вопросы к экзамену - Кафедра медицинской и биологической

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ
ПО МЕДИЦИНСКОЙ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКЕ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЛЕЧЕБНОГО, ПЕДИАТРИЧЕСКОГО,
СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО И МЕДИКО–ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО
ФАКУЛЬТЕТОВ.
( 2007 - 2008 уч. год )
Раздел 1. МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ. БИОАКУСТИКА
1. Механические колебания. Дифференциальное уравнение собственных механических
колебаний и его решение. Основные характеристики колебательного движения: смещение,
амплитуда колебания, период, линейная и круговая частоты, фаза колебаний. Энергия
колебательной системы.
2. Вынужденные механические колебания. Дифференциальное уравнение вынужденных
колебаний и его решение. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Явление резонанса.
Условие резонанса. Резонансная частота колебательной системы.
3. Механические волны. Уравнение
и график плоской бегущей волны. Основные
характеристики волнового процесса. Интенсивность волны, единицы её измерения. Шкала
механических волн.
4. Звук. Объективные характеристики звука. Интенсивность звука. Абсолютная и
относительная шкалы единиц измерения интенсивности звука. Классификация звуков.
5. Субъективные характеристики
восприятия звука,
их связь с объективными
характеристиками звука.
6. Простые и сложные тоны, шум, их акустические спектры.
7. Закон Вебера-Фехнера. Громкость звуков, единицы измерения громкости.
8. Аудиометрия. Зависимость порога слышимости от частоты звука. Аудиограмма.
9. Физические основы акустических методов диагностики в медицинской практике:
аускультация и перкуссия.
10. Ультразвуковые волны. Особенности ультразвуковых волн по сравнению с волнами
звуковых частот. Закон поглощения ультразвукового излучения ( УЗИ ). Акустический
импеданс. Отражение ультразвука. Явление кавитации.
11. Воздействие УЗИ на биологические ткани. Применение ( УЗИ ) в терапии и хирургии.
12. Физические основы применения УЗИ в диагностике (теневой метод и метод
биоэхолокации ).
Раздел 2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГЕМОДИНАМИКИ.
1. Понятие идеальной жидкости. Уравнение неразрывности струи и следствие этого
уравнения. Объёмная скорость течения жидкости, единицы её измерения.
2. Уравнение Бернулли, статическое, гидростатическое, динамическое и полное давления
текущей жидкости.
3. Распределение давления идеальной жидкости по трубе переменного сечения.
4. Понятие реальной жидкости. Вязкость жидкости. Формула Ньютона. Коэффициент
вязкости, единицы измерения коэффициента вязкости.
5. Течение реальной жидкости, формула Пуазейля и Гагена-Пуазейля. Гидравлическое
сопротивление. Вычисление гидравлического сопротивления трубы переменного сечения и
системы разветвлённых труб.
2
6. Измерение коэффициента вязкости жидкости методом вискозиметра. Рабочая формула
метода (вывод).
7. Измерение коэффициента вязкости жидкости методом Стокса. Рабочая формула метода
(вывод).
8. Ламинарное и турбулентное течения жидкости. Их внешние признаки. Число Рейнольдса.
9. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Зависимость коэффициента вязкости
жидкости от температуры. Кровь, как неньютоновская жидкость.
10. Особенности течения крови в системе кровообращения, пульсовые волны.
11. Изменение артериального давления и скорости кровотока по мере продвижения крови от
аорты к венозному участку системы кровообращения.
12. Электромагнитный и доплеровский методы измерения скорости кровотока.
13. Физические основы измерения артериального давления методом Короткова.
14. Природа поверхностного натяжения в жидкости. Энергия поверхностного слоя жидкости.
Коэффициент поверхностного натяжения. Факторы, влияющие на величину коэффициента
поверхностного натяжения.
