Блок ФИЗИКА) для студентов 1 курса
ЛЕЧЕБНОГО, ПЕДИАТРИЧЕСКОГО и СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО
Факультетов в осеннем семестре 2016/2017 учебного года.
Вопросы лекционного курса
1. Медбиофизика как раздел прикладной физики, ее предмет и методы исследования. Периодические процессы в живом организме.
2. Гармонические колебания. Дифференциальное уравнение незатухающих колебаний.
3. Смещение, скорость и ускорение колеблющегося тела (вывод закономерностей). Энергия гармонических колебаний.
4. Затухающие колебания, дифференциальное уравнение и его решение.
5. Коэффициент затухания. Логарифмический декремент затухания.
6. Механические волны. Виды волн.
7. Уравнение плоской волны. Характеристики волн.
8. Поток энергии волны. Вектор Умова.
9. Физические характеристики звука.
10. Физиологические характеристики звука и их связь с физическими характеристиками звука.
11. Звуковые измерения. Аудиометрия.
12. Звуковые методы исследования в медицине.
13. Ультразвук. Источники и приемники ультразвука.
14. Особенности распространения УЗ волн.
15. Применение ультразвука в диагностике. Действие УЗ на вещество.
16. Эффект Доплера и его использование в медико-биологических исследованиях.
17. Правила построения изображений, получаемых с помощью линз.
18. Формулы тонкой линзы, оптической силы и светосилы линзы, линейное увеличение.
19. Глаз как оптическая система.
20. Дальнозоркость и близорукость.
21. Законы преломления света, абсолютный и относительный показатели преломления, связь между ними, их физический смысл.
22. Явления полного внутреннего отражения, предельный угол.
23. Явление интерференции волн. Условия возникновения интерференции света.
24. Условия получения интерференционных максимумов и минимумов.
25. Строение и модели мембран. Их физические свойства и параметры.
26. Диффузия в газах и жидкостях, уравнение Фика (вывод).
27. Разновидности пассивного переноса молекул и ионов через мембраны. Диффузия, осмос, фильтрация в биомембранах.
28. Активный транспорт. Опыт Уссинга. Ионные насосы и их виды. Сопряженные процессы в ионных насосах.
29. Диполь. Поле диполя.
30. Диполь в однородном и неоднородном электрических полях. Газоэлектрофильтры.
31. Задачи исследования электрических полей в организме. Понятие о дипольном электрическом генераторе органов и тканей.
32. Физические основы электрокардиографии. Прямая и обратная задачи электрографии.
33. Теория Эйнтховена для электрокардиографии. Понятие об ЭЭГ, ЭМГ, ЭРГ, КГР.
34. Электропроводимость биологических тканей и жидкостей для постоянного тока. Плотность тока, подвижность ионов (вывод).
35. Первичные процессы в тканях при гальванизации и лечебном электрофорезе.
36. Физические процессы, происходящие в тканях организма под действием высокочастотных токов, электрических и магнитных полей.
37. Рентгеновское излучение: характеристическое и тормозное.
38. Спектр тормозного излучения и его коротковолновая граница.
39. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом и его применение в медицине.
40. Явление радиоактивности (естественная и искусственная радиоактивность).
41. Закон радиоактивного распада (вывод, график). Период полераспада.
42. Дозиметрия ионизирующего излучения. Поглощенная и экспозиционная дозы, мощность дозы и активность.
43. Применение радиоактивного излучения в медицине (стоматологии).
44. Применение нанотехнологий в медицине.
45. Адресная доставка лекарств. Дендримеры.
46. Природа α, β и γ-лучей; активность радиоактивного препарата и ее единицы измерения.
Вопросы лабораторных работ
1) Аппарат УВЧ, терапевтический контур. Микроволновая терапия. Крайневысокочастотная терапия (КВЧ-терапия).
2) Величины, характеризующие кинематику вращательного движения, момент инерции и единицы его измерения.
3) Момент силы (векторная форма записи), направление и единицы его измерения. Основное уравнение динамики вращательного движения.
4) Закон сохранения момента количества движения (привести примеры использования его на практике).
5) Сочленения и рычаги в опорно-двигательном аппарате человека. Центрифугирование.
6) Уравнение Клапейрона-Менделеева. Выражение для внутренней энергии идеального газа через число степеней свободы.
7) Первое начало термодинамики и его применение к изопроцессам.
8) Виды теплоемкостей, значения молярных теплоемкостей при изопроцессах (V=const, p=const, T=const) и при адиабатическом процессе.
9) Уравнение Пуассона для адиабатического процесса.
10) Природа звука в газе, расчетная формула для нахождения g по скорости звука в газе.
11) Природа сил поверхностного натяжения. Физический смысл коэффициента поверхностного натяжения (КПН). Единицы измерения КПН.
12) Роль поверхностного натяжения в протекание биологических процессов; факторы, влияющие на изменение поверхностного натяжения.
13) Способы измерения КПН.
14) Формула Лапласа; капиллярные явления.
15) Газовая эмболия, поверхностно-активные вещества.
16) Особенности молекулярного строения жидкостей. Понятие идеальной и реальной жидкости, коэффициент вязкости и единицы его измерения.
