Колебания и волны. Звук. Ультразвук. Колебания. Гармонические колебания. Характеристики колебаний амплитуда, период, частота, циклическая частота, фаза
 Скачать 1.35 Mb.
|
|
Часть электромагнитного излучения, воспринимаемая глазом (от красного до фиолетового): Свойства. Воздействует на глаз. Ультрафиолетовое излучение  Свойства. Высокая химическая активность, невидимо, большая проникающая способность, убивает микроорганизмы, в небольших дозах благотворно влияет на организм человека (загар), но в больших дозах оказывает отрицательное биологическое воздействие: изменения в развитии клеток и обмене веществ, действие на глаза. Рентгеновские лучи Излучаются при большом ускорении электронов, например их торможение в металлах. Получают при помощи рентгеновской трубки: электроны в вакуумной трубке ускоряются электрическим полем при высоком напряжении, достигая анода, при соударении резко тормозятся. При торможении электроны движутся с ускорением и излучают электромагнитные волны с малой длиной. Свойства: Интерференция, дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке, большая проникающая способность. Облучение в больших дозах вызывает лучевую болезнь. Применение. В медицине (диагностика заболеваний внутренних органов), в промышленности (контроль внутренней структуры различных изделий, сварных швов). γ-излучение (гамма-излучение) Источники: атомное ядро (ядерные реакции). Свойства. Имеет огромную проникающую способность, оказывает сильное биологическое воздействие. Применение. В медицине, производстве (γ-дефектоскопия). Применение. В медицине, в промышленности. В медицине принято следующее условное разделение электромагнитных колебаний на частотные диапазоны (Условное разделение электромагнитных колебаний на частотные диапазоны):  .в доп. к 16. Биологическое действие постоянного тока и тока низкой частоты. Электротравматизм. Постоянный ток В основе биологического действия постоянного гальванического тока лежат процессы электролиза, изменения концентрации ионов в клетках и тканях и поляризационные процессы. Они обусловливают раздражение нервных рецепторов и возникновение рефлекторных реакций местного и общего характера. В развитии ответных реакций существенную роль играют сила тока, длительность воздействия, полярность активного электрода, а также исходное функциональное состояние органов и систем организма. При прохождении тока по нерву меняется возбудимость последнего. У катода возникает повышенная возбудимость к раздражителям, у анода — пониженная. Понижение возбудимости под анодом при воздействии постоянным током небольшой интенсивности используют в лечебной практике для уменьшения болей. При понижении функциональной способности ткани гальванизация катодом часто ведет к повышению возбудимости. Изменения двигательной реакции могут быть не только количественными, но и качественными. С одной стороны, учитывают силу тока, вызывающую пороговое сокращение, с другой — характер и качество самого сокращения мышцы. Замыканием и размыканием постоянного тока можно вызывать сокращение мышцы при раздражении как двигательного нерва, так и непосредственно мышц. При воздействии постоянного тока в тканях происходят два противоположных процесса: с одной стороны, повышение концентрации ионов на границах полупроницаемых клеточных мембран, с другой — отведение этих ионов диффузией. Диффузия, влияя на движение ионов, способствует выравниванию концентрации. Ток низкой частоты. Ток низкой частоты в качестве лечебного средства применяется для раздражения тканей (электрораздражающая терапия). Также можно использовать электростимуляцию - метод воздействия на ослабленные мышцы с помощью электрического тока низкой частоты. Электростимуляция вызывает повторяющиеся непроизвольные сокращения мышц, что способствует их укреплению и препятствует развитию атрофии мышц. Ток низкой частоты используется в качестве защитного средства от тромбообразования. Действие постоянного тока низкой частоты усиливается, если прокладку под электродом смачивать раствором лекарственного вещества, которое током вводится в ткани через кожу и оказывает присущее ему положительное действие на организм пациента. Преимущества такого воздействия в том, что в определенном месте получают большую концентрацию лекарства. Этот метод называется лекарственным электрофорезом. Ток низкой частоты может использоваться для т. н. электрических ванн: пациент находится в ванне с теплой водой, в которую погружены электроды. 16.