- •Лекция 1
- •Физика- это наука, изучающая простейшие и наиболее общие
- •Медицинская и биологическая физика
- •Несколько примеров определения биофизики:
- •Биофизика- это физика живых систем
- •Выделяются 3 точки зрения относительно того, могут ли биологические системы быть описаны с
- •А. Вольта 1799
- •Лазарев П.П. – один из основоположников
- •3 раздела биофизики
- •Биомеханика- это раздел биофизики,
- ••Периодические механические
- •Примеры :
- •Различные виды колебаний:
- •Свободные колебания –это колебания,
- •Свободные затухающие колебания
- •Вынужденные колебания
- •Резонанс – это явление резкого возрастания амплитуды колебаний при совпадении частоты собственных колебаний
- •«Живой организм – это набор многих автоколебательных
- •Биения
- •Диагностические методы исследования сердца, основанные на механических колебаниях
- •2.Кинетокардиография (ККГ) – это регистрация
- ••Механическая волна
- •Бегущая волна переносит энергию.
- •I Ф -это физическая величина, равная
- •Вектор Умова
- ••Эффект Доплера и его
- •набл зв набл ист
- •Источник звука неподвижен Источник звука приближается к уху
- •Эффект Доплера используется для определения
- •Допплерометрия
- •Спектральный допплер позволяет выявить 2 типа течения крови: ламинарное и
- •Двухмерное цветовое доплеровское картирование при нарушении оттока из левого желудочка. Относительно низкая скорость
«Живой организм – это набор многих автоколебательных
систем с периодом 24-25 часов» |
Норберт |
Винер |
|
При автоколебаниях система активна-
адаптация
|
Сложное колебание и его |
||||
|
гармонический спектр |
||||
|
|
Виды колебаний |
x |
||
Простые |
|
|
Шумы |
|
|
|
Сложные |
t |
|||
x |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
A |
спектр |
|
|
|
|
сплошной |
||
|
t |
А |
|
||
|
|
|
|||
|
спект |
|
ν |
||
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
А |
линейчатыр |
|
|
||
|
й |
|
ν |
|
|
|
ν |
|
Теорема Фурье: Всякое |
||
Спектр – это график |
сложное, но периодическое |
||||
колебание можно представить |
|||||
зависимости амплитуды |
|||||
от частоты или набор |
в виде суммы простых |
||||
частот с указанием их |
колебаний с частотами, |
||||
интенсивности |
|
кратными основной частоте |
Биения
Возникают в результате сложения двух колебаний со слегка различающимися частотами
биен 1 2
Слух воспринимает биения как рост и падение интенсивности
Задача : Прямой сигнал УЗ 800 кГц, а отраженный - 799кГц. Услышит ли человек этот звук?
Диагностические методы исследования сердца, основанные на механических колебаниях
1.Баллистокардиография (БКГ) – это регистрация пульсовых микроперемещений тела, обусловленных выбрасыванием толчков крови из желудочков сердца в крупные сосуды. При этом возникает явление отдачи.
Анализ баллистокардиограммы позволяет судить о движении крови и состоянии сердечной деятельности.
.
2.Кинетокардиография (ККГ) – это регистрация |
низкочастотных вибраций стенки грудной клетки, |
обусловленных сердечной деятельностью. |
В данном методе определяются перемещение (ККГх), скорость перемещения (ККГυ), а также ускорение (ККГa), для колебаний
грудной клетки. На рисунке представлено сопоставление различных кинетокардиограмм.
•Механическая волна
Уравнение волны
Механическая волна-это распространение механических колебаний в упругой среде
Математическое |
Уравнение волны описывает |
|||||||
представление волны:S f (x,t) |
Зависимость смещения |
|||||||
|
2 |
S |
2 |
2 |
S |
частиц среды от координат |
||
|
|
и времени |
||||||
t2 |
x2 |
S |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Волновое уравнение
S Acos( (t - x))
Его решение.
Уравнение плоской волны
0
Х
λ
Х
Бегущая волна переносит энергию.
Условие существования волны:
1.Упругая среда 2.Инерция
Пример: Волна давления в артериях. 1. Упругость стенок
2. Кровь
или |
Поток энергии и |
|||
[Вт |
интенсивность волны |
|||
|
Энергетические характеристики волны: |
|||
1. Энергия W , Дж |
|
|
||
2.Поток энергии |
|
-это физическая |
||
|
(устар. Мощность) |
|||
|
величина, равная |
|||
Ф W |
Ф dW |
, Вт |
отношению энергии, |
|
переносимой |
||||
|
t |
dt |
|
волной, ко времени. |
3. Плотность потока энергии = |
||||
= интенсивность волны |
|
Ф |
W |
I S |
I t S |
I dW |
Вт |
||
dt S |
|
м |
2 |
|
|
I Ф -это физическая величина, равная
Sпотоку энергии волны через единицу площади, перпендикулярной к направлению распространения волны.
4.Объемная плотность энергии волны
W |
Дж |
|
-это средняя энергия |
|||||
колебательного |
||||||||
wp |
V |
|
м |
3 |
|
|||
|
|
|
|
движения, приходящегося на |
||||
|
|
|
|
|
|
единицу объема среды |
||
|
|
|
|
|
|
|
Или: это энергия в единице |
|
wp 1 |
A2 2 |
|
|
объема |
||||
|
|
|
||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
Вектор Умова
Вектор Умова – это вектор плотности потока энергии волны, направленный в сторону переноса энергии волной
Он равен:
I w
1 |
2 |
2 |
|
I 2 |
|
||
A |
I ~ A2 |
Умов Н. А. (1846-1915) |