15. Избыточное давление над свободной поверхностью жидкости. Явление смачивания
поверхности твердых тел жидкостями. Капиллярные явления для смачивающей и не
смачивающей жидкостей. Высота подъема жидкости в капилляре.
16. Методы измерения коэффициента поверхностного натяжения. Измерение коэффициента
поверхностного натяжения методом отрыва капель. Рабочая формула метода (вывод).
Раздел 3. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ.
1. Электростатическое поле. Напряженность поля. Напряженность поля точечного заряда.
Графическое изображение поля с помощью силовых линий. Потенциальный характер
электростатического поля. Относительная диэлектрическая проницаемость вещества. Энергия
электрического поля.
2. Работа сил электрического поля. Потенциал поля. Разность потенциалов. Потенциал поля
точечного заряда. Графическое изображение поля с помощью эквипотенциальных линий.
3. Электрический ток. Сила тока, плотность тока. Проводники первого и второго рода.
Электрический ток в металлах.
4. Электрический ток в электролитах. Электропроводность биологических жидкостей и
тканей на постоянном токе.
5. Электрический ток в полупроводниках. Собственная проводимость полупроводников и ее
зависимость от температуры.
6. Примесная проводимость полупроводников. Полупроводники с электронной и дырочной
проводимостью. Электронно-дырочный переход и его свойства. Выпрямляющее действие
электронно-дырочного перехода, его вольтамперная характеристика
7. Магнитное поле. Индукция и напряжённость магнитного поля. Вектор индукции
магнитного поля. Графическое изображение магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа.
Поток магнитной индукции. Проводник с током в магнитном поле. Закон Ампера. Действие
магнитного поля на заряженные частицы. Сила Лоренца. Энергия магнитного поля.
8. Явление и закон электромагнитной индукции. Электродвижущая сила индукции. Вихревой
характер индуцированного электрического поля. Явление самоиндукции. Индуктивность,
единицы её измерения.
9. Переменный электрический ток. Синусоидальный ток. Основные характеристики
переменного тока: мгновенное, амплитудное и эффективное значения силы тока, период,
линейная и круговая частоты, фаза.
10. Закон Ома для переменного тока в интегральной и дифференциальной форме.
3
11. Цепи переменного тока с омическим (активным) сопротивлением, с индуктивностью, с
емкостью. Мгновенные значения силы тока и напряжения в этих цепях. Сущность метода
векторных диаграмм при вычислении импеданса цепей переменного тока.
12. Полное сопротивление цепи переменного тока с последовательным соединением
омического, индуктивного и емкостного сопротивлений. Явление резонанса.
13. Электрические колебания. Физические процессы в колебательном контуре.
Дифференциальное уравнение собственных колебаний в контуре и его решение. Частота
собственных колебаний. Коэффициент затухания.
14. Вынужденные колебания в колебательном контуре. Дифференциальное уравнение
вынужденных колебаний в контуре и его решение. Явление резонанса.
15. Электромагнитные волны. Основные положения теории Максвелла. Ток смещения.
16. Уравнение плоской электромагнитной волны. Энергия электромагнитных волн.
Структура электромагнитной волны. Шкала электромагнитных волн.
Раздел 4. МЕДИЦИНСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА.
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИАГНОСТИКИ И ЭЛЕКТРОФИЗИОТЕРАПИИ
1. Электрические свойства биологической ткани, эквивалентная электрическая схема.
Зависимость сопротивления биологической ткани от частоты переменного тока. Понятие и
физические основы импедансометрии. Реография.
2. Мембранный потенциал клеток. Биологические потенциалы
тканей
и органов.
Физические основы электрокардиографии и вектор электрографии (ЭКГ и ВЭКГ).
3. Физические основы действия на организм постоянным током. Процедуры, использующие
воздействие постоянным током.
4. Физические основы воздействия на организм импульсным током.
Процедуры,
использующие воздействие импульсным током.
5. Оценка теплового эффекта при воздействии высокочастотным электрическим током.