Биологическое действие электромагнитных излучений на организм. Электротравматизм. Электромагнитное поле (ЭМП)радиочастот характеризуется способностью нагревать материалы; распространяться в пространстве и отражаться от границы раздела двух сред; взаимодействовать с веществом, благодаря чему электромагнитные поля широко используются в различных отраслях народного хозяйства: промышленности, науки, техники, медицины, быту. Электромагнитные волны частично поглощаются тканями биологического объекта, поэтому биологический эффект зависит от физических параметров ЭМП радиочастот: 1) длины волны; 2) интенсивности и режима излучения; 3) продолжительности и характера облучения организма; 4) от площади облучаемой поверхности и анатомического строения органа и ткани. Действие ЭМП радиочастот на центральную нервную систему при плотности потока энергии (ППЭ) более 1 м Вт/см2свидетельствует о ее высокой чувствительности к электромагнитным излучениям. Изменение в крови наблюдается, как правило, при ППЭ выше 10 мВт/см3, при меньших уровнях воздействия наблюдаются фазовые изменения количества лейкоцитов, эритроцитов и гемоглобина. При длительном воздействии ЭМП происходят физиологическая адаптация или ослабление иммунологических реакций. Статическое электричество– это совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ, материалов, изделий или на изолированных проводниках. Исследования биологических эффектов показали, что наиболее чувствительны к электростатическим полям нервная, сердечно—сосудистая, нейро—гумораль—ная и другие системы организма. Оптический квантовый генератор– это генератор электромагнитного излучения оптического диапазона, основанный на использовании вынужденного (стимулированного) излучения. Действие лазеров на организм зависит от параметров излучения, локализации воздействия и анатомов. Энергия излучения лазеров в биологических объектах (тканях, органах) может претерпевать различные превращения и вызывать органические изменения в облучаемых тканях (первичные эффекты) и послециорические изменения функционального характера (вторичные эффекты). При этом наблюдается сочетаемое термическое и механическое действие на облучаемые структуры. Биологическое действие УФ– лучей солнечного света проявляется прежде всего в их положительном влиянии на организм человека. Наиболее часто следствием недостатка солнечного света являются авитаминоз, ослабление защитных иммунобиологических реакций организма, обострение хронических заболеваний, функциональные расстройства нервной системы. УФ-излучениеот производственных источников может стать причиной острых и хронических заболеваний. Электротравматизм – явление, характеризующееся совокупностью электротравм. Значительная часть всех электротравм, обусловлена нарушением правил электробезопасности. 17.Диаметрия. УВЧ-терапия. Индуктотермия. Микроволновая терапия. Диатермия – электротерапевтический метод, основанный на использовании высокочастотного переменного электрического тока, который пропускается через ткань и используется в физиотерапевтических процедурах. Сопровождается теплообразованием. При диатермии применяют ток частотой около 1 мгц со слабозатухающими колебаниями, напряжение 100-150 В; сила тока несколько ампер. В основе физиологического действия диатермии лежит в основном ее тепловой эффект. В соответствии с законом Джоуля Ленца количество выделяемого при диатермии тепла будет пропорционально квадрату силы тока в тканях. Поскольку ткани организма неоднородны по своим электрическим свойствам, то и теплообразование в них будет различным. При поперечном расположении электродов поверхностные ткани, имеющие высокое омическое сопротивление, будут нагреваться сильнее, чем глубоколежащие ткани. Ультравысокочастотная (УВЧ) терапия- методика физиотерапии, в основе которой лежит воздействие на организм больного высокочастотного магнитного поля с длиной волны 1-10 метров. В ходе взаимодействия испускаемого физиотерапевтическим аппаратом магнитного поля и организма больного формируется магнитное поле ультравысокой частоты. При этом больной ощущает тепловые эффекты воздействия на него данного магнитного поля. Данная методика широко применяется в физиотерапии. В основе её эффекта лежит улучшение микроциркуляции в месте воздействия магнитного поля. В результате чего ускоряются процессы репарации и регенерации, уменьшается воспаление. Так же переменное магнитное поле снижает чувствительность рецепторов нервных окончаний, что приводит к снижению интенсивности болевых ощущений. УВЧ терапия используется в периоде реабилитации больных хирургических стационаров, в гинекологии, в стоматологии, в восстановительном периоде инфекционных заболеваний. Индуктотермия – метод электролечения, в основе которого лежит воздействие на организм переменным магнитным полем