- •Міністерство освіти і науки України
- •Isbn 966–7619–42–7 © Панаіт т. І., Пуга г. Д., Різак в. М., 2007 Зміст
- •Розділ 1 метрологія і біометрія
- •Основи метрології та біометрії
- •Особливості методів оцінки медичної інформації
- •Оцінка достовірності показників в медицині. Елементи теорії похибок
- •Методи оцінки медичної інформації
- •1.1. Лабораторна робота № 1 Використання в медико-біологічних дослідженнях розподілу Гаусса
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •1.2. Лабораторна робота № 2 Кореляційний аналіз зв’язків між випадковими змінними величинами в медицині
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Розділ 2 основи біомеханіки і молекулярних явищ
- •2.1. Лабораторна робота № 1 Вимірювання параметрів періодичних процесів
- •Теоретичні відомості
- •Опис установки
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •2.2. Лабораторна робота № 2 Заняття спектральної характеристики слуху-аудіограми—на порозі чутності
- •Теоретичні відомості
- •Опис установки
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •2.3. Лабораторна робота № 3 Визначення коефіцієнта в’язкості рідини за допомогою капілярного віскозиметра
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •2.4. Лабораторна робота № 4 Визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини методом відриву краплини
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •2.5. Лабораторна робота №5 Визначення параметрів оточуючого середовища
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •2.6. Лабораторна робота №6 Визначення тиску крові людини
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Розділ 3 електродинаміка та електронна медична апаратура
- •Правила техніки безпеки при виконанні робіт даного розділу
- •3.1. Лабораторна робота № 1 Дослідження роботи випрямляча змінного струму
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •3.2. Лабораторна робота № 2 Вивчення роботи транзисторного підсилювача
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •3.3. Лабораторна робота №3 Вивчення роботи електронного осцилографа
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •3.4. Лабораторна робота № 4 Вивчення роботи електрокардіографа
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •3.5. Лабораторна робота №5 Дослідження апарата для увч-терапії
- •Теоретичні відомості
- •Опис установки
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •3.6. Лабораторна робота №6 Вивчення роботи реографа
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Послідовність виконання роботи
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Розділ 4 квантовооптичні явища
- •4.1. Лабораторна робота № 1 Вивчення фізичних основ мікроскопії
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •4.2. Лабораторна робота № 2 Вивчення фізичних основ рефрактометрії
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •4.3. Лабораторна робота № 3 Вивчення основ спектрометричних вимірювань
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •4.4. Лабораторна робота № 4 Визначення концентрації цукру у розчині поляризаційним методом
- •Теоретичні відомості
- •Опис поляриметра су-4
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •4.5. Лабораторна робота № 5 Вивчення фізичних основ дифрактометрії
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •4.6. Лабораторна робота № 6 Визначення концентрації розчину за допомогою фотоелектроколориметра
- •Теоретичні відомості
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Додатки
- •6. Трансмембранний градієнт для натрію у хворих гіпертонічною хворобою
- •7. Трансмембранний градієнт для калію у хворих гіпертонічною хворобою
- •8. Вміст калію (в м-екв/л) в плазмі крові хворих гіпертонічною хворобою
- •9. Молярний коефіцієнт к/Na в сечі хворих гіпертонічною хворобою
- •10. Молярний коефіцієнт Na/к в слині хворих гіпертонічною хворобою
- •11. Залишковий азот в крові (мг %) хворих гіпертонічною хворобою
- •12. Хлориди (в м-екв/л) в добовій сечі хворих гіпертонічною хворобою
- •13. Хлориди (в м-екв/л) в сиворотці крові хворих гіпертонічною хворобою
- •15. Вміст Cu
- •16. Вміст азоту
- •17. Вміст кальцію
- •18. Вміст фосфору
- •19. Вміст калію
- •20. Вміст амонію
- •21. Вміст Na2o
- •22. Вміст к2о
- •23. Вміст р2о5
- •24. Вміст кобальту
- •25. Вміст нікелю
- •26. Вміст свинцю
- •27. Вміст хрому
- •28. Вміст молібдену
- •Додаток 1.2.1
- •Основні фізичні константи
Послідовність виконання роботи
1. Встановити в мікроскоп об’єктив і окуляр.