Процедуры, использующие воздействие высокочастотным электрическим током.
6. Оценка теплового эффекта при воздействии переменным высокочастотным электрическим
полем. Процедуры, использующие воздействие переменным высокочастотным электрическим
полем.
7. Оценка теплового эффекта при воздействии переменным высокочастотным магнитным
полем. Процедуры, использующие воздействие переменным высокочастотным магнитным
полем.
8. Основные группы медицинских электронных приборов. Значение электронных приборов
для медицины.
ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ.
9. Назначение и блок-схема электронного диагностического прибора. Устройства съема
информации, их назначение и классификация.
10. Устройства съема информации - электроды. Назначение и конструкции электродов.
11. Преобразователи (датчики) диагностических приборов, их назначение, классификация и
основные характеристики.
12. Термодатчик, устройство и принцип действия. Чувствительность термодатчика.
13. Полупроводниковый фотоэлемент с запирающим слоем.
Принцип
действия,
чувствительность полупроводникового фотоэлемента.
14. Блок-схема электронного диагностического прибора. Назначение и основные
характеристики усилителя. Виды искажений. Коэффициент усиления усилителя, его
зависимость от параметров схемы.
4
15. Амплитудная характеристика усилителя. Условия усиления сигналов без амплитудных
искажений.
16. Частотная характеристика усилителя. Условия усиления сложных сигналов без
искажений.
17. Регистрирующие устройства, их назначение. Чувствительность регистрирующего
устройства, его частотная характеристика.
18. Электромеханический самописец. Устройство и принцип действия вибратора самописец.
19. Электромеханичекий самописец. Принцип развертки изображения сигнала. Виды записи.
20. Электронно-лучевая трубка. Устройство ЭЛТ, назначение электродов.
21. Электронно-лучевая трубка. Принцип получения изображения. Чувствительность ЭЛТ.
ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ.
22. Классификация терапевтической электронной аппаратуры на основе факторов,
действующих на организм. Первичный Эффект воздействия этих факторов.
23. Гальванизация и электрофорез. Сущность процедур, воздействующий фактор. Аппарат
для гальванизации и электрофореза.
24. Диатермия. Сущность процедуры, воздействующий фактор, способ его получения.
Оценка теплового эффекта.
25. УВЧ-терапия. Сущность процедуры, воздействующий фактор, первичный эффекты от
воздействия этого фактора на организм человека, оценка теплового эффекта. Принципиальная
схема УВЧ – аппарата. Условие согласования генератора УВЧ – аппарата и контура
пациента.
26. Индуктотермия. Сущность процедуры, воздействующий фактор, способ его получения.
Оценка теплового эффекта.
27. Микроволновая (сантиметровая и дециметровая) терапия. Сущность процедуры,
воздействующий фактор, способ его получения. Первичный эффект такого воздействия.
28. Электростимуляция. Сущность процедуры, воздействующий фактор и его основные
характеристики, способ его получения. Первичный эффект такого воздействия.
Раздел 5. ПРИРОДА СВЕТА. ОПТИЧЕСКИЕ
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ В МЕДИЦИНЕ.
ПРИБОРЫ И ОПТИЧЕСКИЕ
1. Основные законы геометрической оптики. Законы отражения. Зеркальное и диффузное
отражения.
2. Законы преломления. Абсолютный и относительный показатели преломления света.
3. Переход света из среды менее плотной в среду более плотную. Предельный угол
преломления.
4. Переход света из среды более плотной в среду менее плотную. Явление полного
внутреннего отражения. Предельный угол полного внутреннего отражения.
5. Физические основы рефрактометрии. Рефрактометр, назначение и принцип действия. Его
применение для определения концентрации раствора
6. Рефрактометр. Ход лучей в рефрактометре при измерении прозрачных растворов.
7. Рефрактометр. Ход лучей в рефрактометре при измерении сильно поглощающих
растворов.
