Билеты по биомедицинская физике с ответами. билеты физика. . Так как sqrt E то
 Скачать 0.9 Mb.
|
|
λ=χ/(z+ν+c)=χ/(z−ν−c), где c – концентрация электролита в моль/м3, ν+ и ν− – число катионов и число анионов в формульной единице электролита, z+ и z− – заряд катионов и анионов. Размерность эквивалентной электропроводности См·м2/моль. Скорость движения иона в растворе v i =u i E (E – напряжённость приложенного электрич. поля, u i – т. н. абсолютная подвижность иона. Эквивалентная электропроводность может быть выражена через степень электролитич. диссоциации α уравнением λ=αF(u 1 +u 2 ) (F – число ФарадеяЭквивалентная электропроводность сильных электролитов подчиняется эмпирич. формуле Кольрауша λ=λ 0 −kc√(k – константа что формально отличает их от слабых электролитов. В р-рах слабых электролитов эквивалентная электропроводность уменьшается с увеличением концентрации в осн. из-за уменьшения степени диссоциации и соответствующего уменьшения количества ионовЛекарственный электрофорез - воздействие на организм двух факторов физического – электрического тока, и химического – ионов лекарственного вещества, поступающих в организм стоком через кожу или слизистые оболочки. Между электродами и поверхностью тела помещают на прокладках раствор медикамента. Содержащиеся в этом растворе лекарственные ионы под действием приложенной разности потенциалов проникают внутрь тканей организма. Ионы лекарственных веществ вводятся с электрода одноименной полярности. Так, положительные ионы (катионы) вводят с анода (+), а ионы отрицательные (анионы) – с катода (–). 3.94239𝑃𝑢 = 92235𝑈 + 24𝛼 + 𝛾; попадает в легкие и ЖКТ, где воздействует альфа-частицами и гамма-излучением, что приводит к раку. Период полураспада 24000 лет. 55137𝐶𝑠 = 56137𝐵𝑎 + −10𝛽 + 𝛾 + замещает Кв тканях и облучает их. Период полураспада 30 лет. 3890𝑆𝑟 = 3990𝑌 + −10𝛽 + 00𝑣̃; аналог Са, накапливается в костях, облучаяих. Период полураспада 28 лет 4. Оптическая активность – это явление поворота плоскости поляризации линейно поляризованного света при его прохождении через вещество. Среды, способные поворачивать плоскость поляризации света, называются оптически активными.ОА веществ обусловлена тем, что волна, вошедшая в ОА вещество, распадается на две когерентные циркулярнополяризованные волны – с правыми левым направлением вращения светового вектора, их скорости распространения различны. для твердых образцов a = [a0 ]×L где [α0 ] - постоянная вращения , измеряется в [град/мм] и зависит от природы вещества и длины волны света. для растворов a =a0 С где С – концентрация растворенного оптически активного вещества, α0 – удельное вращение, град/(мм•[ед.концентрации])Оптически активными веществами (ОАВ)– сахара, аминокислоты, алкалоиды. Опическая поляриметрия – это совокупность физических методов исследования, основанных на определении угла поворота плоскости поляризации света, прошедшего через оптически активную среду. Применяют для определения концентрации оптически активных среди как метод исследования структурных превращений молекул Iпрош = I0, cos90= 0. Привнесении кюветы л α = α0*C*L. Спектрополяриметрия основана на определении зависимости удельного вращения α0 от длины волны падающего света. Эта зависимость для каждого вещества индивидуальна, поэтому спектрополяриметрия используется для проведения качественного анализа прозрачных растворов, а также для уточнения конформации растворенных органических соединений. 5.K=280; 0,7 𝐾 𝑚𝑎𝑥 = 𝐾; 𝐾 𝑚𝑎𝑥 =280/0,7=400. Ответ 400. 6. Закон Вина 𝑏/𝑇 Закон Стефана-Больцмана: 𝑅 = 𝜎𝑇 4 Решение 𝑅1/𝑅2 == (𝑇1/𝑇2) 4 = ( 𝜆1 𝜆2 ) 4 = (2400/800)^4 = враз увеличится Билет 15 1. Электрография - регистрация потенциалов электрических полей возбуждающихся структур человека и животных Кривую, отображающую изменение во времени разности потенциалов на поверхности органа, ткани, всего тела человека или животного, происходящее вследствие их возбуждения, называют электрограммой. Электрокардиография - метод исследования электрической активности сердца. сердце как токовый диполь с дипольным моментом Р интегральным электрическим вектором сердца, который расположен в центре равностороннего треугольника во фронтальной плоскости тела (он известен теперь как треугольник Эйнтховена»). Его вершинами являются правое R(right) и левое L(left) плечо и основание торса F(foot) Разность потенциалов между двумя определенными точками на теле человека называется отведением Отведения, предложенные Эйнтховеном, называют стандартными. ЭКГ в этих отведениях определяют проекции