Методические указания по медицинской и биологической физике для студентов 1 курса (1 семестр) лечебного и педиатрического факультетов
Вид материала | Методические указания |
- Календарно-тематический план лекций и лабораторных занятий для студентов лечебного,, 56.94kb.
- План лекций по медицинской биологии и генетике на II семестр для студентов лечебного,, 43.15kb.
- Календарно-тематический план практических занятий по фармакологии для студентов лечебного,, 13.97kb.
- Ответственность медицинских работников за правонарушения в профессиональной деятельности, 419.63kb.
- План лекций по гистологии, цитологии и эмбриологии для студентов 2 курса лечебного,, 23.39kb.
- Практического занятия №1: Введение в курс гистологии, цитологии и эмбриологии, 216.6kb.
- Методические разработки для самостоятельной работы студентов лечебного и педиатрического, 464.13kb.
- Методическое пособие по производственной практике студентов 4-го курса лечебного, 290.66kb.
- План лекций по фармакологии для студентов 3 курса лечебного, педиатрического и медико-профилактического, 1020.64kb.
- По акушерству для студентов 4 курса, 1188.92kb.
ЗАНЯТИЕ №14
Тема раздела: | Биореология, физические основы гемодинамики |
Тема занятия: | МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ЖИДКОСТИ |
Цель занятия: | Рассмотреть влияние поверхностного натяжения, явлений смачиваемости и капиллярности на протекание процессов жизнедеятельности в организме |
Теоретические вопросы:
- Особенности молекулярного строения жидкостей.
- Поверхностное натяжение, единицы измерения коэффициента поверхностного натяжения.
- Явления смачивания и несмачивания. Капиллярные явления. Давление Лапласа. Газовая эмболия.
- Поверхностные явления в альвеолах. Сурфактант.
- Методы измерения коэффициента поверхностного натяжения.
- Практически выполнить:
- Самостоятельно решить задачи №№ 2.120; 2.121; 2.122; 2.123. Ремизов А.Н. Сборник задач по медицинской и биологической физике. – М.: Высшая школа, 1987.
Лабораторная работа: | Определение поверхностного натяжения методом измерения максимального давления в пузырьке воздуха |
Цель работы: | Освоить методику определение поверхностного натяжения жидкостей по методу Ребиндера, исследовать температурную зависимость поверхностного натяжения жидкостей. |
Приборы и принадлежности: |
|
ЗАНЯТИЕ №15
Тема раздела: | Механические свойства твердых тел и биологических тканей |
Тема занятия: | МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ |
Цель занятия: | Изучить основные механические свойства тканей. Знать их значение в реализации функций различных органов |
Теоретические вопросы:
- Деформации и их виды. Закон Гука для упругих деформаций.
- Механические свойства биотканей (мышечная и костная ткани, кровеносные сосуды).
- Механические модели биообъектов.
- Молекулярные основы упруго-эластических свойств биообъектов. Активное и пассивное напряжение мышц.
- Сочленения и рычаги в опорно-двигательном аппарате человека.
- Механическая работа человека. Эргометрия.
- Практически выполнить:
- Самостоятельно решить задачи №№ 2.125-2.128 Ремизов А.Н. Сборник задач по медицинской и биологической физике. – М.: Высшая школа, 1987.
Лабораторная работа: | Определение модуля упругости кости по изгибу |
Цель работы: | Осуществить проверку выполнения закона Гука для костной ткани. Определить численное значение модуля упругости кости. |
Приборы и принадлежности: |
|
ЗАНЯТИЕ №16
Тема раздела: | Итоговый контроль знаний и практических навыков |
Тема занятия: | Зачет по разделам:
|
Цель занятия: | Контроль усвоения знаний и приобретенных практических навыков |
Вопросы к зачету
- Функция и аргумент. Способы задания функциональной зависимости.
- Производная функции как мера скорости процесса. Градиенты.
- Геометрический и механический смысл производной.
- Основные правила дифференцирования и производные элементарных функций.
- Производные высших порядков.
- Применение производных для исследования функций на экстремум.
- Дифференциал функции.
- Применение дифференциального исчисления в приближенных вычислениях.
- Функции двух и нескольких переменных. Состояние организма как функция многих переменных.