2. Закріпити об’єктний мікрометр у центрі предметного столика мікроскопа. Спостерігаючи в окуляр, освітити поле зору мікроскопа, повертаючи дзеркало освітлювача.
3. Опустити тубус мікроскопа майже до співдотику об’єктива з об’єктивним мікрометром. Піднімаючи тубус мікроскопа з допомогою кремальєри, добитися чіткого зображення шкали об’єктного мікрометра.
4. Витягнути окуляр з тубуса мікроскопа і вкласти в нього окулярний мікрометр так, щоб його поділки можна було чітко побачити в полі зору окуляра. Вставити окуляр на місце, встановити поділки шкали окулярного і об’єктивного мікрометрів паралельно одна одній.
5. Зробити відліки а1 і а2, тобто підрахувати, скільки цілих поділок (а2) окулярної шкали в (а1) цілих проділках об’єктивної шкали (див. рис.4.1.2). За формулами (4.1.8) і (4.1.9) розрахувати кратність об’єктива К1 і збільшення мікроскопа Y.
Таблиця 4.1.1.
№ |
l1 |
l1 |
a1 |
a2 |
K1 |
K2 |
Y |
|
мм |
мм |
поділок |
поділок |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
1. Вимірювання провести з об’єктивами
із різним збільшенням.
2. Результати вимірів і обчислень записати в таблицю 4.1.1.
3. За завданням викладача визначити реальні
розміри мікроскопованого об’єкта.
4. Записати висновки.
Контрольні запитання
1. Нарисувати та пояснити хід променів в мікроскопі.
2. Роздільна здатність мікроскопа та методи її збільшення.
3. Межа розділення мікроскопа.
4. Апретурний кут об’єктива мікроскопа і його
числова апертура.
5. Вивести формулу збільшення мікроскопа.
6. Пояснити сферичну і хроматичну аберації.
4.2. Лабораторна робота № 2 Вивчення фізичних основ рефрактометрії
Мета роботи:вивчити будову і принцип роботи рефрактометра, явище заломлення світла, навчитися визначати концентрацію прозорих рідин з допомогою рефрактометра.
Обладнання:рефрактометр, пробірки з розчинами сахарози різної концентрації, дистильована вода, піпетки, вата або фільтрувальний папір.
Теоретичні відомості
Встановлено, що швидкість поширення світла в різних прозорих середовищах різна і менша, ніж швидкість поширення світла в вакуумі. На межі поділу двох різних оптично однорідних середовищ відбувається відбивання і заломлення світла. Для цих явищ встановлені відомі закони геометричної оптики і такі поняття:
1. Кут падіння, відбивання, заломлення— це кут між відповідним променем і перпендикуляром, опущеним в точку падіння променя.
2. Показник заломлення — n.
а) Абсолютнийпоказник заломлення показує, у скільки разів швидкість світла в певному середовищі (v) менша швидкості світла в вакуумі (с):
. (4.2.1)
Це безрозмірна величина, рівна для вакууму одиниці і різна для різних речовин. Нижче наведені значення абсолютних показників заломлення для деяких речовин при освітленні їх жовтим світлом (довжина хвилі = 589 нм):
Таблиця 4.2.1.
Речовина |
Показник заломлення n |
Повітря |
1,0003 |
Вода |
1,333 |
Спирт етиловий |
1,362 |
Гліцерин |
1,47 |
Кедрове масло |
1,52 |
Канадський бальзам |
1,53 |
Скло (легкий крон) |
1,57 |
Алмаз |
2,42 |
б) відноснийпоказник заломленняn2-1другого середовища (n2) відносно першого (n1) — враховує, що показники заломлення середовищ обернено пропорційні швидкостям поширення світла в цих середовищах:
, (4.2.2)
де — кут падіння променя,— кут заломлення.
Рис.4.2.1. Хід променів на межі поділу
двох середовищ (n1>n2).
