fizika_1 ответы на вопросы!!!!!!!!!!!!!!!. Действие раздражителя приводит к изменению мембранного потенциала клетки ф
 Скачать 242.72 Kb.
|
|
Скорость пульсовой волны в аорте равна 5 м/с, её диаметр 1,5 см, толщина стенки 0,065 см. Зная плотность крови 1 г/см3 (1000кг/м3), определите модуль Юнга для аорты. Формула Моенса-Кортевега v=(Eh/pd); Е=v2pd/h=25*1000*1,5/0,065=577 кПа (ккг/c2м). Ответ: 577кПа
L=hc/ev=6,63*10-34*3*108/60*106*1,6*10-19=0,207*10-13м
Генеральная совокупность - множество однородных объектов, подлежащих статистическому исследованию и характеризующихся определенными качественными или кол-венными признаками (все жители Беларуси, или все дети, женщины и т.д.). Для того чтобы изучить генеральную выборку по какому либо признаку Х, необходимо изучить все ее объекты по этому признаку. Выборка - совокупность n объектов, отобранных из интересующей нас генеральной совокупности для конкретного статистического исследования. Задачи математической статистики: 1. Выяснение закона распределения исследуемого признака в выборке; 2. Определение числовых характеристик выборки (методы описательной статистики); 3. Оценка параметров генеральной совокупности: точечные оценки и доверительные интервалы для параметров распределения; 4. Исследование статистической связи между двумя признаками совокупности (элементы корреляционного анализа). Значения медико-биологических показателей, соответствующие здоровому человеку, часто называют медицинской нормой. Используют два типа норм: точечную норму и нормальный диапазон. Точечную норму определяют по значению центра распределения. Нормальные диапазоны устанавливаются так, чтобы в них попадало 95% показателей случайно отобранных здоровых людей. Часто нормальные значения некоторого показателя неодинаковы у лиц, живущих в разных географических регионах, у мужчин и женщин, в разных возрастных группах. Билет 10
Акустика – раздел физики, в котором изучают звук и связанные с ним явления. Звук – продольная механическая волна, которая распространяется в упругих средах (твердых телах, жидкостях и газах) и воспринимается человеческим ухом. Звуку соответствует диапазон частот от 16 Гц до 20000Гц. Колебания частотой > 20000Гц – ультразвук, а < 16Гц – инфразвук. В газах звуковая волна – только продольная, в жидкостях и твёрдых телах – продольная и поперечная. Человек слышит только продольную механическую волну. Скорость звука в среде зависит от св-в среды (температуры, плотности среды и т.д.). В воздухе =340м/с; в жидкостях и кровенаполненных тканях = 1500м/c; в твердых телах =3000-5000м/c. Для твёрдых тел скорость равна: v=E/p, где Е – модуль упругости (Юнга); р – плотность тела. Для воздуха скорость (м/с) возрастает с увеличением температуры: м=331,6+0,6t. Звуки делятся на тоны (простые и сложные), шумы и звуковые удары. Простой (чистый) тон – звук, источник которого совершает гармонические колебания (камертон). Простой тон имеет только одну частоту v.