интегрального электрического вектора сердца на стороны треугольника Эйнтховена. Разность потенциалов U I между правой рукой и левой рукой называют I отведением Эйнтховена, U II между правой рукой и левой ногой – II отведением и U III между левой рукой и левой ногой – III отведением. При этом выполняется закон Эйнтховена: в любой момент времени алгебраическая сумма напряжений первого (I) и третьего (III) отведений должна быть равна напряжению второго (II) отведения U I +U III = U II На практике кроме этих х стандартных отведений регистрируют еще 9 отведений: 3 усиленных униполярных и 6 грудных. В униполярных усиленных отведениях, обозначаемых как αVR усиленное отведение от правой руки, αVL от левой руки) и αVF (от левой ноги, регистрируют разность потенциалов между одной из вершин треугольника Эйнтховена соответственно R, L или F) и усредненным потенциалом двух других его вершин. Поэтому, чтобы получить полное представление об электрическом поле сердца, регистрируют еще 6 грудных отведений. Они представляют собой разность потенциалов между общей точкой треугольника (она электрически соединена тремя равными сопротивлениями с вершинами треугольника Эйнтховена) и одной из 6 фиксированных точек нагрудной клетке пациента. Таким образом, при стандартной регистрации ЭКГ записывают 12 отведений: три стандартных отведения I, II, III, три усиленных отведения aVR, aVL ,aVF и шесть грудных отведений V1 – V6. Наименьшую амплитуду) обычно имеет зубец Р (около 0,1 мВ, а наибольшую – зубец R (до 2 мВ. Центр автоматии (пейсмекер), состоящий из специальных клеток, вырабатывает электрические импульсы, запускающие каждый цикл сокращения сердца. Этот электрический импульс запускает волну возбуждения, которая распространяется по проводящей системе предсердий со скоростью около 1 мс, охватывая мышцу предсердия примерно за 0,08 с (80 мс) и вызывая ее сокращение. Этому процессу соответствует первый, небольшой по амплитуде зубец Р кардиограммы. Затем волна возбуждения достигает атриовентрикулярного узла, где скорость распространения электрического импульса резко падает (до 0,05 мс) и происходит задержка передачи возбуждения на желудочки примерно нас (сегмент PQ на Рис. В течение этого времени завершается наполнение желудочков сердца кровью. После окончания атриовентрикулярной задержки электрический импульс быстро распространяется по правой и левой ножкам пучка Гиса проводящей системы, которые у вершины сердца разветвляются на сеть мелких проводящих волокон Пуркинье, уже непосредственно передающих возбуждение мышечным волокнам правого и левого желудочков, вызывая их сокращение зубцы Q, R и S). Общая длительность комплекса зубцов QRS в норме составляет около 80 мс. Затем примерно через 0,2 с начинается восстановление (реполяризация) электрического состояния покоя желудочков, чему соответствует зубец Т длительностью 120-160 мс, и расслабление мышцы желудочков. Вся систола желудочков (интервал QT) длится с. После паузы (диастолы с) пейсмекер запускает новую волну возбуждения сердца. Следует иметь ввиду, что электрическая активность миокарда всегда опережает его механическое сокращение Так, зубец Р возникает на ЭКГ примерно за 20 мс до сокращения предсердий, а комплекс QRS – за 40 мс до начала сокращения желудочков. 2 Поглощения света- уменьшение интенсивности световой волны при ее распространении в вещестФранцузский ученый Бугер установил (1729 г, что при прохождении через слой поглощающего вещества толщиной х (см.рис. интенсивность света уменьшается по закону I прош = I 0 e – k x показателем поглощения k, который измеряется (мили (см. Величина показателяпоглощения вещества различна на разных длинах волн, зависимость k(λ) или k(ν) определяет его спектр поглощения и разную цветовую окраску поглощающих веществ.Для растворов при небольших концентрациях справедлив закон Бера (г показатель поглощения раствора прямо пропорционален концентрации С поглощающего вещества k = С где α – удельный в расчете на единицу концентрации показатель поглощения вещества, зависящий, как и k, от длины волны. Закон поглощения света для растворов, или закон Бугера – Ламберта – Бера: I = I 0 e –αСх Общепринятые безразмерные величины, характеризующие поглощение света образцом. Коэффициент пропускания Т - это отношение интенсивности света, прошедшего через образец, к интенсивности падающего на него света и оптическая плотность D образца, равнаядесятичному логарифму коэффициента пропускания, взятому со знаком «–»: D = – lgT = k 1 x =α 1 Cx, где k 1 = k ·lge = 