- •1. Предмет термодинамики. Понятие термодинамической системы. Виды термодинамических систем. Внутренняя энергия термодинамической системы. Внутренняя энергия идеального газа, формула для ее расчета.
- •2. Первое начало термодинамики для изолированной и закрытой термодинамических систем (формулировки, уравнения, правило знаков). Применение первого начала термодинамики к изопроцессам в газах.
- •4. Источники свободной энергии и виды работы, совершаемой в организме. Формулы для расчета различных видов работы. Коэффициент полезного действия животного организма.
- •9. Второе начало термодинамики для изолированных систем. Термодинамическое равновесие. Научное и практическое значение второго начала термодинамики.
- •10. Формулировка второго начала тд для биологических (открытых) систем в трактовке Пригожина. Продукция энтропии и поток энтропии. Стационарные состояния. Теорема Пригожина.
- •12) Концентрационный элемент Нернста. Уравнение Нернста. Необходимые и достаточные условия биоэлектрогенеза.
- •13) Потенциал покоя (пп), механизм его возникновения. Расчёт разности потенциалов на мембране, уравнения Нернста и Гольдмана, их ограничения. Роль k-Na насоса в возникновении пп.
- •14) Потенциал действия (пд), его графическое изображение. Фазы пд, ионные токи и состояние ионных каналов во время различных фаз пд.
- •15.Роль ионных каналов в биоэлектрогенезе. Виды ионных каналов, их строение. Состояние ионных каналов во время существования потенциала покоя и во время развития пд мышечных и миокардиальных клеток.
- •16. Понятие возбудимости и возбуждения. Реакция возбудимых и невозбудимых мембран на раздражитель. Критический уровень мембранного потенциала. Пороговый раздражитель. Закон «все или ничего».
- •17. Рефрактерность. Фазы рефрактерности.
- •19. Сальтаторное проведение возбуждения по миелинизированным волокнам.
- •20. Синаптическая передача возбуждения: электрический и химический способ передачи. Схема синапса с химической передачей сигнала основные этапы передачи сигнала в таких синапсах
- •21.Особенности структуры миокарда. Мембранные потенциалы типичных и атипичных миокардиальных волокон.
- •22.Распространение возбуждения по миокарду. Проводящая система миокарда. Интегральный электрический вектор сердца.
- •23.Биофизические основы электрокардиографии. Типичная электрокардиограмма. Экг – отведения как проекции иэвс на координатные оси.
- •25) Линейная и объемная скорости движения жидкости. Соотношение между ними. Уравнение неразрывности струи. Его применение к кровеносной системе человека.
- •26. Вязкость жидкости (внутреннее трение). Зависимость вязкости от температуры. Формула Ньютона, Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Способы определения вязкости.
- •27.Лабораторная работа: «Определение коэффициента вязкости жидкости по методу Стокса». Цели лабораторной работы, теоретические основы, описание метода, расчетные формулы.
- •28. Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Число Рейнольдса. Критическая скорость.
- •30. Закон Бернулли для установления течения идеальной жидкости, его практическое значение и применение к кровеносной системе.
- •31. Уравнение Пуазейля, его применение для анализа системы кровообращения. Гемодинамическое сопротивление и падения давления в различных отделах сердечно-сосудистой системы.
- •32.Расчет работы сердца. Статический и динамический компоненты работы сердца, расчетные формулы. Их соотношение в покое и при физической нагрузке.
- •33. Артерии эластического типа, их роль в системе кровообращения. Биофизические особенности аорты. Пульсовая волна, причины ее возникновения, скорость распространения.
- •34. Биофизические особенности артериол большого круга кровообращения. Роль капилляров в сердечно-сосудистой системе. Роль вен в системе кровообращения.
- •36. Объективные (физические) характеристики звука. Субъективные характеристики звука и их связь с объективными характеристиками. Закон Вебера-Фехнера.
- •37. Ультразвук. Способы получения ультразвука. Основные свойства ультразвука. Физические процессы, возникающие в биологических объектахпод воздействием ультразвука. Применение ультразвука в медицине.
- •38. Оптическая система глаза. Рецепторный аппарат глаза человека. Биофизический механизм восприятия света фоторецепторами, зрительные пигменты палочек и колбочек. Механизм цветового зрения.
- •40.Шкала электромагнитных волн. Радиоволны и и способы их получения. Зоны сформировавшейся и несформировавшейся волны. Перенос энергии электромагнитными волнами. Понятие потока и интенсивности
- •41.Основные виды воздействия радиоволн на организм человека.
- •42. Раздражающее действие радиоволн низкой частоты. Биофизические механизмы электротравмы.
- •43.Тепловое действие высокочастотных радиоволн. Использование теплового эффекта в физиотерапии( диатермия, увч-терапия, индуктотермия, микроволновая терапия). Формулы теплового эффекта
- •44.Нетепловое(специфическое) действие радиоволн. Основные принципы защиты от электромагнитных полей.
- •45. Радиоактивность. Ядерные реакции. Строение ядра. Понятие о ядерных силах. Энергия связи. Стабильные и радиоактивные изотопы.
- •46.Типы радиоактивного распада. Превращение атомных ядер при распаде. Возникновение гамма-излучения
- •48. Лабораторная работа «Определение активности абсолютным и относительным методами». Цели лабораторной работы, теоретические основы, описание метода, расчетные формулы.
