- •Содержание
- •Предисловие
- •2. Производная сложной функции.
- •3. Производная второго порядка. Механический смысл второй производной.
- •4. Дифференциал функции.
- •5. Функции многих переменных. Частные производные и дифференциалы.
- •2. Простейшие способы интегрирования.
- •3. Определенный интеграл и его свойства.
- •5. Дифференциальное уравнение.
- •4. Связь между определенным и неопределенным интегралами.
- •Линейные однородные уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами.
- •Лекция №3 элементы теории вероятности и математической статистики.
- •1.Случайное событие. Вероятность случайного события.
- •2. Случайные величины. Закон распределения и числовые характеристики дискретных случайных величин.
- •3. Непрерывные случайные величины. Нормальный закон распределения (закон Гаусса).
- •4. Статистическое распределение выборки. Гистограмма.
- •5. Обработка результатов прямых и косвенных измерений.
- •6. Понятие о корреляционном анализе.
- •2. Основные законы динамики вращательного движения.
- •3. Механические свойства тканей.
- •4. Биомеханические процессы в опорно-двигательном аппарате человека.
- •Незатухающие гармонические колебания.
- •Затухающие гармонические колебания.
- •Энергия колебательного движения.
- •5. Вынужденные колебания.
- •6. Сложение гармонических колебаний одинакового направления.
- •7. Сложное колебание и его гармонический спектр.
- •Лекция №6 механические волны. Акустика.
- •1. Механические волны. Уравнение волны. Волновое уравнение.
- •2. Энергия волны. Вектор Умова.
- •3. Эффект Доплера.
- •4. Природа звука. Физические характеристики звуковых волн.
- •5. Распространение звуковых волн в среде. Волновое сопротивление.
- •Лекция №7
- •Звуковые методы исследования в клинике.
- •3. Ультразвук (уз), источники уз. Особенности распространения ультразвуковых волн.
- •Медико-биологическое применение ультразвука.
- •Инфразвук (из), особенности его распространения. Действие инфразвуков на биологические объекты.
- •Лекция №8 гидродинамика вязкой жидкости.
- •1.Стационарное течение жидкости. Условие неразрывности струи.
- •2. Уравнение Бернулли и его следствия.
- •3. Вязкость жидкости. Уравнение Ньютона.
- •4. Ламинарное и турбулентное течение. Число Рейнольдса.
- •5. Течение вязкой жидкости по трубам. Формула Пуазейля. Гидравлическое сопротивление.
- •Лекция №9 физические основы гемодинамики.
- •1. Движение жидкости и крови по трубам с эластичными стенками. Кровеносная система как разветвление труб.
- •2. Распространение пульсовых волн.
- •3. Нарушения гемодинамических показателей сосудистой системы.
- •4. Модельные представления процесса кровообращения.
- •5. Работа и мощность сердца.
- •6. Физические основы клинического метода измерения давления крови.
- •2. Первое начало термодинамики.
- •3. Второе начало термодинамики.
- •4. Связь между свободной, связанной энергией и энтропией.
- •5. Основы теории открытых систем. Отличия стационарного состояния от термодинамического равновесия.
- •6. Термометрия и калориметрия.
- •7. Гипертермия и гипотермия.
- •Лекция №11 электрический диполь. Физические основы электрокардиографии.
- •1. Основные характеристики электрического поля.
- •2. Электрический диполь. Диполь в электрическом поле.
- •3. Электрическое поле диполя.
- •4. Понятие о дипольном электрическом генераторе (токовом диполе).
- •5. Физические основы электрокардиографии.
- •6. Теория отведений Эйнтховена. Вектроэлектрокардиография.
- •Лекция №12 постоянный ток. Действие постоянного тока на организм.
- •1. Электропроводимость биологических тканей и жидкостей для постоянного тока. Явление поляризации.
- •2. Механизмы действия постоянного тока на организм.
- •3. Гальванизация. Аппарат гальванизации.
- •4. Лекарственный электрофорез.
- •Лекция №13 переменный ток. Природа емкостных свойств тканей организма.
- •1. Получение переменного тока. Основные его характеристики.
- •2. Различные виды электрических сопротивлений в цепи переменного тока.
- •3. Полное сопротивление (импеданс) в цепи переменного тока. Р езонанс напряжения.
- •4. Полное сопротивление (импеданс) тканей организма. Использование метода электропроводности в медицине.
