МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ
КЫРГЫЗСКО – РОССИЙСКИЙ СЛАВЯНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра специальных естественно – научных дисциплин
Т.И. Сологубова, Н.А. Абдукаримова,
А.А. Сорокин, И.Р. Тупеев
МЕДИЦИНСКАЯ
И БИОЛОГИЧЕСКАЯ
ФИЗИКА
Учебное пособие
Для студентов медицинских ВУЗов
Бишкек 2008
УДК 53: [61 + 57]
ББК 28.901
М 42
Допущено Министерством образования и науки Кыргызской Республики в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений по направлению «Медицина»
Рецензенты:
докт.физ-мат.наук, проф. Тузов Л.В.
канд. мед. наук, доцент Счастливый О.Я.
Рекомендовано к изданию Ученым советом кафедры Специальных естественно – научных дисциплин КРСУ.
ISBN 978-9967-05-496-7
Настоящее учебное пособие поможет студентам-медикам освоить основные вопросы медицинской и биологической физики в русле учебной программы и подготовиться к практическим занятиям.
М 42 Медицинская и биологическая физика: Учебное пособие для студентов медицинских ВУЗов / Т.И. Сологубова, Н.А. Абдукаримова, А.А. Сорокин, И.Р. Тупеев. – Бишкек: КРСУ, 2008. – 181с.
М 4107000000-09 УДК 53: [61 + 57]
ББК 28.901
ISBN 978-9967-05-496-7 © КРСУ, 2009
 |
СОДЕРЖАНИЕ
Введение............................................................................................................................ 4
Правила техники безопасности на рабочем месте студента........................................ 6
Теория погрешностей....................................................................................................... 6
Лабораторная работа №1. Изучение колебательных движений
с помощью кимографа.................................................................................................... 23
Лабораторная работа №2. Определение коэффициента поверхностного…………….
натяжения жидкостей..................................................................................................... 35
Лабораторная работа №3. Определение коэффициента вязкости жидкости....... 49
Лабораторная работа №4. Изучение действия ультравысокочастотного
(УВЧ) электрического поля на вещество..................................................................... 63
Лабораторная работа №5. Физические основы электрокардиографии................ 71
Лабораторная работа №6. Градуировка термопары и определение
температуры тела........................................................................................................... 88
Лабораторная работа №7. Определение показателя преломления
жидкостей с помощью рефрактометра......................................................................... 100
Лабораторная работа №8. Определение процентного содержания………………….
сахара в растворе........................................................................................................... 114
Лабораторная работа №9. Определение длины световой волны
с помощью дифракционной решетки.......................................................................... 130
Лабораторная работа №10. Изучение работы фотоэлемента................................ 140
Лабораторная работа №11. Определение оптической плотности
растворов с помощью фотоэлектроколориметра....................................................... 152
Лабораторная работа №12. Изучение работы некоторых медицинских
датчиков.......................................................................................................................... 164
Справочный раздел........................................................................................................ 177
Литература...................................................................................................................... 181
ВВЕДЕНИЕ
На современном этапе развития наук отмечается их взаимное проникновение: физика оказала огромное влияние на ряд смежных наук. Физические методы исследования (электромагнитные поля, ультразвук, элементарные частицы и т.д.) и физические методы анализа (электронная микроскопия, регистрация биопотенциалов и т.д.) стали широко внедряться во все науки медицинского цикла. Врач обязан владеть научным методом познания и применять его для диагностики и лечения больных.
Биофизика имеет особую миссию в биологии и медицине. Из всех дисциплин, преподаваемых будущим врачам, биофизика наиболее полно и последовательно прививает им принцип научной методологии. Человек познаёт окружающий мир, воспринимая явления (феномены) посредством органов чувств. При обследовании больного в качестве явлений выступают симптомы заболевания. Однако для понимания природы явления и процесса нужно проникнуть в их сущность (ноумен). В медицине под сущностью понимают этиологию (причину болезни) и патогенез (механизм развития болезни). Пути проникновения в сущность явлений следующие:
- Интуитивный путь.
- Научный метод.
