- •-ХКолебания и волны. Звук. Ультразвук.
- •3. Свободные и вынужденные колебания. Собственная частота колебаний системы. Явление резонанса. Примеры.
- •4. Физические и психофизические характеристики звука: интенсивность, акустическое давление, частота, громкость, высота тона, спектр, тембр. Их взаимное соответствие.
- •5. Особенности восприятия звука. Закон Вебера-Фехнера. Децибельная шкала громкости.
- •Закон Вебера-Фехнера.
- •Децибельная шкала
- •6. Звуковые методы исследования в медицине: перкуссия, аускультация. Фонокардиография.
- •Аускультация
- •Перкуссия
- •Фонокардиография
- •7. Ультразвук. Получение и регистрация ультразвука на основе обратного и прямого пьезоэлектрического эффекта.
- •8. Взаимодействие ультразвука различной частоты и интенсивности с веществом. Применение ультразвука в медицине.
- •Электромагнитные колебания и волны.
- •4.Шкала электромагнитных волн. Классификация частотных интервалов, принятая в медицине
- •5.Биологическое действие электромагнитного излучения на организм. Электротравматизм.
- •6.Диатермия. Увч-терапия. Индуктотермия. Микроволновая терапия.
- •7.Глубина проникновения неионизирующих электромагнитных излучений в биологическую среду. Ее зависимость от частоты. Методы защиты от электромагнитных излучений.
- •Медицинская оптика
- •1. Физическая природа света. Волновые свойства света. Длина световой волны. Физические и психофизические характеристики света.
- •2. Отражение и преломление света. Полное внутреннее отражение. Волоконная оптика, ее применение в медицине.
- •5. Разрешающая способность и предел разрешения микроскопа. Пути повышения разрешающей способности.
- •6. Специальные методы микроскопии. Иммерсионный микроскоп. Микроскоп темного поля. Поляризационный микроскоп.
- •Квантовая физика.
- •2. Линейчатый спектр излучения атомов. Его объяснение в теории н.Бора.
- •3. Волновые свойства частиц. Гипотеза де-Бройля, ее экспериментальное обоснование.
- •4. Электронный микроскоп: принцип действия; разрешающая способность, применение в медицинских исследованиях.
- •5. Квантово-механическое объяснение структуры атомных и молекулярных спектров.
- •6. Люминесценция, ее виды. Фотолюминесценция. Закон Стокса. Хемилюминесценция.
- •7. Применение люминесценции в медико-биологических исследованиях.
- •8. Фотоэлектрический эффект. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Фотодиод. Фотоэлектронный умножитель.
- •9. Свойства лазерного излучения. Их связь с квантовой структурой излучения.
- •10. Когерентное излучение. Принципы получения и восстановления голографических изображений.
- •11. Принцип работы гелий-неонового лазера. Инверсная населенность энергетических уровней. Возникновение и развитие фотонных лавин.
- •12. Применение лазеров в медицине.
- •13. Электронный парамагнитный резонанс. Эпр в медицине.
- •14. Ядерный магнитный резонанс. Использование ямр в медицине.
- •Ионизирующие излучения
- •1. Рентгеновское излучение, его спектр. Тормозное и характеристическое излучение, их природа.
- •3. Применение рентгеновского излучения в диагностике. Рентгеноскопия. Рентгенография. Флюорография. Компьютерная томография.
- •4. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом: фотопоглощение, когерентное рассеяние, комптоновское рассеяние, образование пар. Вероятности этих процессов.
- •5. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Период полураспада. Единицы активности радиоактивных препаратов.
- •6 Закон ослабления ионизирующих излучений. Коэффициент линейного ослабления. Толщина слоя половинного ослабления. Массовый коэффициент ослабления.
- •8. Получение и применение радиоактивных препаратов для диагностики и лечения.
- •9. Методы регистрации ионизирующего излучений: счетчик Гейгера, сцинтилляционный датчик, ионизационная камера.