- •Лекция №14 магнитное поле. Действие магнитных полей на организм человека.
- •1. Основные характеристики магнитного поля.
- •2. Магнитные свойства вещества.
- •3. Действие магнитных полей на живые организмы.
- •4. Использование магнитных полей в медицине.
- •2. Надёжность медицинской аппаратуры.
- •3. Электробезопасность медицинской аппаратуры.
- •4. Общая схема получения, передачи и регистрации медико-биологической информации.
- •5. Электроды для съёма биоэлектрического сигнала.
- •6. Датчики медико-биологической информации.
- •Лекция №16 высокочастотная электротерапия и электрохирургия.
- •1. Воздействие радиоволн на биологические структуры.
- •2. Нагревание проводников высокочастотным током. Диатермия. Электрохирургия. Дарсонвализация.
- •3. Нагревание проводника в переменном магнитном поле. Индуктотермия.
- •4. Нагревание проводников и диэлектриков в ультравысокочастотном электрическом поле. Увч-терапия.
- •5. Микроволновая терапия.
- •2. Липидные модельные мембраны.
- •3. Некоторые физические свойства мембран и методы их исследования.
- •4. Общее уравнение переноса. Диффузия. Уравнение Фика.
- •Лекция № 18 транспорт веществ через биологические мембраны.
- •1. Пассивный перенос молекул (атомов) через биологические мембраны. Разновидности пассивного переноса.
- •2.Перенос ионов через мембрану. Уравнение Нернста-Планка.
- •3. Активный транспорт веществ. Молекулярная организация систем активного транспорта.
- •Лекция №19 биоэлектрические потенциалы.
- •1. Мембранные потенциалы и их ионная природа.
- •2. Потенциал покоя.
- •3. Потенциал действия.
- •4. Распространение потенциала действия по нервному волокну.
- •Лекция №20 интерференция и дифракция света. Принцип рентгеноструктурного анализа.
- •1. Интерференция световых волн. Когерентность.
- •2. Дифракция света. Дифракция света на щели в параллельных лучах.
- •3. Дифракционная решётка. Дифракционный спектр.
- •4. Дифракция электромагнитных волн на пространственных структурах. Основы рентгеноструктурного анализа.
- •2. Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков.
- •3. Поляризация при двойном лучепреломлении.
- •4. Вращение плоскости поляризации. Поляриметрия.
- •5 . Поляризационный микроскоп.
- •6. Дисперсия света.
- •7. Спектральные приборы.
- •8. Спектральный анализ.
- •2. Разрешающая способность глаза. Недостатки оптической системы глаза.
- •3. Основы фотометрии.
- •4. Чувствительность глаза к свету и цвету. Адаптация.
- •5. Биофизические основы зрительной рецепции.
- •2. Разрешающая способность и полезное увеличение микроскопа.
- •3. Некоторые специальные приёмы оптической микроскопии.
- •4. Волновые свойства частиц. Электронная микроскопия.
- •5. Волоконная оптика и её применение в эндоскопии.
- •Лекция №24 тепловое излучение. Фотоэффект.
- •1. Характеристики теплового излучения. Абсолютно чёрное тело. Серые тела. Закон Кирхгофа.
- •2. Квантовый характер излучения. Формула Планка. Законы излучения абсолютно чёрного тела.
- •3. Излучение тела человека. Основы термографии.
- •4. Фотоэлектрический эффект.
- •5. Практическое применение фотоэффекта.
- •2. Фотолюминесцентный качественный и количественный анализ биологических систем.
- •3. Индуцированное излучение атомов.
- •4. Оптические квантовые генераторы (лазеры).
- •5. Основные свойства лазерного излучения, биофизический механизм его действия, применение в биологии и медицине.
- •2. Устройство рентгеновских трубок и простейшего рентгеновского аппарата.
- •3. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом (когерентное рассеяние, некогерентное рассеяние, фотоэффект).
- •4. Использование рентгеновского излучения в медицине (рентгеноскопия, рентгенография, рентгеновская томография, флюорография, рентгенотерапия).
- •2. Основные виды радиоактивного распада.
- •3. Методы получения радионуклидов.
- •4. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом.
- •5. Использование радионуклидов в медицине.
- •Лекция №28 дозиметрия ионизирующего излучения.
- •1. Поглощённая и экспозиционная дозы. Мощность дозы.