8. Оптические линзы. Основные характеристики линз: главная и побочные оси, фокус и
фокусное расстояние. Оптическая сила линзы. Построение изображения в линзе (пример
построения).
9. Микроскоп, оптическая схема. Ход лучей в микроскопе. Основные характеристики
микроскопа.
5
10. Корпускулярно-волновой дуализм света. Квантовая природа света. Фотоны.
Количественная связь волновых и корпускулярных характеристик света.
11. Природа и структура световой волны, ее основные характеристики. Поляризованный и
неполяризованный свет.
12. Особенности прохождения света через систему поляризатор-анализатор. Закон Малюса.
13. Явление оптической активности. Оптически активные вещества, зависимость угла
поворота от концентрации раствора. Зависимость угла поворота плоскости поляризации от
длины волны. Закон Био.
14. Оптическая схема сахариметра, назначение его элементов.
15. Измерение концентрации растворов с помощью сахариметра.
16. Закон Бугера. Зависимость интенсивности света, прошедшего через слой вещества, от
толщины этого слоя. Показатель поглощения, его зависимость от частоты света и
концентрации раствора.
17. Закон Бугера-Ламберта-Бера. Монохроматический показатель поглощения. График
зависимости интенсивности света от концентрации.
18. Коэффициент пропускания и оптическая плотность растворов, их зависимость от
концентрации.
19. Физические основы фотоэлектроколориметрии. Оптическая схема и принцип работы
фотоэлектроколориметра.
20. Строение атома. Модель Резерфорда. Постулаты Бора.
21. Излучение и поглощение света атомами. Сериальные формулы. Спонтанное и
индуцированное излучение атомов.
22. Понятие оптического спектра вещества. Виды спектров. Спектры излучения и
поглощения. Их получение.
23. Спектроскоп. Оптическая схема и принцип действия спектроскопа.
24. Закон распределения атомов по энергиям. Инверсная заселенность энергетических
уровней.
25. Среда с отрицательным показателем поглощения, условия ее реализации.
26. Устройство и принцип действия оптического квантового генератора.
27. Свойства излучения оптического квантового генератора.
Применение излучения
квантовых генераторов в медицине.
Раздел 5. ИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ.
ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ.
ОСНОВЫ
ДОЗИ-МЕТРИИ
1. Устройство и принцип действия рентгеновской трубки.
2. Тормозное рентгеновское излучение, механизм его возникновения. Спектр тормозного
рентгеновского излучения.
3. Характеристическое рентгеновское излучение, механизм его возникновения. Спектр
характеристического рентгеновского излучения.
4. Зависимость интенсивности рентгеновского излучения от режима работы трубки.
5. Зависимость поглощения рентгеновского излучения от его частоты и свойств вещества.
Физические основы методов рентгенодиагностики. Принципиальные схемы рентгенографии,
рентгеноскопии, флюорографии, рентгеновской томографии.
6. Строение атомных ядер. Основные параметры ядра.
7. Нуклоны. Ядерные силы, их свойства.
8. Энергия связи нуклонов в ядре. Выделение внутриядерной энергии при превращении
ядер одних элементов в другие.
9. Радиоактивность. Виды радиоактивных распадов.
10. Радиоактивные излучения. Их виды.
6
11. Основной закон радиоактивного распада. Постоянная распада и период полураспада, и их
взаимосвязь и физический смысл.
12. Физические основы биологического действия ионизирующих излучений.
13. Активность радиоактивных веществ, единицы ее измерения. Закон изменения активности
со временем.
14. Количественная оценка воздействия ионизирующих излучений. Поглощенная доза,
мощность поглощенной дозы, единицы их измерения.
15. Экспозиционная доза. Единицы измерения экспозиционной дозы. Связь поглощенной
дозы с экспозиционной дозой.
16. Биологическая доза. Коэффициент относительной биологической активности.
Зав. кафедрой физики
доцент
/Дубровский В.А./