Сложный тон – звук, источник которого совершает периодические негармонические колебания (муз. звуки, гласные звуки речи), можно разложить на простые тона по т. Фурье. Спектр сложного тона линейчатый. Шум – сочетание беспорядочно меняющихся сложных тонов, спектр – сплошной. Звуковой удар – кратковременное звуковое воздействие (взрыв, хлопок). Различают объективные (физические), характеризующие источник звука, и субъективные (физиологические), характеризующие приёмник (ухо). Физиологические характеристики зависят от физических. Интенсивность I (Вт/м2) или уровень интенсивности L (дБ)– энергия звуковой волны, приходящаяся на площадку единичной площади за единицу времени. Эта физическая характеристика определяет уровень слухового ощущения (громкость Е [фон], уровень громкости). Громкость показывает уровень слухового ощущения. Гармонический спектр – тембр звука. Частота звука v (Гц) – высота звука. Порог слышимости – min интенсивность I0, которую человек ещё слышит, но ниже которого звук ухом не воспринимается. Человек лучше слышит на частоте 1000Гц, значит порог слышимости на этой частоте min (I0=Imin) и I0=10-12Вт/м2. Порог болевого ощущения – max интенсивность, воспринимаемая без болевых ощущений. При I0>Imax происходит повреждение органа слуха. Imax=10Вт/м2. Вводят понятие уровни интенсивности L=lgI/I0, где I0 – интенсивность звука на пороге слышимости. [Б - белах]. 1 бел – уровень интенсивности такого звука, интенсивность которого в 10 раз > пороговой интенсивности. 10дБ=1Б. L=10lgI/I0, (дБ). Человек слышит звуки в диапазоне уровней интенсивности звука от 0 до 130 дБ. Диаграмма слышимости – зависимость интенсивности или уровня интенсивности от частоты звука. На ней болей порог (БП) и порог слышимости (ПС) представлены в виде кривых, не зависят от частоты. Min порог слышимости 10-12 Вт/м2, а болевой порог Imax =1-10Вт/м2. Эти значения на частоте 1000Гц. Вблизи этой частоты человек слышит лучше всего. Поэтому в диапазоне частот 500-3000Гц при интенсивности 10-8-10-5Вт/м2 - область речи. (I, Вт/м2: 10, 1, 10-12, пусто; v,Гц: 16, 1000, 20000; L, дБ: 130, 120,0). Аудиометрия – метод исследования остроты слуха с помощью диаграммы слышимости. Звуковое ощущение (громкость) растет в арифметической прогрессии, а интенсивность – в геометрической. E=klgI. Закон Вебера-Фехнера: Изменение громкости прямо пропорционально lg отношения интенсивностей звуков, вызвавших это изменение громкости: ∆E=k1lgI2/I1, где k1=10k.
Активный транспорт – перенос молекул и ионов через мембрану, который выполняется клеткой за счёт энергии метаболических процессов. Он ведёт к увеличению разности потенциалов по обе стороны мембраны. В этом случае перенос в-ва осуществляется из области его меньшей концентрации в область большей. Энергия на совершение работы получается при расщеплении молекул АТФ на АДФ и фосфатную группу под действием спец. белков – ферментов – транспортные АТФ-азы. АТФ=АДФ+Ф+Е, Е=45кДж/моль. Активный транспорт: ионов (Na+-К+-АТФ-аза; Сa2+-АТФ-аза; Н+-АТФ-аза; перенос протонов при работе дых. цепи митохондрий) и органических в-в. Натрий-калиевый насос. Под действием Na+, находящихся в цитоплазме, на внутренней стороне мембраны, транспортная АТФ-аза активизируется и расщепляется на АДФ и Ф. При этом выделяется 45кДж/моль энергии, идущей на присоединение трёх Na+ и изменением из-за этого конформации АТФ-азы. 3 Na+ переносятся через мембрану. Чтобы вернуться в первоначальную конформацию, АТФ-азе приходится перенести 2К+ через мембрану в цитоплазму. За один цикл из клетки выносится один положительный заряд. Внутренняя сторона клетки – отрицательный заряд, внешняя – положительный. Происходит разделение электрических зарядов и возникает электрическое напряжение, поэтому Na+-К+ насос – изогенный.
eU=hC/Lmin; eU=mv2/2; hC/Lmin =mv2/2; v2= 2hC/mLmin=437,1*1014м/c; v=20,9*107м/с.
D=1/F; Г=d0/F=0,25м/0,1=2,5раза.
