Семинары 1 семестр. Семинар 1 Механические колебания

• Название: Семинар 1 Механические колебания
• Дата: 09.10.2022
• Размер: 25.66 Kb.
• Имя файла: Семинары 1 семестр.docx
• Тип: Семинар; #722763

Семинар 1

Механические колебания.
1)Что называется колебанием? Что называется гармоническим колебанием? Затухающим колебанием? Вынужденным колебанием?

2)Математический, пружинный, физический маятник. Период математического и пружинного маятника.

3)Дифференциальное уравнение гармонических колебаний (Вывести).

4)Характеристики колебаний (период, частота, скорость, амплитуда) и связь между ними.

5)Решение дифференциального уравнения гармонического колебания (формула, все входящие в нее величины, график, показать на графике период, амплитуду).

6) Дифференциальное уравнение затухающих колебаний (Вывести).

7) Решение дифференциального уравнения затухающего колебания при малом затухании (формула, все входящие в него величины, график, показать на графике период, амплитуду).

8)Характеристики затухающего колебания и связь между ними:

-Коэффициент затухания (определение, от чего зависит, единицы измерения)

-Логарифмический декремент затухания (определение, ед. измерения, как найти по графику?)

-Время релаксации (определение, ед. измерения, связь с коэффициентом затухания, как найти по графику?)

-Амплитуда затухающих колебаний (график, формула).

9) Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний.

10) Решение дифференциального уравнения установившегося вынужденного колебания (формула, все входящие в нее величины, график).

11)Резонанс. Резонансные кривые при различном коэффициенте затухания. Показать на графике резонансную частоту и резонансную амплитуду.

12)Добротность колебательной системы. Определение по графику.

13) Колебательные процессы в организме человека (при ходьбе, при поддержании вертикального положения).

14) Механические колебания сердца (баллистокардиография).
Семинар 2

Механические волны. Акустика.
1)Механические волны. Продольные и поперечные волны. Уравнение волны. Поток энергии.

2) Длина волны. Частота. Скорость. Интенсивность.

3) Звук. Ультразвук. Инфразвук.

4) Тон. Шум. Звуковой удар. Характеристики звука. Порог слышимости. Болевой порог.

5) Относительная шкала интенсивностей звука. Как вычислить интенсивность в дБ, если известна интенсивность в Вт/м².

6) Закон Вебера-Фехнера.

7) Кривые равной громкости.

8) Метод аудиометрии. Аудиограмма.

9) Фонокардиография

10) Волновое сопротивление. Коэффициент проникновение звука из одной среды в другую. Коэффициент отражения звука при переходе из одной среды в другую.

10) Ультразвук. Эхолокация. УЗ-диагностика.

12) Эффект Доплера для механических колебаний. Основная формула. Спектральная допплерография, Цветовое допплеровское картирование.

13) Терапевтическое применение УЗ.

14) Инфразвуки и их влияние на организм

Семинар 3

Механика жидкости. Вязкость.

1. 
   Особенности молекулярного строения жидкостей
   
2. 
   Стационарное течение. Условие неразрывности струи.
   
3. 
   Вязкость жидкости. Коэффициент вязкости. Зависимость вязкости жидкости от температуры.
   
4. 
   Закон Ньютона для вязкой жидкости.
   
5. 
   Методы измерения вязкости.
   
6. 
   Ньютоновские и неньютоновские жидкости.
   
7. 
   Течение вязкой жидкости по трубе. Распределение скорости течения по сечению трубы (уравнения, график). Какой слой имеет наибольшую скорость, какой наименьшую.
   
8. 
   Линейная и объемная скорость тока жидкости и связь между ними.
   
9. 
   Формула Пуазейля. Гидравлическое сопротивление.
   
10. 
    Течение тел в вязкой жидкости. Закон Стокса.
    
11. 
    Ламинарное и турбулентное течение. Число Рейнольдца.
    
12. 
    Время оседлой жизни. Энергия активации.
    

Семинар 4

Особенности молекулярного строения жидкостей

1. 
   Свойства поверхностного слоя жидкости. Поверхностное натяжение. Зависимость поверхностного натяжения жидкостей от температуры.
   