- •2. Количественная оценка биологического действия ионизирующего излучения. Эквивалентная доза. Эквивалентная эффективная доза. Коллективная доза.
- •3. Дозы естественного облучения.
- •4. Дозиметрические приборы.
- •ТестЫ для проверки знаний студентов по медицинской и биологической физике
- •1. Основные понятия высшей математики.
- •2. Механика. Акустика.
- •3. Гидродинамика и гемодинамика.
- •4. Электродинамика.
- •5. Физические процессы в биологических мембранах.
- •6. Оптика.
- •7. Тепловое излучение. Квантовая природа света.
- •8. Ионизирующее излучение. Основы дозиметрии.
- •Задачи и вопросы по медицинской и биологической физике
- •1. Механика.
- •2. Звук и его восприятие.
- •3. Течение жидкости. Особенности кровотока.
- •4. Теплопередача. Терморегуляция.
- •5. Электричество.
- •6. Оптика. А) Глаз и оптические приборы.
- •Б) Волновые свойства света. Фотометрия.
- •7. Элементы атомной и ядерной физики.
- •Ответы и решения
- •I. Механика.
- •II. Звук и его восприятие.
- •III. Течение жидкости. Особенности кровотока.
- •IV. Теплопередача. Терморегуляция.
- •V. Электричество.
- •VI. Оптика. А) Глаз и оптические приборы.
- •Б) Волновые свойства света. Фотометрия.
- •VII. Элементы атомной и ядерной физики.
- •Справочные таблицы
- •Основные физические постоянные
- •Плотность твердых тел
- •Плотность жидкостей
- •Плотность биологических субстанций
- •Плотность газов и насыщенных паров
- •6. Модуль упругости материалов
- •7. Поверхностное натяжение на границе
- •8. Скорость звука в разных веществах
- •9. Динамическая вязкость некоторых веществ
- •10. Удельные теплоемкости веществ в интервале
- •11. Удельное сопротивление при 20○с
- •12. Относительные диэлектрические проницаемости веществ
- •13. Энергия ионизации
- •14. Подвижность ионов в газах
- •15. Показатель преломления
- •16. Предельные углы внутреннего отражения
- •17. Массы некоторых изотопов
- •18. Массы и энергии покоя некоторых частиц
- •19. Периоды полураспада
- •20. Таблица значений синусов и тангенсов
- •Литература
- •Медицинская и биологическая физика Учебное пособие
- •210602, Витебск, Фрунзе, 27
- •210602, Витебск, Фрунзе, 27
7. Тепловое излучение. Квантовая природа света.
Перечислите, какие величины характеризуют тепловое излучение:
1) сила света; 2) освещенность;
3)* поток излучения; 4)* энергетическая светимость.
С повышением температуры максимум плотности энергетической светимости абсолютно черного тела смещается в сторону:
1)* коротких волн; 2) длинных волн;
3) не смещается; 4) может смещаться в любую сторону.
Полная излучательная способность абсолютно черного тела определяется по формуле:
1)
;
2)
;
3)*
;
4)
.
Мощность, излучаемую с площади S поверхности тела человека, находят по формуле:
1)
;
2)
;
3)
;
4) *
.
Единицей измерения энергетической светимости является:
1)*
Вт/м2;
2) Втм2;
3)*
;
4)
.
При одинаковой температуре испускательная способность R любого тела:
1) больше испускательной способности абсолютно черного тела -;
2)* меньше ;
3) равна ;
4) в одних случаях больше , в других меньше .
Спектральная плотность энергетической светимости определяется по формуле:
1)
;
2)*
;
3)
;
4)
.
Длина волны, на которую приходится максимум излучения (закон Вина):
1)
;
2)
;
3)
;
4)*
.
Поглощательная способность абсолютно черного тела:
1) больше 1; 2) меньше 1;
3)* равна 1; 4) может быть любым числом.
Путем излучения тело человека теряет количество теплоты:
1) 15-20%; 2)* 50%; 3) 30%; 4) 10%.
Отношение энергии электромагнитного излучения, поглощенной телом, к энергии, падающей на него, рассчитанная для узкого интервала длин волн, называется:
1) поглощательной способностью;
2) испускательной способностью;
3)* спектральной поглощательной способностью;
4) спектральной испускательной способностью.
Энергетическая светимость абсолютно черного тела с понижением температуры:
1) повышается; 2)* понижается;
3) не зависит от температуры; 4) нет правильного ответа.
