности струи.

74. Что называется деформацией?

75. Какие виды деформаций вам известны?

76. Какая деформация называется деформацией растяжения (сжатия)?

77. Какая деформация называется деформацией сдвига?

78. Что называется относительным удлинением?

79. Что называется механическим напряжением?

80. Как определить механическое напряжения для деформации растяжения, сдвига?

81. Сформулируйте закон Гука.

82. Напишите формулу закона Гука для деформации растяжения.

83. Расскажите о механических свойствах костной ткани.

84. Расскажите о механических свойствах кожи.

85. Расскажите о механических свойствах мышц.

86. Расскажите о механических свойствах сосудистой ткани.

Задания на самоподготовку:

1. Определить высоту поднятия воды в стеблях растений с внутренним диаметром d=0,4 мм под действием капиллярных сил. Смачивание стенок считать полным.

2. Площадь соприкосновения слоев текущей жидкости S = 10 см², коэффициент динамической вязкости жидкости  = 10^-3 Пас, а возникающая сила трения между слоями F = 0,1 мН. Определите градиент скорости.

литература:

основная литература

1. Ремизов А.Н. Максина А.Г., Потапенко А.Я. Медицинская и биологическая физика: учеб. для вузов. – 9-е изд., М.: Дрофа, 2010.

2. Ремизов А.Н. Максина А.Г., Потапенко А.Я. Медицинская и биологическая физика: учеб. для вузов. – 6-е изд., М.: Дрофа, 2005.

3. Ремизов А.Н. Максина А.Г., Потапенко А.Я. Медицинская и биологическая физика: учеб. для вузов. – 5-е изд., М.: Дрофа, 2004.

4. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и биофизика. Учебник для студентов мед. вузов. – М.: ГОЭТАР-Медиа, 2005.

5. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и биофизика. Учебник для студентов мед. вузов. – М.: ГОЭТАР-Медиа, 2006.

6. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и биофизика. Учебник для студентов мед. вузов. – М.: ГОЭТАР-Медиа, 2007.

7. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и биофизика. Учебник для студентов мед. вузов. – М.: ГОЭТАР-Медиа, 2008.

8. Антонов В.Ф. Физика и биофизика. Практикум: учебное пособие для студентов мед. и фарм. вузов / Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. – М.: ГОЭТАР-Медиа, 2009.

б) дополнительная литература

1. Биофизика: учеб. для студентов высш. учеб. Заведений / В.Ф.Антонов А.М.Черныш, В.И.Пасечник и др.; Под ред. В. Ф Антонова.-.:ВЛАДОС,2000.-288 с. :ил .

2. Практикум по биофизике : Учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений / В.Ф. Антонов, А.М. Черныш, В.И. Пасечник и др.-М.:ВЛАДОС,2001.-352 с.:ил

3. Губанов, Н.И. Медицинская биофизика: учеб. для мед. ин-тов/ Н.И. Губанов, А.А. Утепбергенов.- М.: Медицина, 1978.- 335 с.: ил.

4. Эссаулова, И.А. Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике: учеб. пособие для мед. спец. Вузов/ И.А. Эссаулова, М.Е. Блохина, Л.Д. Гонцов. - М.: Высш. шк., 1987.- 270 с.: ил

5. Ремизов, А.Н. Сборник задач по медицинской и биологической физике: для мед. спец. вузов/ А.Н. Ремизов, Н.Х. Исакова, А.Г. Максина.- М.: Высш. шк., 1987

6. Руководство к лабораторным занятиям по медицинской и биологической физике:учеб. пособие для студентов лечеб. , медико-профилакт., педиатр. фак. и ВСО/В.И.Жердева, Д.И.Зюбан, В.П.Денисов и др.; ГОУ ВПО "КГМУ Федерал. агентства по здравоохранению и соц. развитию", Каф. биомедфизики, информатики с курсом математики .-Курск: КГМУ,2006.-138 с.:

7. Комиссаров, В.И. Сборник тестовых заданий по медицинской и биологической физике: учеб. пособие для студентов мед. вузов/ В.И. Комиссаров, В.И. Жердева; КГМУ.- Курск: КГМУ, 2002.- 84 с