Биоэлектрические потенциалы.
Биопотенциалы и их ионная природа. Диффузный потенциал. Равновесный мембранный потенциал. Стационарный потенциал Гольдмана- Ходжкина. Потенциал, создаваемый при работе электрогенной помпы. Потенциал действия. Внешние электрические поля тканей и органов. Токовый генератор.
Самостоятельное изучение курса «Физика и биофизика» предусматривает выполнение одной контрольной работы. Контрольная работа позволяет определить степень усвоения студентом понятий и категорий физики и биофизики и предусматривает:
- самостоятельную работу с учебной литературой (список приводится ниже ответов);
- раскрытие содержательной характеристики вопросов, предложенных в соответствующих вариантах контрольных работ. Отвечать только на поставленные вопросы.
Контрольная работа должна быть выполнена в рамках следующих требований:
- объем контрольной работы должен быть не менее 12 листов рукописного текста или подготовленного и распечатанного на компьютере (желателен компьютерный вариант).
- титульный лист выполняется по стандарту, указанному в приложении 1 к данным методическим рекомендациям.
- перед изложением содержания каждого ответа необходимо написать № вопроса и полный текст вопроса;
- обязательна нумерация страниц и наличие полей слева (не менее 3 см), справа (1 см), вверху и внизу (2 см) на каждой странице;
- формулы можно вписывать вручную, если контрольная в компьютерном исполнении;
- обязательно приводится список использованной литературы;
- в конце работы ставится подпись автора и дата окончания;
- работа должна быть сдана в деканат факультета до 1 мая текущего года, иначе она не будет рассматриваться.
При возникновении неясных вопросов необходимо обращаться за консультацией на кафедру медицинской и биологической физики (тел. 8-3812-23–02-11) или в деканат (тел. 8-3812-24-79-27).
Несоблюдение указанных требований или неудовлетворительное содержание работы могут быть основанием для повторного выполнения работыпо варианту, указанному преподавателем.
ПЛАН ЛЕКЦИЙ
1. Колебания и волны. Характеристики звуковых волн. Ультразвук и его применение в медицине.
2. Физические основы гидродинамики и гемодинамики.
3. Люминесценция, флюоресценция и электрический ток в газах.
4. Волновая оптика.
5. Механизм оптического излучения. Оптические квантовые генераторы.
6. Рентгеновское излучение.
7. Физика ядра. Радиоактивность.
8. Дозиметрия ионизирующего излучения.
9. Структурные основы функционирования мембран.
10. Биоэлектрические потенциалы.
ПЛАН ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ И ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. Вводное занятие. Теория погрешностей измерений.
2. Практическое занятие “Колебания, волны и звук”.
3. Лабораторная работа “Снятие спектральной характеристики уха на пороге слышимости”.
4. Лабораторная работа “Измерение артериального давления”.
5. Лабораторная работа. “Поляризация света. Устройство поляриметра”.
6. Лабораторная работа. “ Устройство спектроскопа и определение с его помощью длин волн неизвестных элементов”.
7. Практическое занятие “ Рентгеновское излучение”.
8. Практическое занятие “ Дозиметрия ионизирующего излучения”.
9. Лабораторная работа. “ Изучение основ вероятностного метода диагностики на ЭВМ”.
10. Лабораторная работа. “ Изучение математической модели фармакокинетики”.
11. Лабораторная работа. “ Изучение механизмов транспорта ионов через биологические мембраны”.
12. Практическое занятие “ Электрогенез биопотенциалов”.
13. Лабораторная работа. “ Электропроводность электролитов в поле постоянного тока”.
14. Коллоквиум по биофизике.
15. Итоговое занятие.
ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Вариант контрольной работы выбирается в соответствии с последней цифрой номера зачетной книжки.
Вариант 1
1. Деформация. Виды деформации (упругая, пластическая, растяжения, сжатия, изгиба, сдвига, кручения).
2. Ламинарное и турбулентное течение. Число Рейнольдса. Звуковой феномен турбулентного течения и его информационная значимость для диагностики.
3. Виды волн (механические и электромагнитные). Продольная и поперечная волна. Природа звука. Тоны и шумы.
4. Законы отражения и преломления света. Абсолютный и относительный показатели преломления.
5. Дифракция света. Дифракционная решетка. Формула дифракционной решетки. Образование дифракционного спектра. Дифракционный спектроскоп.
6. Спектроскопия и ее виды. Устройство спектроскопа и ход лучей в нем.