Интуитивный путь
Явления (феномен) Сущность (ноумен)
Симптом заболевания этиология, патогенез
Научный метод
Атрибутами научного метода являются:
- Эксперимент: R=f(S).
- Измерения.
- Математический анализ.
Эксперимент сводится к изучению реакции (R) исследуемого объекта на стимул (S). Стимулы и реакции измеряются и устанавливается функциональная зависимость: R=f(S). В истории науки функциональную зависимость строили графоаналитическим методом и получали алгебраическую или тригонометрическую функцию. При её дифференцировании приходили к дифференциальному уравнению (или системе дифференциальных уравнений), которое служило моделью различных процессов. Изменяя начальные условия при решении дифференциальных уравнений, анализируют прошлое и настоящие системы, а также прогнозируют будущее.
Медицина как наука является лишь приложением естествознания к вопросу о сохранении и восстановлении здоровья людей. Следовательно, физика и все естественные науки играют первостепенную роль в медицинском образовании. Только физика и химия дают ключ к разъяснению всех тех сложных и до бесконечности разнообразных физиологических и патологических процессов, которые совершаются в организме. Медик должен усвоить не столько отрывочные факты прикладного естествознания, сколько общий строй науки, способ научного мышления, приёмы и методы исследования.
Изучение биофизики в высшем медицинском учебном заведении должно непременно сопровождаться выполнением студентами лабораторных работ. Выполняя их, они получают непосредственное подтверждение теоретических положений, осваивают методы биофизических исследований, приобретают навыки в постановке и проведении различных экспериментов с последующим математическим анализом.
На практических занятиях студенты должны:
- Глубже усвоить теоретический материал соответствующего раздела биофизики.
- Освоить методы и технические приемы биофизических исследований.
- Овладеть важнейшими навыками проведения эксперимента и его математической обработки (уметь грамотно проводить эксперимент; четко представлять цель исследования; научиться различным формам иллюстративного выражения полученных в эксперименте результатов – построению графиков, полигонов, гистограмм, составлению таблиц; освоить методы статистической обработки результатов).
В данном учебном пособии в каждой лабораторной работе изложен теоретический материал и представлена практическая часть работы. Учебно-методическое руководство позволит студенту самостоятельно изучить теоретическую часть и оформить протокол. На практических занятия студент выполняет эксперимен, заполняет таблицы, делает расчеты, строит графики, проводит статистическую обработку экспериментальных данных и делает выводы.
Учебное пособие предназначено для студентов медицинских вузов по специальностям: лечебное дело, педиатрическое дело и стоматологическое дело.
ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ СТУДЕНТА
- Перед началом работы с приборами и оборудованием необходимо изучить инструкцию по эксплуатации, прилагаемую к ним, и строго руководствоваться ей.
- При выполнении лабораторных работ студенты обязаны получить допуск к работе у преподавателя.
- В связи с применением для питания приборов напряжения, обладающего повышенной опасностью (220 В, 50 Гц), необходимо применять следующие меры безопасности:
а) проверить заземление прибора (до его включения);
б) не проливать воду из пробирок на рабочем месте;
в) наливать воду в пробирки в стороне от установки прибора;
г) при работе с прибором руки должны быть сухими;
д) прибор следует отключать от сети после выполнения эксперимента.
4. Все приборы, питающиеся от специальных источников (приставок) постоянного напряжения (тока), не следует включать в сеть (городскую) переменного тока.
5. При прекращении подачи электроэнергии необходимо выключить все электроприборы.
6. В лаборатории запрещается:
а) оставлять без присмотра зажженные горелки, электроприборы, включенные в сеть, держать воспламеняющиеся предметы и жидкости в непосредственной близости от нагревательных приборов;
б) пробовать на вкус и вдыхать неизвестные вещества;
в) хранить и принимать пищу, а также курить;
г) хранить личную одежду;
д) выполнять работу, не связанную с заданием.
7. Категорически нельзя допускать поломок ртутных термометров, так как ртуть и ртутные пары крайне опасны для организма человека – ЯД!
8. Обо всех нечастных случаях, связанных с ожогом, порезом, отравлением, пострадавший (или свидетель) должен сообщить руководству кафедры.
ТЕОРИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ
