- •Оглавление
- •Введение.
- •Семинар №1 статистические методы обработки опытных данных
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Мотивация цели
- •Подготовка к семинарскому занятию
- •Теоретические сведения
- •Основные понятия и формулы.
- •II. Основы теории ошибок и методы её практического применения для обработки экспериментальных данных
- •Абсолютная и относительная погрешности (ошибки).
- •Законы распределения случайных величин.
- •III. Расчет погрешности прямых измерений и доверительного интервала методом, основанным на определении средней квадратичной погрешности.
- •IV. Расчет погрешностей косвенных измерений.
- •3.Вычисляем абсолютные погрешности для каждого значения объёма:
- •V. Точность измерительных приборов.
- •VI. Графический метод представления результатов измерений.
- •VII. Упрощенный метод обработки результатов прямых измерений с использованием средней абсолютной погрешности.
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Решение.
- •Тесты для самоконтроля.
- •1 Уровень. Выберите номера правильных ответов.
- •Тесты 2-го уровня.
- •Семинар № 2 механические колебания и волны.
- •Вопросы для самоподготовки.
- •Подготовка к практическому занятию.
- •Теоретические сведения.
- •I. Основные понятия.
- •Основные законы теории колебаний и волн.
- •2.Затухающие колебания.
- •3. Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания.
- •4.Механические волны.
- •5.Эффект Доплера.
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Образец решения задачи.
- •Тесты для самоконтроля.
- •1 Уровень. Выберите номера правильных ответов.
- •2 Уровень.
- •Семинар № 3 акустика. Звук, ультразвук и инфразвук.
- •Вопросы для самоподготовки
- •Мотивация цели
- •Звук. Виды звука.
- •2. Физические характеристики звука.
- •3. Характеристики слухового ощущения.
- •4. Закон Вебера-Фехнера.
- •5. Физика слуха: звукопроводящая и звукопринимающая части слухового аппарата. Теории Гельмгольца и Бекеши.
- •6. Звуковые методы исследования.
- •7. Ультразвук. Излучатели и приемники уз.
- •8.Особенности распространения уз-волны.
- •9. Действие ультразвука на вещество.
- •10. Использование уз в медицине.
- •11. Инфразвук (из) и его воздействие на человека.
- •12. Вибрации.
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Образец решения задачи.
- •Тесты самоконтроля.
- •1 Уровень. Выберите номера правильных ответов.
- •2 Уровень.
- •Семинар № 4 биоэнергетика и термодинамика биологических систем.
- •Вопросы для самоподготовки.
- •Мотивация цели.
- •Подготовка к практическому занятию.
- •Теоретические сведения.
- •I. Основные понятия.
- •II. Основные законы термодинамики.
- •1.Первое начало термодинамики.
- •2. Второе начало термодинамики.
- •3.Термодинамические функции.
- •4.Применение первого начала термодинамики в биологии.
- •5. Применение второго начала термодинамики в биологии. Уравнение Пригожина. Негэнтропия
- •6. Стационарное состояние биологической системы. Отличие стационарного состояния от равновесного. Теорема Пригожина.
- •7. Расширенный принцип Ле-Шатель. Адаптация и аутостабилизация живых систем. Типы перехода из одного стационарного состояния в другое.
- •Решите задачи.
- •Образец решения задачи. Условие задачи.
- •Тесты для самоконтроля.
- •1 Уровень. Выберите номера правильных ответов.
- •2 Уровень.
- •Семинар № 5 биофизика клетки. Физические механизмы переноса
- •Вопросы для самоподготовки.
- •1. Назначение цитоплазматических мембран.
- •2. Физические методы изучения ультраструктуры биологических мембран.
- •4. Модели биологических мембран
- •5. Перенос молекул (атомов) через мембраны, уравнение Фика.
- •7. Разновидности пассивного транспорта через мембрану.
- •8. Активный транспорт. Физический механизм активного транспорта.
- •9. Транспорт через сложные биологические мембраны. Опыт Уссинга.
- •Образцы решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Тесты для самоконтроля.
