- •Раздел I. Механика. Молекулярная физика. Термодинамика 16 глава 1. Законы динамики ньютона. Законы сохранения 16
- •Вопросы и задачи к главе I. 33 глава 2. Молекулярно-кинетическая теория газов
- •Глава 3. Применение первого начала термодинамики к процессам в идеальном газе 52
- •Глава 4. Реальные газы 74
- •Вопросы и задачи и вопросы к главе 4. 82 глава 5. Поверхностное натяжение жидкости 82
- •Вопросы и задачи к главе 5 102
- •Вопросы задачи к главе 4 180
- •Глава 5. Электромагнитные колебания и волны 181
- •Вопросы задачи к главе 5 201 глава 6. Оптика 201
- •Вопросы задачи к главе 6 251
- •Раздел III. Атомная, ядерная и квантовая физика
- •Глава 1.Тепловое излучение тел 253
- •Глава 2. Рентгеновское излучение 261
- •Глава 3. Радиоактивность 272
- •Раздел IV. Биофизика 337 глава1 молекулярная биофизика 337
- •Глава 2. Биологические мембраны. 358
- •Введение
- •Раздел I механика. Молекулярная физика. Термодинамика.
- •Глава 1 законы динамики ньютона. Законы сохранения.
- •1.1. Законы ньютона. Основные дифференциальные уравнения движения.
- •Здесь аx , аy , аz - проекции вектора ускорения на оси координат X , y и z;
- •1.4 Физические основы центрифугирования
- •Глава 2. Молекулярно-кинетическая теория газов
- •Примечание 2
- •Глава 3. Применение первого начала термодинамики к процессам в идеальном газе.
- •3.1. Особенности термодинамического метода. Первое начало термодинамики.
- •3.2. Применение первого начала термодинамики к равновесным изопроцессам идеального газа
- •Глава 4. Реальные газы
- •Глава 5. Поверхностное натяжение жидкости
- •5.5 Методы определения коэффициента поверхностного натяжения
- •Глава 6. Вязкость жидкости
- •1. Метод капиллярного вискозиметра (оствальда).
- •2. Метод падающего шарика (стокса)
- •Глава 7 твёрдые и жидкие кристаллы. Стеклообразное состояние вещества. Полимеры.
- •7.1. Фазовые переходы. Плавление, кристаллизация, сублимация.
- •7.2.Кинетические превращения. Стеклование и размягчение
- •7.3. Жидкие кристаллы
- •7.4. Кристаллические модификации твёрдых кристаллов.
- •7.5 Механические свойства твёрдых тел. Закон гука. Упругость и пластичность
- •7.6 Полимеры. Их кристаллическое, стеклообразное, высокоэластическое, вязкотекучее состояние.
- •Глава 8. Процессы переноса
- •8.1. Диффузия
- •8.2. Теплопроводность
- •8.3. Вязкость
- •Раздел II
- •Глава 1. Механические колебания
- •1.3 Смещение, скорость и ускорение гармонически колеблющегося тела
- •1.7. Автоколебания
- •1.8. Сложения гармонических колебаний, направленных по одной прямой. Теорема фурье. Гармонический спектр сложного колебания
- •Вопросы и задачи к главе 1
- •Глава 2. Механические волны
- •2.1 Механические волны, продольные и поперечные волны
- •2.2. Уравнение и график плоской незатухающей гармонической волны
- •Вопросы и задачи к главе 2
- •Глава 3. Звук
- •3.1. Субъективные (физиологические) характеритики восприятия звука и их связь с объективными, физическими характеристиками звуковой волны
- •3.2 Область слышимости
- •3.3. Закон вебера-фехнера
- •3.4. Уровень интенсивности
- •Вопросы и задачи к главе 3
- •Глава 4. Ультразвук. Его применение в медицине инфразвук
- •4.1. Физические свойства ультразвука
- •1. Частотный диапазон ультразвука
- •4.4.Источники и приёмники ультразвука
- •1. Пьезоэлектрические излучатели-приёмники
- •2. Магнитострикционные излучатели ультразвука
- •Вопросы и задачи к главе 4
- •Глава 5. Электромагнитные колебания и волны
- •5.1. Некоторые необходимые сведения об основах электричества и магнетизма.