7. Классификация устройств съема медицинской информации. Основные требования, предъявляемые к устройствам съема.
8. Методы управления лучом трубки осциллографа и получение изображения процесса на экране. Назначение регуляторов приборной панели осциллографа.
9. Методы физиотерапевтического воздействия (дарсонвализация): назначение и фактор воздействия; используемая частота; вид терапевтического контура; вызываемый эффект.
Вариант 2
1. Сила упругости, ее природа и направление. Механическое напряжение, единицы измерения механического напряжения. Закон Гука. Модуль упругости, его физический смысл и единицы измерения.
2. Давление, единицы измерения давления. Виды давления. Приборы, используемые для измерения давления: жидкостный и металлический манометры.
3. Объективные характеристики звуковой волны. Логарифмическая шкала силы звука.
4. Явление полного внутреннего отражения. Предельный угол падения. Предельный угол преломления.
5. Механизм возникновения изображения в объективе микроскопа. Основные понятия теории Аббе.
6. Принцип Гюйгенса-Френеля. Интерференция света. Условие максимумов и минимумов при интерференции. Применение интерференциив медицине. Голография.
7. Современные представления о строение атома и их противоречия классическим представлениям. Постулаты Бора.
8. Генератор развертки в осциллографе.
9. Методы физиотерапевтического воздействия (индуктотермия,): назначение и фактор воздействия; используемая частота; вид терапевтического контура; вызываемый эффект; формулы тепловыделения.
10. Электрический диполь. Характеристики поля электрического диполя (распределение силовых линий, дипольный момент, потенциал диполя).
Вариант 3
1. Диаграмма напряжений (графическое представление). Предел упругости, предел текучести, предел прочности.
2. Уравнение Бернулли - основной закон гидродинамики и его следствие. Статическое, динамическое, гидростатическое давления, их физический смысл и способы измерения.
3. Субъективные характеристики звуковой волны. Закон Вебера-Фехнера. Логарифмическая шкала громкости. Аудиометрия.
4. Устройство и принцип действия рефрактометра.
5. Предел разрешения. Разрешающая способность оптических систем. Способы уменьшения предела разрешения.
6. Основные положения квантовой механики. Волновая функция, и ее физический смысл.
7. Датчики-преобразователи, их назначение. Входные неэлектрические величины, обусловленные жизненными функциями. Классификация датчиков, принцип работы, физико-технические и конструктивные характеристики: а) биоуправляемые активные; б) биоуправляемые пассивные; в) энергетические. Основные метрологические характеристики датчиков.
8. Чувствительность осциллографа и ее определение. Сложение двух взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу и их получение на экране осциллографа.
9. Методы физиотерапевтического воздействия (УВЧ-терапия): назначение и фактор воздействия; используемая частота; вид терапевтического контура; вызываемый эффект; формулы тепловыделения.
10. Понятие токового диполя и величины его характеризующие (дипольный момент, потенциал).
Вариант 4
1. Особенности строения и физические свойства неорганических и органических веществ и полимеров. Механические свойства твердых и мягких тканей организма.
2. Течение реальной жидкости по горизонтальной трубе с постоянным сечением. Вязкость жидкости. Коэффициент вязкости и единицы измерения. Методы определения вязкости.
3. Физические основы звуковых методов исследования.
4. Геометрическая оптика и ее основные понятия. Понятие линзы и их виды. Основные характеристики линзы (главная оптическая ось, оптический центр, побочная ось, главная плоскость, главный фокус, фокальная плоскость и фокусное расстояние).
5. Естественный и поляризованный свет. Поляризация света при отражении и преломлении и при двойном лучепреломлении. Строение кристалла исландского шпата (оптическая ось, главное сечение кристалла). Свойства обыкновенного и необыкновенного лучей. Дихроизм.
6. Оптические атомные спектры. Оптические молекулярные спектры. Спектры испускания и поглощения и способы их получения.
7. Проводимость проводников и полупроводников. Зависимость сопротивления чистых металлов и их сплавов от температуры. Зависимость сопротивления полупроводников от температуры.
8. Электрические колебания. Идеальный колебательный контур. Явления, происходящие в идеальном колебательном контуре. Графики силы тока в контуре и напряжения на конденсаторе. Период (формула Томсона) и частота электрических колебаний.
9. Методы физиотерапевтического воздействия (ДЦВ и микроволновая терапия): назначение и фактор воздействия; используемая частота; вид терапевтического контура; вызываемый эффект..