Х=∆P/Q=399/3,3*10-6=121*106 Па*с/м3
Дифференциальное – уравнение, связывающее аргумент х, искомую функцию у и её производные у’,у’’, … , yn различных порядков. Порядок диф. уравнения определяется наивысшим порядком входящей в него производной. Рассмотрим второй закон Ньютона F=ma, ускорение – первая производная от скорости. F=mdv/dt – диф. уравнение первого порядка. Ускорение – вторая производная от пути. F=md2S/dt2 - диф. уравнение второго порядка. Решением диф. уравнения является функция, которая обращает это уравнение в тождество. Решим уравнение: у’-x=0; dy/dx=x; dy=xdx; ᶘdy=ᶘxdx; y+C1=x2/2+C2; y= x2/2+C – общее решение диф. уравнения. При любом конкретном значении постоянной С в функции получим – частное решение, их может быть бесконечно много. Чтобы выбрать одно, нужно задать дополнительное условие. Билет 11
Все тела излучают электромагнитные волны, интенсивность и спектральный состав которых существенно зависят от температуры тела – тепловое излучение. Чем выше температура тела, тем интенсивнее это излучение. Температура тела человека постоянная. Теплопроводность воздуха незначительна, поэтому этот вид теплоотдачи для человека не существен. Теплопотери вследствие конвекции (обдувание тела воздухом) зависят от наличия и вида одежды. На испарение влаги приходится 30% теплопотерь, а max их доля - на тепловое излучение от открытых частей тела. Для вычисления потерь допустим, что кожа человека и одежда – серые тела (закон Стефана-Больцмана R=аδT4). Max спектральной плотности (кол-во энергии, излучаемое за 1с. с 1 м2 поверхности тела по всем направлениям на длине волны L в единичном спектральном диапазоне. rL=dR/dL [Вт/м3], где rL – спектр теплового излучения тела) энергетической светимости тела человека по закону Вина при температуре тела 320С (305К) приходится на длину волны Lmax=b/T=9,5мкм, где b =2,898*10-3 м*К – постоянная Вина. Применим закон Стефана-Больцмана при разных температурах тела человека и воздуха. Тепловые потери человека будут составлять разницу между излучаемой энергией Физл= аδT4чS и поглощаемой Фпогл= аδT40S, т.е. Фпотерь= аδ(T4ч-T40)S. Одежда играет роль теплоизолятора: уменьшает тепловые потери при пониженной температуре и предохраняет тело от избыточного перегрева при высокой температуре окружающей среды. Термография – диагностический метод, основанный на регистрации и анализе теплового излучения поверхности тела человека. Регистрируется энергетическая светимость R тела человека (тепловой портрет) и по ней определяется температура поверхности. Используется закон Стефана-Больцмана и его следствия dR/R=4dT/T. Небольшие изменения температуры участка поверхности тела при развитии патологии вызывают изменение энергетической светимости, которое регистрируется приёмником (термограф или тепловизор). Безвредный метод, но недостаток в том, что излучение можно получить только с поверхностных слоёв.
