САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ. В.И. РАЗУМОВСКОГО
К.А. Гребенюк, Б.А. Дворкин,
С.Е. Деев, Г.А. Козлов
ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
В ФАРМАЦИИ
Учебно-методическое пособие
для семинарских занятий
САРАТОВ
2011
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ. В.И. РАЗУМОВСКОГО
КАФЕДРА МЕДИЦИНСКОЙ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ
ИМ. В.Д. ЗЕРНОВА
К.А. Гребенюк, Б.А. Дворкин, С.Е. Деев, Г.А. Козлов
ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
В ФАРМАЦИИ
Учебно-методическое пособие для семинарских занятий
ИЗДАТЕЛЬСТВО САРАТОВСКОГО МЕДИЦИНСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
2011
Содержание
Глава 1. Ультразвук и его применение в фармации
Краткая теория
1. Что такое ультразвук
2. Основные характеристики ультразвука
3. Применение ультразвука в фармации
Контрольные вопросы и темы для обсуждения
1. Контрольные вопросы
2. Темы для обсуждения
Задачи
1. Колебания. Волны. Ультразвук
2. Энергия, переносимая ультразвуковой волной
3. Ультразвуковая кавитация и дегазация
Библиография
Глава 2. Интерференционная рефрактометрия
Краткая теория
1. Что такое интерференционная рефрактометрия
2. Интерференция света
3. Устройство интерференционных рефрактометров
4. Определение концентрации по показателю преломления
Контрольные вопросы и темы для обсуждения
1. Контрольные вопросы
2. Темы для обсуждения
Задачи
1. Разность хода, разность фаз, интерференция
2. Определение показателя преломления
3. Определение концентрации методами рефрактометрии
Библиография
Глава 3. Люминесценция и люминесцентный анализ
Краткая теория
1. Что такое люминесценция
2. Люминесцентный анализ
3. Устройство и принцип действия флуориметра
4. Определение концентрации вещества по флуоресценции
Контрольные вопросы и темы для обсуждения
1. Контрольные вопросы
2. Темы для обсуждения
Задачи
1. Основные закономерности люминесценции
2. Определение концентрации методами флуориметрии
Библиография
Глава 1. Ультразвук и его применение в фармации
Краткая теория
1. Что такое ультразвук
Ультразвуком называют упругие колебания и волны с частотой, превышающей верхнюю границу слышимого звука (приблизительно 2·104 Гц или 20 кГц) [1,2].
Нижняя граница области ультразвуковых частот отделяет ее от области слышимого звука и определяется субъективными свойствами человеческого слуха [1].
Верхняя граница ультразвуковых частот определяется свойствами среды и обусловлена тем, что длина механической волны в упругой среде1 не может быть меньше межмолекулярных расстояний (если волна распространяется в жидкости или твердом теле) или меньше длины свободного пробега (если волна распространяется в газе) [1]. Исходя из этого можно рассчитать, что верхняя граница ультразвукового диапазона в газах составляет около 109 Гц, а в твердых телах — около 1013 Гц.
Рис. 1. Условное деление механических колебаний частиц упругой среды на частотные диапазоны. Колебания и волны с частотами от 109 Гц (1 ГГц) до 1013 Гц (104 ГГц) иногда еще называют гиперзвуком.
Таким образом, с физической точки зрения ультразвук представляет собой механические колебания частиц упругой среды и по своей природе не отличается от других упругих колебаний и волн. Однако из-за относительно высоких частот (или, что то же самое, малых длин волн) ультразвуковых колебаний их распространение имеет ряд особенностей:
ультразвук, подобно свету, может излучаться в виде узких направленных пучков;
отражение и преломление ультразвуковых пучков на границах раздела сред происходит в основном по законам аналогичным законам геометрической оптики;
возможна фокусировка ультразвука с помощью акустических линз;
возможно получение высокой интенсивности ультразвука при небольших амплитудах колебаний;
рассеяние ультразвука происходит на малых препятствиях, что позволяет обнаруживать с его помощью неоднородности порядка тысячных долей сантиметра;
ультразвук затухает значительно быстрее, чем упругие волны более низких частот.
Прежде чем перейти к рассмотрению применения ультразвука в фармации, рассмотрим основные характеристики, используемые для описания ультразвука.