2. 
   Методы определения поверхностного натяжения. Метод отрыва кольца.
   
3. 
   Смачивание и несмачивание. Мениск. Краевой угол.
   
4. 
   Гидрофобные и гидрофильные поверхности. Идеальное смачивание.
   
5. 
   Изменение давления под искривленной поверхностью. Формула Лапласа.
   
6. 
   Капиллярные явления. Высота поднятия жидкости в капилляре. Формула Жюрена.
   
7. 
   Сталагмометрический метод определения поверхностного натяжения
   
8. 
   Газовая эмболия.
   

Семинар 5

Модели кровообращения. Гемодинамика

1. 
   Модели кровообращения (Франка, электрическая модель, модель Ростона).
   
2. 
   Объемная и линейная скорость кровотока.
   
3. 
   Пульсовая волна, скорость распространения.
   
4. 
   Уравнения для гармонической пульсовой волны.
   
5. 
   Ударный объем крови.
   
6. 
   Скорость пульсовой волны в крупных сосудах (формула Моенса-Кортевега).
   
7. 
   Распределение давления в сосудистом русле и скорости кровотока в зависимости от типа кровеносных сосудов.
   
8. 
   Работа и мощность сердца.
   
9. 
   Физические основы клинического метода измерения давления крови.
   
10. 
    Методы определения скорости кровотока.
    

Семинар 6

Механические свойства твердых тел и биологических тканей

1. 
   Кристаллические и аморфные тела. Полимеры.
   
2. 
   Применение Полимеров в медицине.
   
3. 
   Жидкие кристаллы. Применение в медицине.
   
4. 
   Механические свойства твердых тел. Деформации (растяжение, сдвиг). Относительное удлинение. Напряжение. Закон Гука.
   
5. 
   Экспериментальная кривая растяжения. Предел упругости. Предел текучести. Предел прочности.
   
6. 
   Модель деформации Кельвина-Фойхта, Максвела.
   
7. 
   Механические свойства биологических тканей: костной, кровеносных сосудов, мышц.
   
8. 
   Механическое напряжение стенки кровеносного сосуда
   
9. 
   Моделирование костной ткани
   
10. 
    Моделирование ткани кровеносных сосудов
    
11. 
    Моделирование мышечной ткани
    
12. 
    Метод эластографии
    

Семинар 7

Электростатика. Постоянный ток

1. 
   Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда.
   
2. 
   Закон Кулона для точечного заряда.
   
3. 
   Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Силовые линии.
   
4. 
   Потенциал. Эквипотенциальные поверхности. Работа поля по перемещению заряда. Потенциальная энергия электрического поля.
   
5. 
   Связь между напряженностью и потенциалом.
   
6. 
   Диэлектрическая проницаемость среды.
   
7. 
   Электрический диполь. Дипольный момент.
   
8. 
   Диэлектрики в электрическом поле. Виды поляризаций.
   
9. 
   Энергия электрического поля. Конденсатор. Электроемкость.
   
10. 
    Объемная плотность энергии электрического поля.
    
11. 
    Электрический ток. Плотность и сила тока.
    
12. 
    Сопротивление проводника. Соединение проводников (последовательное, параллельное).
    
13. 
    Закон Ома для участка цепи.
    
14. 
    Правила Кирхгофа.
    
15. 
    Конденсатор в цепи постоянного тока. Время релаксации RC-цепи.
    
16. 
    Виды поляризаций в биологических тканях.
    
17. 
    Электропроводность биологических тканей при постоянном токе.
    
18. 
    Как изменяется сила тока с течением времени при подключении в цепь постоянного тока биологического объекта? Почему?
    
19. 
    Как изменяются электрические свойства тканей при патологических процессах?
    

Семинар 8

Магнитное поле
1) Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Линии магнитной индукции. Магнитный момент. Магнитный поток.

2) Закон Ампера. Энергия контура с током в магнитном поле.

3) Действие магнитного поля на движущиеся заряженные частицы. Сила Лоренца.