Результат сложения гармонических колебаний зависит от направления складываемых колебаний и от соотношения между их частотами, фазами и амплитудами. Сложение с одинаковыми частотами: x1=A1sin(ωt+φ0) и x2=A2sin(ωt+φ0). Результатом сложения является гармоническое колебание Х, происходящее с той же частотой, что и исходные колебания: х= x1+x2=A1sin(ωt+φ0) +A2sin(ωt+φ0)= Asin(ωt+φ0). Амплитуда результирующего колебания зависит от амплитуд исходных колебаний и от разности их начальных фаз А=(А12+А22+2А1А2cos(φ02-φ01)). Начальная фаза определяется tgφ0=( A1sinφ01 +A2sinφ02)/( A1cosφ01+A2cosφ02). Сложение колебаний с разными частотами: x1=A1sin(ω1t+φ0) и x2=A2sin(ω2t+φ0). Результирующее колебание не будет гармоническим, а будет представлять периодическое движение. Если складываются гармонические колебания с кратными частотами (ω2=4 ω1), то период результирующего колебания совпадает с max периодом складываемых колебаний Т=Т1, а частота совпадает с min частотой ω= ω1. Теорема Фурье: любое сложное периодическое движение x(t)=x(t+T) с периодом Т можно представить в виде суммы гармонических колебаний, частоты которых кратны основной частоте ω рассматриваемого периодического процесса: ωk=kω1, x(t)=A0+ k=1∞∑Aksin(kωt+φk), где Аk – амплитуда складываемых гармоник, φk – их начальные фазы. Основной тон – первая гармоника с циклической частотой ω1=2πv=2π/T. Обертона – вторая гармоника 2ω и т.д. А0 – постоянная составляющая сложного периодического процесса. Гармонический спектр – совокупность частот и амплитуд гармоник, соответствующих данному сложному колебанию. ЭКГ представляет сложную периодическую зависимость биопотенциалов сердца φ от времени t. Информация об электрической деятельности сердца лежит в частотном интервале от 0,5 Гц до 400Гц.
Затруднена диагностика органов, наполненных воздухом (лёгкие, полый мочевой пузырь, кишечник) из-за отражения ультразвуковых волн на границе ткань – воздух.
Величина магнитной индукции dBсоздаваемая небольшим элементом dl проводника с током I, расположенным на расстоянии r от точки наблюдения А, определяется законом Био-Савара-Лапласа: dB=µµ0(Idlsinα)/4πr2; где µ - магнитная проницаемость среды, µ0=4π*107Гн/м – магнитная постоянная (магнитная проницаемость вакуума); α – угол между направлением тока в элементе dl проводника и направлением на точку наблюдения А. Вычислим магнитную индукцию в некоторой точке А, отстоящей от проводника с током на расстояние b. Выразим переменные через расстояние b и угол β=900-α: r=b/cosβ; sinα=cosβ; l=btgβ; dl=b(dβ/cos2β). Выражение для индукции магнитного поля, создаваемого бесконечным прямым проводником с током I на расстоянии b от проводника: BА=µµ0I/2πb. Линии магнитной индукции в данном случае имеют вид концентрических окружностей, расположенных в плоскостях, перпендикулярных току I. Направление линий магнитной индукции определяется правилом буравчика: если направление поступательного движения буравчика (винта) совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции поля, создаваемого этим током.
В атоме водорода (Z=1) энергия электрона может принимать только определённые значения: En=(-E0/n2), где E0=13,6эВ – энергия электрона на первой (n=1) боровской орбите; n – главное квантовое число (n=1,2,3…), определяет радиусы стационарных орбит и энергию электрона в этих состояниях. Частота v излучения, возникающего при переходе электрона с уровня Ek на уровень En, находится по форс=муле Бальмера: v=(Ek-En)/h=E0/h(1/n2-1/k2), где n=1,2,3…, а k= n+1,n+2… В спектре атома водорода выделяют следующие основные спектральные линии. Серия Лаймана возникает при переходах электронов со всех верхних уровней (k=2-122нм,3-103нм,4-97,3нм,5-95нм,6-93,8нм) в основное состояние (n=1). Частоты спектральных линий этой серии получают из формулы: vЛ=Е0/h(1-1/k2). Линии серии Лаймана лежат в ультрафиолетовой области спектра. Серия Бальмера соответствует переходам на второй уровень (n=2) со всех верхних уровней (k=3-656нм,4-486нм,5-434нм,6-410нм). Частоты получают из формулы Бальмера: vЛ=ЕВ/h(1/4-1/k2). Линии этой серии лежат в видимой области спектра. Серия Пашена соответствует переходам с верхних уровней (k= 4-1875нм,5-1282нм,6-1094нм) на третий (n=3). Частоты получают из формулы: vП=Е0/h(1/9-1/k2). Эта серия лежит в ИК области спектра. Спектры линейчатые.
|