высокой частоты. Суть метода заключается в образовании действующего на организм переменного магнитного поля. В теле человека при действии высокочастотных магнитных полей возникают хаотические вихревые токи (токи Фуко). Одним из наиболее характерных свойств их является высокое теплообразование. Количество тепла, образующегося под действием высокочастотного магнитного поля, согласно закону Джоуля – Ленца, прямо пропорционально квадрату частоты колебаний, квадрату напряженности магнитного поля и удельной проводимости ткани. Аналогично диатермии при индуктотермии больше тепла образуется в тканях с хорошей электропроводностью. Микроволновая терапия – метод электролечения, основанный на воздействии на больного электромагнитных колебаний с длиной волны от 1 мм до 1 м. Попадая на тело человека, 30-60 % микроволн поглощается тканями организма, остальная часть отражается. Электромагнитная волна поляризует молекулы вещества и переориентирует их. Также электромагнитная волна воздействует на ионы биологических систем и вызывает переменный ток проводимости. Все это приводит к нагреванию вещества. Т.к. все перечисленные выше процессы ведут нагреванию внутренних сред организма, то конечный эффект будет одинаков. Под влиянием этих терапий происходит расширение кровеносных сосудов, усиливается кровоток, уменьшается спазм гладкой мускулатуры, нормализуются процессы торможения и возбуждения нервной системы, ускоряется прохождение импульсов по нервному волокну, изменяется белковый, липидный, углеводный обмен; стимулируется функция симпатико-адреналовой системы, оказывается противовоспалительное, спазмолитическое, гипосенсибилизирующее, обезболивающее действие. 18. Глубина проникновения неионизирующих магнитных излучений в биологическую среду. Ее зависимость от частоты. Методы защиты от электромагнитных излучений. К неионизирующим электромагнитным излучениям и полям относят электромагнитные излучения радиочастотного и микроволнового диапазонов. Глубина проникновения электромагнитного поля зависит от длины волны: миллиметровые волны поглощаются поверхностными слоями кожи, дециметровые – тканями, лежащими на глубине 8-10 см. Глубина проникновения микроволнового излучения уменьшается с увеличением частоты. При превышении допустимой напряженности и плотности потока энергии электромагнитного поля необходимо применять основные средства и способы защиты:
19. Физическая природа света. Волновые свойства света. Длина световой волны. Физические и психофизические характеристики света. Свет имеет двойственную природу, обладая свойствами волны и частицы. Корпускулы света, называемые фотонами, излучаются источником света в виде волн, распространяющихся с постоянной в данной среде скоростью. Скоростью света называют скорость света в вакууме. 300000 км/c. Интерференция света — сложение световых волн, при котором обычно наблюдается характерное пространственное распределение интенсивности света (интерференционная картина) в виде чередующихся светлых и тёмных полос вследствие нарушения принципа сложения интенсивностей Дифракция волн — явление огибания лучами света контура непрозрачных тел. В естеств. условиях Д. с. обычно наблюдается в виде нерезкой, размытой границы тени предмета, освещаемого удалённым источником. Длины световых волн разные. Это различие человеческий глаз воспринимает как разные цвета. У фиолетовых лучей самая короткая длина волны - 400 нм, у красных - самая длинная - 760 нм. За красным концом спектра находятся инфракрасные лучи - их мы уже не видим, но ощущаем как тепло. Далее идёт микроволновое излучение и ещё дальше радиоволны. По другую сторону видимого спектра электромагнитные волны также есть. За фиолетовыми идут ультрафиолетовые, затем рентгеновские и, наконец, гамма-лучи. Чем короче длина волны, тем большей энергией обладает квант света. Таким образом, видимый свет занимает лишь небольшой диапазон всей шкалы электромагнитных волн. Для характеристики восприятия света важны три качества: тон, насыщенность и яркость. Тон соответствует цвету и меняется с изменением длины волны света. Насыщенность означает количество монохроматического света, добавление которого к белому свету обеспечивает получение ощущения, соответствующего длине волны добавленного монохроматического света, содержащего только одну частоту (или длину волны). Яркость света связана с его интенсивностью. Воспринимаемая человеком яркость объекта зависит не только от интенсивности, но и от окружающего его фона. Если фигура (зрительный стимул) и фон освещены одинаково, то есть между ними нет контраста, яркость фигур возрастает с увеличением физической интенсивности освещения. Если контраст между фигурой и фоном увеличивается, яркость воспринимаемой фигуры уменьшается с увеличением освещенности. 20. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение. Волоконная оптика, её применение в медицине. На границе раздела двух различных сред, если эта граница раздела значительно превышает длину волны, происходит изменение направления распространения света: часть световой энергии возвращается в первую среду, то есть отражается, а часть проникает во вторую среду и при этом преломляется. Луч АО носит название падающий луч, а луч OD – отраженный луч.  Угол α между падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела, восстановленным к поверхности в точке падения луча, носит название угол падения. Угол γ между отражённым лучом и тем же перпендикуляром - угол отражения. Величина, которая характеризует отражательную способность поверхности вещества, называется коэффициент отражения. Коэффициент отражения показывает, какую часть принесённой излучением на поверхность тела энергии составляет энергия, унесённая от этой поверхности отражённым излучением. Этот коэффициент зависит от многих причин, например, от состава излучения и от угла падения. Свет полностью отражается от тонкой плёнки серебра или жидкой ртути, нанесённой на лист стекла. Закон отражения света 1. Падающий луч, отражающий луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. 2. Угол отражения γ равен углу падения α: Закон преломления света Преломление света – это изменение направления луча на границе двух сред разной плотности. Луч света, упав в воду, меняет свое направление на границе двух сред (то есть на поверхности воды). Луч буквально преломляется. Это явление и называют преломлением света. Оно происходит из-за того, что у воды и воздуха разные плотности. Вода плотнее воздуха, и у луча света, упавшего на ее поверхность, замедляется скорость. Таким образом, вода – оптически более плотная среда. Оптическая плотность среды характеризуется различной скоростью распространения света. Угол преломления (ϒ) – это угол, образуемый преломленным лучом и перпендикуляром к точке падения луча на поверхности раздела двух сред. Полное внутреннее отражение - отражение света при его падении на границу раздела двух прозрачных сред из среды с большим преломления показателем (ПП). П. в. о. осуществляется, когда угол падения i превосходит некоторый предельный (называется также критическим) угол iпр. При i > inp преломление во вторую среду прекращается. Оптическое волокно — нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения.Волоконная оптика — раздел прикладной науки и машиностроения, описывающий такие волокна. В медицине волоконная оптика нашла применение в эндоскопах – устройствах для осмотра внутренних полостей. 21. Оптическая система глаза. Недостатки зрения, методы их коррекции. Глаз, с физической точки зрения, является оптической системой. Его основными элементами являются роговая оболочка, радужная оболочка, зрачок, хрусталик, глазные мышцы, стекловидное тело, сетчатка. Свет, проникающий в глаз, преломляется на передней поверхности глаза, в роговице, хрусталике и стекловидном теле, благодаря чему на сетчатке получается изображение предмета. Благодаря зрению двумя глазами мы видим все предметы объемными, а не плоскими. Глаз должен одинаково хорошо видеть предметы, расположенные на разных расстояниях от него. Это происходит за счет изменения радиуса кривизны поверхности хрусталика. Это явление называется аккомодацией. Глаз является нормальным, если он в ненапряженном состоянии собирает параллельные лучи в точке, которая находится на сетчатке. Для такого глаза расстояние наилучшего видения составляет примерно 25 см. В разных живых организмах органы зрения весьма разнообразны. У рыб глаза отличаются плоской роговицей и шарообразным хрусталиком. Аккомодация глаза у рыбы достигается перемещением хрусталика. Птицы имеют очень острое зрение благодаря тому, что у них глазное яблоко очень больших размеров и имеет удлиненную «телескопическую» форму, а также у них значительно большее количество рецепторов. Два наиболее распространенных недостатков зрения - близорукость и дальнозоркость. Близоруким называют глаз, у которого фокус в спокойном состоянии находится перед сетчаткой. Близорукость может быть обусловлена большим удалением сетчатки от хрусталика по сравнению с нормальным глазом. Исправляют близорукость очками с рассеивающую линзу. Дальнозорким называют глаз, у которого фокус в спокойном состоянии находится за сетчаткой, т.е. изображение возникает за сетчаткой глаза. Исправляют дальнозоркость очками с собирательными линзами. |