- Частные производные и полный дифференциал функции нескольких переменных.
- Первообразная функция и неопределенный интеграл.
- Основные свойства неопределенного интеграла. Основные формулы интегрирования.
- Методы нахождения неопределенных интегралов (приведение к табличному виду, метод замены переменной, интегрирование по частям).
- Определенный интеграл. Свойства определённого интеграла.
- Применение определенного интеграла к вычислению площадей фигур и работы переменной силы.
- Связь между определенным и неопределенным интегралами. Правило Ньютона-Лейбница.
- Понятие об обыкновенных дифференциальных уравнениях.
- Дифференциальные уравнения первого порядка с разделяющимися переменными. Общие и частные решения дифференциальных уравнений.
- Составление и решение дифференциальных уравнений первого порядка на примерах задач медико-биологического содержания: закон растворения лекарственных форм вещества из таблетки, закон размножения бактерий и др.
- Случайное событие, вероятность случайного события.
- Законы сложения и умножения вероятностей.
- Дискретные и непрерывные случайные величины.
- Законы распределения дискретных и непрерывных случайных величин.
- Числовые характеристики случайных величин: математическое ожидание мода, медиана, дисперсия среднеквадратическое отклонение.
- Примеры различных законов распределения. Нормальный закон распределения.
- Задачи математической статистики.
- Выборочный метод. Генеральная совокупность и выборка.
- Статистическое распределение выборки (дискретный и интервальный ряды распределения). Полигон и гистограмма.
- Эмпирическая функция распределения.
- Выборочные характеристики и точечные оценки характеристик генеральной совокупности: выборочная средняя, оценка дисперсии, оценка среднеквадратического отклонения (стандартное отклонение), оценка среднеквадратического отклонения выборочной средней (ошибка среднего).
- Доверительный интервал для оценки математического ожидания нормального распределения.
- Оценка случайных погрешностей при прямых и косвенных измерениях.
- Нулевая и альтернативная гипотезы. Ошибки первого и второго рода. Уровень значимости.
- Проверка гипотез относительно средних. t-критерий Стьюдента, T-критерий Крамера-Уэлча.
- Проверка гипотезы о нормальности закона распределения – критерий ХИ-квадрат.
- Статистическая и корреляционная зависимости.
- Форма и направление корреляционной связи: уравнение регрессии, линия регрессии. Линейная корреляция, коэффициенты регрессии.
- Теснота (сила) корреляционной связи: коэффициент линейной корреляции.
- Понятие об однофакторном дисперсионном анализе.
- Механические колебания: гармонические, затухающие.
- Энергия гармонических колебаний.
- Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания.
- Сложение колебаний, направленных вдоль одной прямой и во взаимно перпендикулярных направлениях
- Сложные колебания. Гармонический спектр сложных колебаний, теорема Фурье. Разложение колебаний в гармонический спектр.
- Механические волны, их виды и скорость распространения.
- Уравнение волны. Энергетические характеристики волны.
- Излучатели и приёмники УЗ.
- Особенности распространения ультразвуковой волны: малая длина волны, направленность, поглощение преломление, отражение.
- Взаимодействие УЗ с веществом: деформация, кавитация, выделение тепла, химические реакции.
- Использование УЗ в медицине: терапии, хирургии, диагностике.
- Эффект Доплера и его применение для неинвазивного измерения скорости кровотока.
- Инфразвук и его воздействие на человека.
- Акустика. Физические характеристики звука.
- Характеристики слухового ощущения и их связь с физическими характеристиками звука. Закон Вебера-Фехнера. Уровни интенсивности, уровни громкости звука и единицы их измерения.
- Аудиометрия и фонокардиография.
- Физические основы работы аппарата восприятия звука.
- Поглощение и отражение звуковых волн, акустический импеданс. Реверберация.
- Основные понятия гидродинамики. Условие неразрывности струи. Уравнение Бернулли.
- Вязкость жидкости. Уравнение Ньютона. Единицы вязкости. Кровь как неньютоновская жидкость. Феномен Фареуса-Линдквиста. Факторы, влияющие на вязкость крови в живом организме.
- Формула Пуазейля. Гидравлическое сопротивление. Распределение давления и скорости течения крови в сосудистой системе.