- •10. Дозиметрия. Понятие о поглощенной, экспозиционной и эквивалентной дозе и их мощности. Единицы их измерения. Внесистемная единица – рентген.
- •Биомеханика.
- •1. Второй закон Ньютона. Защита организма от избыточных динамических нагрузок и травматизма.
- •2. Виды деформации. Закон Гука. Коэффициент жесткости. Модуль упругости. Свойства костных тканей.
- •3. Мышечные ткани. Строение и функции мышечного волокна. Преобразование энергии при мышечном сокращении. Кпд мышечного сокращения.
- •4. Изотонический режим работы мышц. Статическая работа мышц.
- •5. Общая характеристика системы кровообращения. Скорость движения крови в сосудах. Ударный объем крови. Работа и мощность сердца.
- •6. Уравнение Пуазейля. Понятие о гидравлическом сопротивлении кровеносных сосудов и о способах воздействия на него.
- •7. Законы движения жидкости. Уравнение неразрывности; его связь с особенностями системы капилляров. Уравнение Бернулли; его связь с кровоснабжением мозга и нижних конечностей.
- •8. Ламинарное и турбулентное движение жидкости. Число Рейнольдса. Измерение артериального давления по методу Короткова.
- •9. Уравнение Ньютона. Коэффициент вязкости. Кровь как неньютоновская жидкость. Вязкость крови в норме и при патологиях.
- •Биофизика цитомембран и электрогенеза
- •1. Явление диффузии. Уравнение Фика.
- •2. Строение и модели клеточных мембран
- •3. Физические свойства биологических мембран
- •4. Концентрационный элемент и уравнение Нернста.
- •5. Ионный состав цитоплазмы и межклеточной жидкости. Проницаемость клеточной мембраны для различных ионов. Разность потенциалов на мембране клетки.
- •6. Потенциал покоя клетки. Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца
- •7. Возбудимость клеток и тканей. Методы возбуждения. Закон «все или ничего».
- •8. Потенциал действия: графический вид и характеристики, механизмы возникновения и развития.
- •9. Потенциал-зависимые ионные каналы: строение, свойства, функционирование
- •10. Механизм и скорость распространения потенциала действия по безмякотному нервному волокну.
- •11. Механизм и скорость распространения потенциала действия по миелинизированному нервному волокну.
- •Биофизика рецепции.
- •1. Классификация рецепторов.
- •2. Строение рецепторов.
- •3. Общие механизмы рецепции. Рецепторные потенциалы.
- •4. Кодирование информации в органах чувств.
- •5. Особенности светового и звукового восприятия. Закон Вебера-Фехнера.
- •6. Основные характеристики слухового анализатора. Механизмы слуховой рецепции.
- •7. Основные характеристики зрительного анализатора. Механизмы зрительной рецепции.
- •Биофизические аспекты экологии.
- •1. Геомагнитное поле. Природа, биотропные характеристики, роль в жизнедеятельности биосистем.
- •2. Физические факторы, имеющие экологическую значимость. Уровни естественного фона.
- •Элементы теории вероятности и математической статистики.
- •Свойства выборочного среднего
3. Применение рентгеновского излучения в диагностике. Рентгеноскопия. Рентгенография. Флюорография. Компьютерная томография.
Рентгеноскопия: рентгеновская трубка, пациент, светящийся экран, линза (фокус на фотопленку). Преимущества:
Изучение в движении
Экономичность
Недостатки:
Большая лучевая нагрузка
Слабое разрешение
Рентгенография: рентгеновская трубка, пациент. Преимущества:
Малая лучевая нагрузка
Хорошо видны мелкие детали
Остается документ
Недостатки:
Нельзя изучать в движении
Большая стоимость (на 1м2 – 4 г Ag)
Снимок получается не сразу
Флюорография – рентгенологическое исследование, заключающееся в фотографировании флуоресцентного экрана, на котором спроецировано рентгенологическое изображение. Дает уменьшенное изображение объекта. Выделяют мелко- и крупнокадровую. В наст время пленочная флюорография заменяется цифровой.