- •49.Закон радиоактивного распада в интегральной форме. Период полураспада.
- •50.Понятие о ядерных реакциях эффективное сечение ядерной реакции. Наведанная радиоактивность
- •51. Виды ионизирующих излучений энергия частиц и квантов единицы ее измерения. Ионизирующая способность различных ионизирующих излучений. Линейная плотность ионизации
- •52. Свойства альфа и бета частиц . Удельная ионизация проникающая способность. Рассеяние бета частиц. Принципы защиты от альфа и бета частиц
- •56. Лабораторная работа «Изучение закона поглощения рентгеновского излучения веществом (Закон Бугера)». Цели лабораторной работы, теоретические основы, описание метода, расчетные формулы.
- •57. Основные процессы взаимодействия нейтронов с ядрами. Свойства быстрых и медленных нейтронов, особенности их биологического воздействия.
- •58.Доза ионизирующего излучения. Мощность дозы. Экспозиционная доза. Эквивалентная доза. Коэффициент качества. Предельно допустимые дозы. Предельно допустимая мощность дозы.
27.Лабораторная работа: «Определение коэффициента вязкости жидкости по методу Стокса». Цели лабораторной работы, теоретические основы, описание метода, расчетные формулы.
28. Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Число Рейнольдса. Критическая скорость.
Ламинарное течение жидкости (lamina- пластинка)- это такой вид течения, при котором жидкость течет отдельными слоями. (Траектории течения отдельных частиц жидкости-параллельны).
*перемешивания жидкости практически нет
Турбулентное течение жидкости (turbulus- вихрь)- это такой вид течения жидкости (или газа), при котором в жидкости возникает большое количество вихрей.
*значительное перемешивание жидкости
Нр: В области аневризм (выпячивание сосуда) наблюдается турбулентное течение крови. Там увеличивается сопротивление движению крови и уменьшается объемная скорость кровотока, а значит орган, кровоснабжающийся данным сосудом будет испытывать недостаток кислорода и питательных веществ.
Ламинарное течение жидкости может перейти в турбулентное и наоборот.
Общий критерий таких переходов- число Рейнольдса:
ρ - плотность жидкости или газа.
ϑ - линейная скорость.
η - коэффициент вязкости.
d - характерный размер (диаметр или ширина...).
Кинематическая вязкость- отношение коэффициента вязкости к плотности.
Если Re < Reкрит, то движение будет ламинарным.
Если Re > Reкрит, то движение будет турбулентным.
Нр: для системы кровообращения критическое число Рейнольдса приблизительно равно 1000.
29. Общее представление о строении сердечно-сосудистой системы. Основные показатели гемодинамики, реологические и гемодинамические характеристики: вязкость, линейная скорость кровотока, давление крови (систолическое, диастолическое, среднее), ударный объем крови, минутный объем крови.
Сердце и сосуды составляют систему кровообращения. Оттекающая от тканей венозная кровь поступает в правое предсердие, а оттуда в правый желудочек сердца. При сокращении его кровь нагнетается в легочную артерию. Протекая через легкие, она отдает СО2 и насыщается О2. Система легочных сосудов — легочные артерии, капилляры и вены — образует малый (легочный) круг кровообращения. Обогащенная кислородом кровь из легких по легочным венам поступает в левое предсердие, а оттуда в левый желудочек. При сокращении последнего кровь нагнетается в аорту, артерии, артериолы и капилляры всех органов и тканей, а оттуда по венам притекает в правое предсердие. Система этих сосудов образует большой круг кровообращения.
Гемодинамика – раздел биофизики, изучающий движение крови.
Основные показатели гемодинамики:
Скорость кровотока
Кровяное давление
Сопротивление сосудов
1. Линейная скорость кровотока (м/с)
Объемная скорость кровотока
Q=ϑ×S Взаимосвязь линейной и объемной скоростей
Закон (уравнение) неразрывности струи:
Объемная скорость кровотока в любом сечении одинакова
Чем меньше сечение, тем больше линейная скорость.
(до 20 м/с при физических нагрухках)
(обычно 3000 см^2)
(капиллярной крови) = 1 мм/с
= 700-800
= 0,1-0,16 м/с
Зависимость линейной скорости кровотока от поперечного сечения:
линейная скорость кровотока
поперечное сечение
1-аорта
2- магистральные вены
3- артериолы
4- капилляры
5- вены
- сила трения
-коэффициент вязкости
-градиент скорости
- площадь
= 5мПа*с
= 800мПа*с
2. Кровяное давление-сила, с которой движущаяся кровь воздействует на единицу площади стенки сосуда.
- в аорте и крупных артериях падение давления не велико, то есть кровяное давление в начале сосуда и в конце примерно одинаково
- в артериолах перепад давления максимальный
- систолическое (100-120 мм рт ст)
- диастолическое (60-80 мм рт ст)
Среднее=130/80 (у мужчин)
Среднее= 100/60 (у женщин)
Ударный объем крови (объем крови, выбрасываемый сердцем за одну систолу) = 65-7- мл при ЧСС 70-75 в мин
Зависит от преднагрузки и постнагрузки
Минутный объем крови (количество крови, выбрасываемой сердцем за минуту )= 4,5-5,- л