В спектре излучения тела человека максимум приходится на длину волны:
1)* 9,5 мкм; 2) 100 мкм; 3) 20 мкм; 4) 5 мкм.
Термография – диагностический метод, связанный с потерей телом теплоты путем:
1) испарения; 2) теплопроводности; 3)* излучения; 4) конвенции.
Испускательная способность (энергетическая светимость тела) это:
1) энергия, испускаемая телом;
2) энергия, испускаемая телом в единицу времени;
3)* энергия, испускаемая телом во всех направлениях с единицы площади в единицу времени;
4) энергия, испускаемая телом с единицы площади.
Излучение тела человека лежит в диапазоне:
1)* ИК-излучения; 2) УФ-излучения;
3) видимой части спектра; 4) во всех перечисленных диапазонах.
Энергия, испускаемая телом во всех направлениях с единицы площади в единицу времени, определяет:
1) спектральную энергетическую светимость;
2) спектральную плотность энергетической светимости;
3) * энергетическую светимость (испускательная способность);
4) поглащательную способность.
Полная излучательная способность любого тела определяется по формуле:
1)
;
2)
;
3)*
;
4)
.
Серое тело имеет поглащательную способность:
1) больше 1; 2)* меньше 1; 3) равную 1; 4) любое число.
Укажите формулу закона Кирхгофа:
1)
;
2)
;
3)*
;
4)
.
Фототок насыщения зависит от:
1) напряжения между катодом и анодом; 2)* светового потока;
3) величины задерживающего напряжения; 4) частоты падающего света.
Условием красной границы фотоэффекта является:
1)
;
2)
;
3)
;
4)*
.
Единицей измерения чувствительности фотоэлемента является:
1)*
;
2)
;
3) микроамперлюмен (мкАлм); 4) микровольтлюмен (мВлм).
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта имеет вид:
1)*
;
2)
;
3)
;
4)
.
Внутренний фотоэффект в диэлектриках и полупроводниках обуславливает:
1) эмиссию электронов; 2)* изменение электропроводности;
3)* изменение сопротивления; 4) появление электродвижущей силы.
При взаимодействии света с веществом внешний фотоэффект наблюдается:
1)* на металлах; 2) на полупроводниках;
3) на диэлектриках; 4) в газах.
Скорость фотоэлектронов:
1) зависит от интенсивности падающего света;
2)* увеличивается с увеличением частоты;
3) уменьшается с увеличением частоты;
4) не зависит от интенсивности света.
Фотоэффект возникает:
1) только при определенной интенсивности света;
2)* только при определенной частоте;
3) при любой интенсивности;
4) только при определенной величине светового потока.
Чувствительность вакуумного фотоэлемента достигает величины:
1)*
100
;
2) 100
;
3) 10
;
4) 1000
.
Чувствительность фотоэлектронного умножителя достигает величины:
1)
102
;
2)*
103
;
3)
10
;
4) 103
.
Действие фотоэлектронного умножителя основано на явлении:
1) внутреннего фотоэффекта; 2)* внешнего фотоэффекта;
3) термоэлектронной эмиссии; 4)* вторичной электронной эмиссии.
Под люминесценцией понимают:
1) тепловое излучение;
2) УФ-излучение;
3) свечение при некоторых химических и биологических процессах;
4)* свечение некоторых веществ под действием УФ-излучения, рентгеновского и радиоактивного излучения.
В соответствии с законом Стокса:
1)
люм
< погл;
2)
люм
= погл;
3)*
люм
> погл;
4)
.
Какое из равенств соответствует закону Стокса:
1) hлюм = Етепл – hпогл; 2)* hлюм = hпогл –Етепл; 3) hлюм = Етепл +hпогл.
Фосфоресценция обусловлена переходом между уровнями энергии (у тирозина):
1)* ТS0; 2) S0*S0; 3) Т S0*; 4) S2*S0*.
Флуоресценция наблюдается при переходе между уровнями (у тирозина):
1) ТS0; 2)* S0*S0; 3) Т S0*; 4) S2*S0*.
Чувствительность люминесцентного анализа достигает:
1) 10-16 г; 2) 10-12 г; 3)* 10-9 г; 4) 10-6 г.
Излучение, вызванное фотонами видимого и УФ-излучения носит название:
1) ионолюминесценции; 2) радиолюминесценции;
3)* фотолюминесценции; 4) электролюминесценции.
Квантовый выход люминесценции находят по формуле:
1)*
;
2) h
= Е2
– Е1;
3)
;
4)
h
= Е1
– Е2.
Катодолюминесценция – это свечение, вызванное:
1) УФ-лучами; 2)* заряженными частицами;
3) электрическим полем; 4) рентгеновскими лучами.
Хемилюминесценция – это свечение:
1)* сопровождающее экзатермические реакции;
2) грибков, бактерий, насекомых, сопровождающее процессы их жизнедеятельности;
3) газа при электрическом разряде;
4) вызванное заряженными частицами.
Указать переходы в молекуле тирозина, вызывающие ее возбуждение при поглощении кванта УФ-излучения:
1)*
;
2)*
;
3)
;
4)
.
Наличие того или иного компонента методом люминесцентного качественно анализа основано на:
1)* определении окраски люминесцентного излучения;
2) определении интенсивности люминесценции;
3) определении длительности люминесценции;
4) определении разности длин волн кванта люминесценции и поглощенного кванта.
Укажите причины смещения спектра флуоресценции по отношению к спектру поглощения молекулы (правило Стокса):
1) испускание кванта света; 2)* переход энергии в тепло;
3) возбуждение молекулы; 4) переход электрона на орбиталь S2.
Чтобы среда усиливала падающее на неё излучение необходимо:
1) увеличить энергию падающего фотона;
2)* создать инверсную заселенность уровней;
3) выполнение для фотона условия h = Е2 – Е1;
4) наличие двух фотонов, распространяющихся в одном направлении.
Оптический резонатор в Не-Nе лазере – это:
1)* пара параллельных зеркал; 2) импульсная газоразрядная лампа;
3) высокочастотный генератор; 4) торцы кварцевой трубки.
На каком из свойств излучения лазера основано получение голограммы:
1)* монохроматичность;
2) малое угловое расхождение;
3)* временная и пространственная когерентность;
4) высокая концентрация энергии.
В процессе индуцированного излучения вторичный фотон:
1)* аналогичен первичному;
2) имеет большую энергию, чем первичный;
3) имеет меньшую энергию, чем первичный;
4) имеет энергию в два раза меньшую энергии первичного фотона.
В рубиновом лазере рабочими являются:
1) атомы неона; 2) оксид алюминия;
3)* ионы хрома; 4) атомы гелия.
Смесь рабочих атомов Nе со вспомогательными атомами Не используется:
1) для генерации нескольких длин волн;
2)* для создания инверсии засаленности уровня 3 неона;
3) для создания непрерывного режима работы лазера;
4) для создания импульсного режима работы лазера.
В Не-Nе лазере рабочим является переход в неоне между уровнями:
1) 1-3; 2)* 3-2; 3) 2-1; 4) 3-1.
Свойствами лазерного излучения, присущими всем лазерам, является:
1)* строгая монохроматичность, когерентность и поляризованность;
2) высокий КПД;
3)* малое угловое расхождение;
4) импульсный режим работы.
Индуцированным называется излучение происходящее:
1) при переходе атома из основного в возбужденное состояние;
2) спонтанно при переходе из возбужденного состояния в основное;
3)* под действием внешнего излучения с частотой, удовлетворяющей условию h = Е2 – Е1;
4) под влиянием температурного воздействия.
Для оптической накачки в рубиновом лазере используется:
1) пара параллельных зеркал; 2)* импульсная газоразрядная лампа;
3) высокочастотный генератор; 4) столкновение возбужденных атомов.
Причина, по которой He-Ne лазер может излучать несколько длин волн, заключается в следующем:
1) давление Не в 10 раз больше, чем Nе;
2)* сложная структура уровней 2 и 3 у неона;
3) благодаря многократному отражению от зеркал;
4) наличием смеси двух газов.
На рисунках показаны схемы процессов излучения и поглощения света. Какой из рисунков соответствует вынужденному излучению:
1) 2) 3)*
Для возбуждения атомов хрома в рубиновом лазере из всего потока, излучаемого ксеноновой лампой используется длина волны:
1) 694,3 нм; 2)* 560 нм; 3) 632,8 нм; 4) 580 нм.
В качестве внешнего воздействия или накачки в газовом лазере используется:
1) импульсная ксеноновая лампа; 2) электрический разряд;
3)* высокочастотный генератор.