- •Глава 6. Оптика
- •Раздел III . Атомная, ядерная и квантовая физика
- •Глава 1. Тепловое излучение тел
- •1.2 Спектр теплового излучения абсолютно чёрного тела.Закон вина. Закон стефана-больцмана.
- •Глава 2. Рентгеновское излучение
- •Глава 3. Радиоактивность
- •Глава 4. Дозиметрия ионизирующих излучений
- •Глава 5. Элементы квантовой механики.
- •5.4. Решение уравнения шрёдингера для частицы в потенциальной яме с бесконечно высокими стенками
- •Глава 6. Люминесценция
- •Глава 7. Лазер
- •7.1. Вынужденное излучение. Инверсная заселённость. Метастабильные уровни
- •Глава 8. Оптическая спектроскопия. Ик- спектроскопия. Радиоспектроскопия.
- •8.4. Спектры комбинационного рассеяния
- •Раздел IV. Биофизика
- •Глава 1. Молекулярная биофизика
- •1.Ионная связь
- •2.Ковалентная связь
- •3.Межатомное отталкивание
- •4. Донорно- акцепторная связь
- •5. Водородная связь
- •1. Ориентационная связь
- •3. Индукционная связь
- •3. Дисперсионная связь
- •4. Межмолекулярное отталкивание
- •5. Гидрофобные взаимодействия
- •Глава 2. Биологические мембраны
- •2.3. Жидкостно-мозаичная модель биомембран
- •2.4. Модельные липидные мембраны.
- •2.5. Физические свойства мембран и методы их исследования.
- •2.6. Физическое состояние и фазовые переходы фосфолипидного бислоя
- •Глава 3. Термодинамика биологических систем.
- •3.1 Применение первого начала термодинамики к биологическим системам. Прямая и непрямая калориметрия. Энергетический баланс организма.
- •3.2. Применение второго начала термодинамики к живым системам. Уравнение пригожина.
- •3.3 Сопряженные процессы. Сопряженные процессы созидания и разрушения
- •3.4 Стационарное состояние. Теорема пригожина. Аутостабилизация. Адаптация.
- •Глава 4. Транспорт веществ через биологические мембраны.
- •4.1 Пассивный и активный транспорт веществ
- •Глава 5. Биоэлектрические потенциалы
- •5.1Виды биопотенциалов. Их виды: покоя, действия. Природа биопотенциалов
- •5.2. Методы регистрации биопотенциалов. Микроэлектроды.
- •5.3 Биопотенциалы покоя. Уравнение Гольдмана, уравнение Нернста. Роль ионных насосов в создании биопотенциала покоя
- •Глава 6. Биофизика нервого импульса
- •6.1. Потенциал действия и его свойства
- •6.3.Метод фиксации мембранного потенциала. Ионные токи. Ионные каналы
- •Глава 7. Моделирование биофизических процессов
- •7.1 Моделирование биологических процессов. Моделирование физическое, аналоговое, математическое. Основные требования к моделям.
3.4. Уровень интенсивности
Величины, значения которых меняются в больших пределах удобно представлять в логарифмическом масштабе. Так и представлена интенсивность на рисунке 3.2. По оси интенсивностей на диаграмме слышимости отложены не сами интенсивности, а их десятичные логарифмы. На диаграмме слышимости – уровни интенсивности – десятичные логарифмы отношений интенсивностей звуковой волны к эталонной интенсивности:
(Б) (3.2)
Единица интенсивности звуковой волны бел (Б) соответствует интенсивности, в десять раз большей эталонной . При увеличении интенсивности в 10 раз уровень интенсивности повышается на 1Б, при увеличении в 100 раз.- на 2 Б и т.д.