Компьютерная томография – метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта. Метод основан на измерении и на сложной компьютерной обработке разности ослабления рентгеновского излучения разными по плотности тканями. Рентгеновская компьютерная томография – томографический метод исследования внутренних органов и тканей человека с использованием рентгеновского излучения.
_______________________________________________________________________________________
4. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом: фотопоглощение, когерентное рассеяние, комптоновское рассеяние, образование пар. Вероятности этих процессов.
Рентгеновский квант теряет свою энергию частями, отдавая ее множеству атомов, производя их ионизацию. В металле выбитым электронам находится замена при ионизации, в молекулярных структурах это факт серьезных повреждений. Жесткое излучение проникает на большую глубину, наоборот – мягкое. Чем больше энергия квантов, тем длиннее пробег в ве-ве до полной потери энергии, тем глубже излучение проникает в ве-во, тем труднее защита от него.
Ослабление рентгеновского излучения описывается законом Бугера (если преграда – слоистая структура):
I=I0e-μx
I– интенсивность излучения, прошедшего слой вещества толщиной х
I0– интенсивность излучения при х=0, на входе в препарат
Μ – коэф. Линейного ослабления излучения (зависит от свойств ве-ва и излучения).
d1/2=ln2/μ; μ=ln2/d1/2
d1/2– слой половинного ослабления
I0
1/2I0
0d1/2x
Массовый коэф ослабления: μ`= μ/ρ (ρ – плотность ве-ва-поглотителя)
Когерентное рассеивание – мягкое рентгеновское излучение, у кот энергия квантов меньше энергии ионизирующих атомов поглощения среды: hν=Aи. Он приводит атом в возбужденное состояние, но через некоторое время возвращается в обычное состояние, излучив вторичный рентгеновский квант. При этомhν`=hνэто квант нового направления.
Фотопоглощение – главный процесс поглощения квантов с относительно низкой энергией hν, но достаточной для ионизации. Основной процесс поглощения энергии рентгеновского излучения при энергии квантов (Еквант) = 200кэВ. При фотопоглощении квант с энергиейhνпревосходит энергию связи электронов в атоме Ек, выбивает его, и сообщает новую кинетич энергию:hν=Ек+Екин. Свободное место занимается новым электроном.
Эффект Комптона – рассеяние квантов электромагнитного излучения на свободные электроны. Частица может иметь скорость (с=3*108м/с). Формула Эйнштейна: Е=mc2, сл-но,m=hν/c2, тогда импульс кванта:p=mc=hν/c.
Образование пар. hν=>е0-1+е0+1(1)
Позитрон – античастица электрона – имеет m=me, но «+» заряд (0,511 МэВ)
hν>0,511+0,511=1,022МэВ
превращение (1) произойдет, если hν>1,022МэВ оказывается в поле атомного ядра. Она реализуется, как Екинэлектрона и позитрона, поделенного между ним поровну. Энергия растет и увел-ся образование пар. Быстрый электрон тормозится, становится источником рентгеновского излучения, позитрон – рассеивает Екин. Образ-ся 2 кванта с энергией 0,511 МэВ, имеющие противоположное направление.
Виды взаимодействия с веществом:
1.α-частица, главным образом ионизирует атомы ве-ва
2.β-частица – возбуждает атомы ве-ва
3.Протоны и нейтроны могут как ионизировать, так и выдавать ядерные реакции.
Нейтронное излучение – самое вредное для организма электромагнитное излучение.
Взаимодействие по 4-м схемам:
Когерентное взаимодействие – зависит от состояния энергии ионизации изм-ся только угол
Eион>hν
●
hν hν`
hν=hν`
Фотоэффект : hν≥Eиониз
hν=Eиониз+mυ2/2
ӗ
●
hν
Комптон- эффект hν>Eиониз
hν=Eиониз+hν`+mυ2/2
● ӗ
hν hν`
Квантовый эффект Еиониз>hν
hν→e-+e+
Eγ=hν=2mec2
Z●
_______________________________________________________________________________________