- •1 Уровень. Выберите номера правильных ответов.
- •2 Уровень
- •Семинар №6 рентгеновское излучение. Радиоактивность. Дозиметрия.
- •Вопросы для самоподготовки.
- •Основные формулы.
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Образцы решения задач.
- •Тесты для самоконтроля.
- •1 Уровень. Выберите номера правильных ответов.
- •2 Уровень
- •Литература
- •302 026, Г. Орел, ул. Комсомольская, 95, тел. (4862) 74-45-08
Образцы решения задач.
Пример 1. На поверхность воды падает γ-излучение с длиной волны 0,414 нм. На какой глубине интенсивность излучения уменьшится в 2 раза, если линейный коэффициент ослабления μ=0,03 см-1. Найти энергию γ-квантов.
Анализ условия задачи.
Гамма-излучение является наиболее проникающим видом ионизирующих излучений. Прохождение γ-излучения сквозь вещество сопровождается его поглощением, т.е. ослаблением первичной интенсивности в результате взаимодействия γ-квантов с электронами и атомами вещества.
Запишем условие задачи и ее решение в символической форме.
Н
Интенсивность
гама-излучения I,
прошедшего слой вещества
x,
изменяется в соответствии с законом:
,
(1) где
μ
– линейный коэффициент ослабления, I0
– интенсивность падающего пучка
гамма-лучей, x
– искомая
глубина воды
λ=0,414 пм λ=0,414 . 10-12м
μ=0,03 см-1 μ=3 м-1
h=6,63 . 10-34 Дж.с
c=3 . 108 м/с
Решая уравнение (1) относительно x, находим
, (2)
Подставляя числовые значения в выражение (2), получаем
.
Вычислим энергию γ-квантов по формуле:
, (3)
где h – постоянная Планка, c – скорость света в вакууме.
Ответ: 23,1 см; 3 МэВ
Пример 2. В какой элемент превращается после трех α-распадов и двух электронных β‑распадов?
Анализ условия задачи.
В соответствии с правилом смещения при каждом α-распаде массовое число A нового элемента уменьшается на 4 единицы, а зарядовое число Z уменьшается на 2 единицы. При каждом электронном β-распаде массовое число A остается без изменения, а зарядовое число увеличивается на одну единицу.
Запишем условие задачи и ее решение в символической форме.
Н
Заряд ядра Z'
полученного элемента будет
равен:
Z'=Z-3.2+2.1=Z-4=92-4=88.
Массовое число
A':
Z=92
A=238
A'=A-3.4=A-12=238-12=226.
Элементом с зарядом ядра 88 единиц (порядковый номер в таблице Менделеева) и массовым числом 226 является изотоп радия .
Ответ:
Пример 3. Период полураспада равен 5,3 года. Определить, какая доля первоначального количества ядер этого изотопа распадается через 5 лет.
Число
ядер, распавшихся за время
t,
равно
,
где
– начальное число радиоактивных ядер
(при t=0)
N
– число нераспавшихся ядер в момент
времени t
На основании закона радиоактивного
распада число нераспавшихся ядер N
равно:
Найти:,
T=5,3 года
t=5 лет
(1)
Тогда (2), где
λ – постоянная радиоактивного распада. В свою очередь постоянная распада
, (3)
где T – период полураспада.
Доля распавшихся ядер от их первоначального количества определяется выражением:
. (4)
Подставляя числовые данные из условия задачи, находим ε:
.
Ответ: 48%
Пример 4. Телом массой m=60 кг в течение t=6 ч была поглощена энергия ионизирующего излучения E=1 Дж. Чему равна поглощенная доза и мощность поглощенной дозы (в единицах СИ)?
Н
Поглощенная доза
излучения D
равна:
,
где E
– энергия ионизирующего излучения,
поглощенная массой m.
E=1 Дж
m=60 кг m=60 кг
t=6 ч t=21600 c
Мощность поглощенной дозы P равна: ,
Ответ: 0,017 Гр; 7,8.10-7 Гр/с