Десятая доля бела – децибел (дБ ). 1Б = 10 дБ.
3.2 можно записать
(дБ) (3.3)
При увеличении интенсивности в 10 раз уровень интенсивности повышается на 10 дБ, При увеличении в 100 раз – на 20 дБ и т.д.
Так, болевой порог при Гц:
дБ
УРОВЕНЬ ГРОМКОСТИ, ФОН
Уровень громкости LE – субъективная, физиологическая характеристика восприятия звука. Однако, усредняя опытные данные для разных отологически здоровых людей – людей с нормальным слухом, можно сопоставить уровень громкости с объективно измеренными параметрами звуковой волны – интенсивностью и частотой.
Так, согласно закону Вебера–Фехнера уровень громкости LE прямо пропорционален уровню интенсивности LI при эталонной частоте Гц:
Поэтому принято при эталонной частоте Гц считать уровень громкостиLE численно равным уровню интенсивности LI.
Единица измерения уровня громкости - фон – соответствует уровню интенсивности в 1 дБ при частоте 1000 Гц (см. рис. 9.2).
При других частотах уровень громкости не равен численно уровню интенсивности, число фонов не равно числу децибелов. Иногда, правда, фон называют децибелом громкости, но надо понимать его отличие от децибела уровня интенсивности. Найти уровень громкости по уровню интенсивности для частоты, отличной от 1000 Гц можно, воспользовавшись кривыми равной громкости (см. рис. 3.2) Кривая равной громкости – это график зависимости уровня интенсивности от частоты для звуков, воспринимаемых, как звуки одинаковой громкости. Кривые равной громкости получены на основе усреднения большого опытного материала для многих отологически здоровых людей.
Для людей с ослабленным слухом кривые равной громкости поднимаются вверх по сравнению со стандартом – ГОСТ-ом. По этому можно судить о степени потери слуха пациента ΔLE при разных чаcтотах. Потеря слуха
где уровень громкости данного звука для пациента, апо ГОСТ-у. Если ΔLE < 0 – пациент глуховат, а если ΔLE > 0 – отличается особенно острым слухом. При обследовании органов слуха пациентов принято применять тональную пороговую аудиометрию. Потеря слуха оценивается по повышению кривой порога слышимости пациента по отношению к пороговой кривой по ГОСТ-у (см. рис.3.6).
Рис. 3.6 Тональная пороговая аудиометрия. 1 – кривая порога слышимости по ГОСТ-у, 2 – для пациента (объяснения в тексте).
Потеря слуха ΔLE в этой методике принимается численно равной
где пороговый уровень интенсивности на данной частоте по ГОСТ-у, а- для пациента.
График зависимости ΔLE() - потери слуха от частоты называется аудиограммой. Для каждого человека аудиограмма индивидуальна.
Повреждение органов слуха – глухота – тяжёлая, одна из самых трудно излечимых патологий. Причин этого заболевания много. Одна из самых распространённых – превышение уровня дискомфорта – приблизительно 75 фон. К сожалению, на улицах больших городов, в метро, на многих производствах, на дискотеках уровень дискомфорта значительно превышается. Это приводит не только к ослаблению слуха, но и ко многим другим болезням: снижению работоспособности, повышенной утомляемости, нервным и психическим расстройствам.
Следует отметить, что есть и нижний уровень дискомфорта – 20 фон. Полное безмолвие угнетающе действует на человека и может привести к серьёзным болезням.
К сожалению, в наше время многие люди с повреждённым слуховым нервом, и даже глухонемые, стали жертвой сильнодействующих фармацевтических препаратов, например, антибиотиков, которыми их лечили в грудничковом возрасте. Задача фармацевтов – создавать препараты, лишённые вредных побочных действий.