- Ламинарное и турбулентное течения. Число Рейнольдса. Условия проявления турбулентности в системе кровообращения.
- Методы измерения вязкости жидкостей, определение вязкости крови.
- Пульсовая волна. Роль эластичности кровеносных сосудов в системе кровообращения.
- Физические принципы определения давления и скорости движения крови.
- Работа и мощность сердца, их количественные оценки.
- Особенности молекулярного строения жидкостей.
- Поверхностное натяжение, единицы измерения коэффициента поверхностного натяжения.
- Явления смачивания и несмачивания. Капиллярные явления. Давление Лапласа. Газовая эмболия.
- Поверхностные явления в альвеолах. Сурфактант.
- Методы измерения коэффициента поверхностного натяжения.
- Деформации и их виды. Закон Гука для упругих деформаций.
- Механические свойства биотканей (мышечная и костная ткани, кровеносные сосуды).
- Механические модели биообъектов.
- Молекулярные основы упруго-эластических свойств биообъектов. Активное и пассивное напряжение мышц.
- Сочленения и рычаги в опорно-двигательном аппарате человека.
- Механическая работа человека. Эргометрия.
ЗАНЯТИЕ № 17
Тема раздела: | Биоэнергетика. Термодинамика биосистем |
Тема занятия: | БИОЭНЕРГЕТИКА. ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ И ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ |
Цель занятия: | Знать основные понятия и положения термодинамики. Уметь интерпретировать их применительно к энергообмену в биологических системах |
Теоретические вопросы:
- Термодинамика, Биоэнергетика, биотермодинамика.
- Основные понятия и исходные положения термодинамики.
- Первое начало термодинамики и его применение к живым системам.
- Энерготраты организма. Теплопродукция организма как следствие необратимости реальных процессов. Первичная и вторичная теплота организма.
- Тепловой баланс организма. Способы теплообмена.
- Термометрия, прямая и непрямая калориметрия.
Литература:
- Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. -М: Высшая школа, 1996.
- Антонов В.Ф., Черныш А.М. и др. Биофизика –М: ВЛАДОС, 2000.
- Медицинские приборы./ Под ред. И.В. Камышко –М: Медицинская книга, 2004.
- Эссаулова И.А., Блохина М.Е., Гонцов Л.Д. Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике –М: Высшая школа, 1987
- Ливенцев Н.М. Курс физики. –М: Высшая школа, 1974.
- Лекции по теме занятия.
- Практически выполнить:
Решение задач по термодинамике
ЗАНЯТИЕ № 18
Тема раздела: | Биоэнергетика. Термодинамика биосистем |
Тема занятия: | БИОЭНЕРГЕТИКА. Второе НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ И ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ |
Цель занятия: | Знать основные понятия и положения термодинамики. Уметь интерпретировать их применительно к энергообмену в биологических системах |
Теоретические вопросы:
- Энтропия и её свойства.
- Свободная и связанная энергия в организме.
- Второе начало термодинамики.
- Термодинамические потенциалы как функции состояния термодинамической системы.
- Организм как открытая система. Теорема Пригожина.
Литература:
- Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. -М: Высшая школа, 1996.
- Антонов В.Ф., Черныш А.М. и др. Биофизика –М: ВЛАДОС, 2000.
- Медицинские приборы./ Под ред. И.В. Камышко –М: Медицинская книга, 2004.
- Эссаулова И.А., Блохина М.Е., Гонцов Л.Д. Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике –М: Высшая школа, 1987
- Ливенцев Н.М. Курс физики. –М: Высшая школа, 1974.
- Лекции по теме занятия.
- Практически выполнить:
Лабораторная работа: | РАСЧЕТ КИСЛОРОДНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОРГАНИЗМА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГООБМЕНА |
Цель работы: | На основании эмпирических формул произвести расчет некоторых энергетических параметров организма. По результатам вычислений построить график зависимости объема кислорода, потребляемого организмом от энергозатрат. |
1 F(x)=P(X
2 Пояснение решения задачи на конкретном примере см. в Приложении 2. Пояснения к решению задачи 1.)
3 Пояснения к решению задачи см. в Приложении 2.
4 Численные значения см. Приложение 1. Варианты индивидуальных заданий к задаче №1.