0,43k, α 1 = α ·lg e = 0,43α; 3. Дефибрилляция – воздействие на сердце мощным одиночным импульсом тока длительностью t и =2- 5мс, применяется либо приостановке сердца, либо при нерегулируемой аритмии. Один электрод под лопатку, другой на грудь. Напряжение 5-7 кВ, сила тока – А. На обнаженном сердце напряжение кВ. Мощный кратковременный импульс тока вызывает одновременное сокращение всех мышц миокарда ив дальнейшем с большой вероятностью сердце начнет сокращаться самостоятельно. Асинхронная кардиостимуляция применяется при поражениях водителя ритма сердца (пейсмекера) и проводящей сист. сердца. Недостатком этого вида стимуляции является постоянство частоты сердечных сокращений, независящей от испытываемой пациентом физической нагрузки. Кардиосинхронизированная электростимуляция применяется в тех случаях, когда водитель ритма (пейсмекер) вырабатывает электрические импульсы, но малой амплитуды или же плохо функционируют отдельные участки проводящей системы сердца (атриовентрикулярный узел, пучки Гиса. 4. Гукустановил закон упругая сила упр, возникающая в образце при упругих деформациях, прямо пропорциональна величине абсолютной деформации:F упр =k Δ Упругая сила всегда противоположна направлению деформации х, поэтому в векторной форме закон Гука записывается в виде где х = Коэффициент пропорциональности k называют жесткостью образца, он зависит как от упругих свойств материала, из которого изготовлен образец, таки от его геометрических размеров, в СИ измеряется в H/м.Закон Гука часто выражают ив другой форме механическое напряжение σ, возникающее в образце при упругих деформациях, прямо пропорционально его относительной деформации ε :σ = Е ε Здесь коэффициент пропорциональности Е уже не зависит от геометрических размеров образца, а определяется только упругими свойствами материала, из которого он изготовлен, и называется модулем упругости (модулем Юнга В СИ он измеряется в паскалях Па = Нм, и его значения для разных материалов приводятся в справочных таблицах коэффициент Пуассона μ,: 0. Рассмотрим теперь деформацию сдвига, которая возникает при действии на тело параллельных противоположно направленных касательных сил F, приложенным к разным, но параллельным плоскостям, площадью S каждая. Количественной мерой этой деформации является угол сдвига γ, а отношение τ = F/S называется касательным (или тангенциальным) механическим напряжение Закон Гука для деформации сдвига аналогичен касательное (тангенциальное) механическое напряжение τ, возникающее в образце при деформации, прямо пропорционально углу сдвига γ : τ = G γ Модуль сдвига G зависит только от материала образца и связан с модулем упругости Еэтого материала и коэффициентом Пуассона μ соотношением из которого видно, что значения модуля сдвига всегда меньше значения модуля Юнга данного материала в два и более раз. 5.Уравнение Бернули: рv 1 2 /2+P 1 =рv 2 2 /2+P 2 ; мс. 6 𝛼 = 𝛼 0 𝑐𝑙:; 33=16,5/10*10 * l2 * 25; L2=8% Ответ 8% Билет 16 1. Относительная биологическая эффективность излучения (ОБЭ). ОБЭ = Поглощенная доза рентгеновского излучения (180-200 кэВ, вызывающая биологический эффект/Поглощенная доза ионизирующего излучения другого вида, вызывающая тот же биологический эффект Коэффициент качества (к, учитывает различия в степени радиационного воздействия излучений различного вида. Если к = 1 для рентгеновского, гамма- и бета-излучения; к = 20 для альфа-частиц с энергией, меньшей 10 МэВ При одинаковой эквивалентной дозе, полученной живым организмом, биологический эффект воздействия тоже будет одинаковым, независимо от вида ионизирующего излучения. Эквивалентная доза ионизирующего излучения (Н представляет собой произведение поглощенной дозы (D) на средний коэффициент качества H кВ СИ - зиверт (Зв) – это такая эквивалентная доза, при которой произведение поглощенной дозы в биологической ткани на средний коэффициент качества равно 1 Дж/кг. Из определения эквивалентной дозы следует, что зиверт и грей имеют одинаковую размерность (Дж/кг), но они представляют разные дозы 1 бэр = 0,01 Зв. Эффективная эквивалентная доза (эф) представляет собой сумму произведений эквивалентных доз, полученных отдельными органами организма (Н, на соответствующие им коэффициенты радиационного риска (w i ) эф = *w i *Н i Коэффициент радиационного риска (w i ) (взвешивающий фактор) представляет собой отношение вероятностного риска летального исхода при облучении того органа в некоторой эквивалентной дозе к риску смерти от равномерного облучения всего организма в той же эквивалентной