4) Магнитные свойства вещества.

5) Магнитные свойства тканей организма. Физические основы магнитобиологии.

6) Электромагнитная индукция. Закон Фарадея.

7) Самоиндукция. Индуктивность контура.

8) Энергия магнитного поля.
Семинар 9

Переменный ток
1) Переменный ток. Векторные диаграммы для описания переменных токов и напряжений.

2) Резистор в цепи переменного тока. Действующее значение силы переменного тока. Активное сопротивление. Сила тока в резисторе. Напряжение на резисторе.

3) Конденсатор в цепи переменного тока. Емкостное сопротивление. Ток смещения. Напряжение на обкладках конденсатора.

4)Катушка индуктивности в цепи переменного тока. Индуктивное сопротивление. Сила тока и напряжение на катушке индуктивности.

5) Полное сопротивление в цепи переменного тока. Резонанс напряжений.

6) Полное сопротивление тканей организма.

7) Эквивалентные электрические схемы, моделирующие свойства биологических тканей.

8) Частотная зависимость импеданса живой и мертвой ткани.

9) Реография. Реограммы.
Семинар 10. Строение и свойства биологических мембран
1) Строение биологических мембран.

2) Модели биологических мембран

3) Физические свойства биологических мембран

4) Емкостные свойства. Формула вычисления емкости биологической мембраны. Диэлектрическая проницаемость билипидного слоя. Удельная электроемкость.

5) Перенос молекул через мембраны. Диффузия. Закон Фика. Коэффициент диффузии.

6) Поток и плотность потока вещества через мембрану. Коэффициент распределения вещества. Закон Фика для мембран. Коэффициент проницаемости мембраны.

7) Перенос ионов через мембрану. Уравнение Нернста-Планка

8) Пассивный транспорт. Виды пассивного транспорта (диффузия, облегченная диффузия, через мембранные каналы.

9) Формулы Борна для затрат энергии при переносе ионов через липидный слой мембраны, через пору, с помощью переносчика.

10) Активный транспорт. Схема работы Na-K-насоса.
Семинар 11. Биопотенциалы

1. 
   Потенциал покоя клетки и чем он создается?
   
2. 
   Уравнение Нернста для равновесного мембранного потенциала.
   
3. 
   Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца.
   
4. 
   Что такое потенциал действия и причины его возникновения.
   
5. 
   График зависимости изменения мембранного потенциала от времени при возникновении потенциала действия.
   
6. 
   Фазы потенциала действия (деполяризация, реполяризация, следовый потенциал, следовая гиперполяризация).
   
7. 
   Локальный ответ.
   
8. 
   Распространение возбуждения по немиелинизированному нервному волокну.
   
9. 
   Распространение возбуждения по миелинизированному нервному волокну. Перехваты Ранвье.
   
10. 
    Телеграфное (кабельное уравнение).
    
11. 
    Решение телеграфного уравнение для стационарного случая.
    
12. 
    Постоянная длины нервного волокна. Скорость проведения нервного импульса. От чего она зависит для немиелинизированного и миелинизированного волокна
    

Семинар 12. Электрография органов и тканей

1. 
   Эквивалентный электрический генератор. Схема. Аналогия с клеткой
   
2. 
   Токовый диполь. Потенциал поля, созданного токовым диполем
   
3. 
   Электрография. Виды электрографий. Электрограммы.
   
4. 
   Сердце как токовый диполь. Интегральный электрический вектор сердца (ИЭВС).
   
5. 
   Теория Эйнтховена. Треугольник Эйнтховена.
   
6. 
   Отведения. Стандартные отведения
   
7. 
   Формирование и регистрация электрокардиограммы: изменение ИЭВС. Формирование Р-петли, R-петли, Т-петли.
   
8. 
   Проекция ИЭВС на некоторое выделенное направление – формирование Р, R, Т-зубцов
   
9. 
   Вид электрокардиограммы и соответствие ее элементов процессам возбуждения сердца
   
10. 
    Кардиограф. Схема. Устройство.
    
11. 
    Векторэлектрокардиография