17) Внутреннее трение (вязкость) жидкостей. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Кровь как неньютоновская жидкость.
18) Реологические свойства крови и особенности движения ее по сосудам. Влияние физических свойств эритроцитов на вязкость крови. Формула Пуазейля.
19) Гидравлическое сопротивление; распределение давления при течении жидкости по сосудам постоянного и переменного сечения.
20) Виды течения жидкости (ламинарное и турбулентное), число Рейнольдса, кинематическая вязкость.
21) Методы определения коэффициента вязкости (капиллярным и медицинским вискозиметрами, методом Стокса – с выводом формул).
22) Структурная схема съема, передачи и обработки медико-биологической информации. Назначение и классификация датчиков, их основные характеристики, предъявляемые к ним требования.
23) Устройство и принцип действия датчиков: резистивных (фото-, тензо- и термо-), индуктивных, пьезоэлектрических датчиков.
24) Датчики температуры и их использование в медицине (проволочные и полупроводниковые термисторы, термопары).
25) Возможные применения датчиков в медицине и биологии.
26) Устройство электротермометра, вывод условия равновесия моста Уитстона.
27) Основные характеристики переменного тока (мгновенные, амплитудные, эффективные значения напряжения и силы переменного тока).
28) Основные характеристики переменного тока (период, частота и фаза переменного тока).
29) Формулы импеданса при последовательном и параллельном соединении R, L и C с построением векторных диаграмм и выводом формул;
30) Закон Ома для цепи переменного тока.
31) Эквивалентные электрические схемы и емкостно-омическая природа импеданса биологической ткани; физические основы реографии.
32) Методы определения фокусных расстояний и оптических сил линз.
33) Недостатки линз (сферическая аберрация, хроматическая аберрация, астигматизм).
34) Зависимость показателя преломления вещества от его диэлектрической и магнитной проницаемости.
35) Волоконная оптика и ее применение в медицине. Дисперсия света (нормальная и аномальная).
36) Явление дифракции света, принцип Гюйгенса-Френеля, дифракционная решетка и условие возникновения ее главных максимумов (с выводом формулы).
37) Квантовый характер излучения и поглощения света, два вида излучений: спонтанное и вынужденное (индуцированное), свойства вынужденного излучения.
38) Основное условие усиления света веществом – инверсия населенности энергетических уровней.
39) Устройство и принцип работы оптического квантового генератора – лазера, применение лазерного излучения в биологии и медицине.
40) Способы получения и свойства поляризованного света, закон Брюстера; закон Малюса.
41) Оптически активные вещества (правовращающие, левовращающие); формула для угла вращения плоскости поляризованного света оптически активным веществом; удельный угол вращения.
42) Оптическую схему поляриметра и его применение; использование поляризованного света в медицине.
43) Дозиметрические приборы; методы регистрации радиоактивных излучений.
44) Способы защиты от α, β и γ-излучений; использование радиоактивных изотопов в медицине.
45) Применение фотоэлектроколориметра в биологии и медицине.
46) Поглощение света веществом. Закон Буггера-Ламберта-Бера.
Примеры практических заданий на зачете
1. 
Построить изображение предмета АВ в линзе, если предмет находится так, как показано на рисунке. Рассчитать расстояние от линзы до изображения, если фокусное расстояние равно 10 см, а расстояние от линзы до предмета 15 см.
2. 
Построить изображение предмета АВ в линзе, если предмет находится так, как показано на рисунке. Рассчитать расстояние от линзы до изображения, если фокусное расстояние равно 10 см, а расстояние от линзы до предмета 15 см.
3. 
Построить изображение предмета АВ в линзе, если предмет находится так, как показано на рисунке. Рассчитать расстояние от линзы до изображения, если фокусное расстояние равно 10 см, а расстояние от линзы до предмета 6 см.
4. 
На диске радиусом R, массой m, лежит кольцо, радиус которого в 2 раза меньше, а масса такая же. Найти момент инерции системы тел, вращающейся вокруг неподвижной оси О’O1’:
5. 
На диске радиусом R, массой m, лежит кольцо, радиус которого в 2 раза меньше, а масса такая же. Найти момент инерции системы тел, вращающейся вокруг неподвижной оси О’O1’:
6. Построить ход луча через плоскопараллельную пластинку
7. Построить ход луча через стеклянную призму:
8. Данные эксперимента приведены в таблице.
Построить график зависимости показателя преломления вещества от концентрации и по нему найти неизвестную концентрацию:
| C, % | Х | |||
| n | 1,3700 | 1,3800 | 1,3900 | 1,3775 |
9. Данные эксперимента приведены в таблице. Построить график зависимости оптической плотности вещества от концентрации и по нему найти неизвестную концентрацию:
| C, % | Х | |||
| D | 0,3 | 0,5 | 0,7 | 0,65 |
10. Период полураспада радиоактивного фосфора 
равен 3 мин. Чему равна постоянная распада этого элемента?
11. Уровень интенсивности сердечных тонов, воспринимаемых с помощью стетоскопа, равен 10 дБ. Чему равна интенсивность тонов сердца?