дозе. коэффициент w определяет вклад радиационного поражения данного органа в риск неблагоприятных последствий для организма при равномерном облучении. Коллективной дозы (S). Эта величина является объективной оценкой масштаба радиационного поражения и представляет собой сумму эффективных эквивалентных доз (Н эф, полученных различными индивидуумами S = *H i эф *Νi , (29.11) где N i – число лиц в данной группе, получивших дозу Н эф Единица измерения коллективной дозы – человеко-зиверт. Естественным радиационным фоном называют излучение, создаваемое космическими лучами и естественными радиоактивными веществами, содержащимися в окружающей среде и теле человека Важным источником внешнего облучения, является попадающее в атмосферу Земли космическое излучение. Первичные космические лучи состоят из протонов и альфа-частиц высоких энергий (до 1014 МэВ, попадающих в земную атмосферу из космического пространства и проникающих до высоты около 20 км над уровнем моря. В результате их взаимодействия с ядрами атомов, входящих в состав земной атмосферы образуется вторичное космическое излучение, достигающее поверхности Земли и содержащее практически все известные элементарные частицы. Оценки эффективной эквивалентной дозы, получаемой человеком на уровне моря за счет воздействия космических лучей, дают ее значение около 0,31 мЗв в год В результате более 60 радионуклидов, содержащихся в биосфере Земли увеличивают фоновую дозу внешнего облучения в среднем до 0,65 мЗв в год Внутреннее облучение человека создается радионуклидами, поступающими в организм с воздухом, водой и пищей. Возникает техногенно измененный естественный радиационный фон, под которым понимают дозу облучения, обусловленную указанной хозяйственной деятельностью 2. Плетизмография -это совокупность методов регистрации пульсовых колебаний кровенаполнения исследуемого органа или его участков Импедансная плетизмография (реография обусловлена тем, что омическое сопротивление тканей сильно зависит от степени их кровенаполнения. Ткани неоднородны по своей структуре, а ток всегда идет по пути с наименьшим сопротивлением и прежде всего – по кровеносным сосудам, так как кровь имеет малое удельное сопротивление. Поэтому при увеличении кровенаполнения ткани ее омическая составляющая R импеданса уменьшается, а приуменьшении кровенаполнения – увеличивается. Таким образом, импеданс ткани периодически изменяется с частотой сердечных сокращений. R= ρ L 2 /V. (14.16) Как видно из формулы (14.16), при приливе крови (V увеличивается) активное сопротивление R ткани уменьшается, а при оттоке крови оно возрастает. Поэтому изменение ΔR активного сопротивления органа или ткани связано с изменением ΔV объема его кровенаполнения V Если бы для реографии использовался постоянный ток, то из-за большого сопротивления кожи к практически невозможно было бы зарегистрировать малые изменения общего высокого сопротивления цепи, вызванные кровенаполнением ткани R тк . Поэтому для реографии применяют переменный ток частотой 40-150 кГц 3. Усилителем электрических сигналов называют устройство увеличивающее интенсивность подаваемого сигнала за счет энергии постороннего источника. Основной характеристикой усилителя является коэффициент усиления К, равный отношению амплитуды сигнала (мощности, напряжения, тока) на выходе усилителя к амплитуде соответствующего сигнала на его входе КР вых/Р вх; аналогично и си Согласно теореме Фурье, периодический процесс может быть представлен в виде суммы гармонических колебаний, частоты которых кратны основной частоте v0 (или циклической частоте ω 0 =2πv 0 ) изменения биопотенциала (t ) = а + а cos(mω 0 t + m ) Область частот, занимаемая основным тоном и обертонами сигнала (то есть область от v0 до v n =n·v 0 ) называется частотным спектром сигнала, который в совокупности с амплитудами гармоника, а, а, , а определяет гармонический спектр рассматриваемого сигнала. Гармонический спектр сложного периодического сигнала всегда линейчатый. Зависимость коэффициента усиления от частоты называют частотной характеристикой усилителя Это непостоянство коэффициента усиления ведёт к частотным искажениям сигнала, однако, установлено, что эти искажения ещё малы и ими можно пренебречь, если изменения коэффициента усиления не превышают 30% от его максимального значения. В связи с этим область частот, от 1 до 2, в пределах которой коэффициент усиления не нижете. больше или равен) (70%)·Kmax, называют полосой пропускания усилителя. Полоса пропускания ЭКГ- усилителя (-3 дБ) 0,05-150 Гц |