При проходженні променя світла з оптично густішого середовища n1(рис.4.2.1 зліва) в менш оптично густе середовищеn2, (із скла в воду), згідно закону заломлення, кут падінняменший від кута заломлення . При деякому значенні кута падіння= А (рис.4.2.1 у центрі) кут заломленнястане рівним 90, тобто заломлений промінь не входить у друге середовище, а ковзає на межі поділу середовищ. Кут падінняА, якому відповідає кут заломлення= 90, називаєтьсяграничним. При значеннях кутабільших кута А світло буде повністю відбиватися в перше середовище; таке явище називаєтьсяповним внутрішнім відбиванням(рис.4.2.1 справа).
Згідно закону заломлення:
або .
Це означає, що за виміряним значенням граничного кута Агрможна визначити відносний показник заломлення, а при відомому показнику заломлення одного з середовищ можна визначити абсолютний показник заломлення другого середовища. Слід відзначити, що показник заломлення є важливою характеристикою рідини, який визначається її хімічною структурою, концентрацією в ній тих чи інших складників і густиною досліджуваного розчину. Значенняnшлункового соку, сечі, білка, спинномозкової рідини є діагностичними.
Оптичний прилад, в якому використовується явище повного внутрішнього відбивання і який служить для визначення показників заломлення різних речовин, називається рефрактометром. Рефрактометр широко використовується в медицині для лабораторних досліджень при діагностиці захворювань (визначають склад білків в сироватці крові, гемоглобіну в еритроцитах, склад солей в лікувальних грязях). В фармації рефрактометри використовуються для визначення концентрації речовин у розчинах.
Рис.4.2.2. Оптична схема рефрактометра.
На залежності показника заломлення від концентрації оснований метод кількісного аналізу. Оптична схемарефрактометра складається з двох скляних призм (І,ІІ, рис.4.2.2), встановлених у спеціальній камері (І), яка відкривається. Верхня призма має матову відкриту грань і використовується як освітлювальна. Крізь неї проходить світло від освітлювача через бічне віконце у стінці камери.
Досліджувану рідину поміщають між гранями призм І і ІІ. Вимірювальна призма ІІ виготовлена із скла з показником заломлення, більшим, ніж показник заломлення досліджуваної рідини. В окуляр можна спостерігати межу поділу середовищ - досліджуваної рідини і вимірювальної призми.
Переміщенням окуляра в вертикальному прорізі рефрактометра знаходять положення, в якому добре видно освітлене відбитим світлом середовище (вимірювальна призма ІІ) при повному внутрішньому відбиванні. Відповідне цьому положенню значення граничного кута А однозначно визначає величину показника заломлення (n) досліджуваної рідини, оскільки для вимірювальної призма показникзаломлення відомий і постійний. В полі зору окуляра розташована шкала, проградуйована в значеннях показника заломлення.
На явищі повного внутрішнього відбивання основана волоконна оптика — розділ оптики, в якому розглядають передачу світла і зображення по світлопроводам. Світло, попадаючи всередину прозорого волокна, оточеного речовиною з меншим показником заломлення, багаторазово відбивається і поширюється вздовж цього волокна (рис.4.2.3).
Рис. 4.2.3. Хід променів у волокні.
|
Для передачі великих світлових потоків і збереження гнучкості світлопровідної системи окремі волокна збираються в пучки (жгути) — світловоди. В медицині світловоди використовують для розв’язку двох задач: |
1) передачі світлової енергії для освітлення холодним світлом внутрішніх порожнин і 2) передачі зображення.
Це сучасні методи ендоскопічної діагностики внутрішніх порожнин (шлунка, бронхів, сечового міхура, прямої кишки і т. д.) — відповідні прилади: гастроскопи, бронхоскопи, трахоскопи. Сучасні методи оперативного втручання у відповідні органи — прилади лапароскопи.
З метою лікувальної дії на пухлини з допомогою світловодів передається лазерне випромінювання у внутрішні органи. Слід відзначити, що сітківка ока людини є високоорганізованою волоконно-оптичною системою, яка складається з 130∙106 волокон. Це найбільш складна волоконно-оптична система.