Strict Standards: Only variables should be passed by reference in /var/www/bsmy.ru/data/www/bsmy.ru/wp-includes/pomo/mo.php on line 210 Strict Standards: Only variables should be passed by reference in /var/www/bsmy.ru/data/www/bsmy.ru/wp-includes/pomo/mo.php on line 210 Strict Standards: Only variables should be passed by reference in /var/www/bsmy.ru/data/www/bsmy.ru/wp-includes/pomo/mo.php on line 210 Strict Standards: Only variables should be passed by reference in /var/www/bsmy.ru/data/www/bsmy.ru/wp-includes/pomo/mo.php on line 210 Strict Standards: Only variables should be passed by reference in /var/www/bsmy.ru/data/www/bsmy.ru/wp-includes/pomo/mo.php on line 210 Strict Standards: Only variables should be passed by reference in /var/www/bsmy.ru/data/www/bsmy.ru/wp-includes/pomo/mo.php on line 210 Strict Standards: Non-static method Red_Item::get_for_url() should not be called statically, assuming $this from incompatible context in /var/www/bsmy.ru/data/www/bsmy.ru/wp-content/plugins/redirection/modules/wordpress.php on line 31 Strict Standards: Only variables should be passed by reference in /var/www/bsmy.ru/data/www/bsmy.ru/wp-includes/pomo/mo.php on line 210 Strict Standards: call_user_func_array() expects parameter 1 to be a valid callback, non-static method GoogleSitemapGeneratorLoader::Enable() should not be called statically in /var/www/bsmy.ru/data/www/bsmy.ru/wp-includes/plugin.php on line 406 Шпаргалка по физике (второй тип) | БГМУ

Шпаргалка по физике (второй тип)

Дисциплина: Физика | Комментировать



Загрузить шпаргалку

Превью:
Ультразвуком (УЗ) называют механические колебания и волны, частоты которых более 20 кГц.
Верхним пределом ультразвуковых частот условно можно счи¬тать 109-1010 Гц. Этот предел определяется межмолекулярными расстояниями и поэтому зависит от агрегатного состояния вещества, в котором распространяется ультразвуковая волна.
Для генерирования УЗ используются устройства, называемые УЗ-излучателями. Наибольшее распространение получили электромеханические излучатели, основанные на явлении обратного пьезоэлектрического эффекта. Обратный пьезоэффект заключается в механической деформации тел под действием электрического поля.

Основной частью такого излучателя является пластина или стержень из вещества с хорошо выраженными пьезоэлектрическими свойствами (кварц, сегнетова соль, керамичес¬кий материал на основе титаната бария и др.). На поверхность пластины в виде проводящих слоев нанесены электроды. Если к электро¬дам приложить переменное электрическое напряжение от генератора, то пластина благо¬даря обратному пьезоэффекту начнет вибриро¬вать, излучая механическую волну соответствующей частоты.
Применение УЗ в медицине связано с особенностями его рас¬пространения и характерными свойствами.
По физической природе УЗ, как и звук, является механической (упругой) волной. Однако длина волны УЗ существенно меньше длины звуковой волны Дифракция волн существенно зависит от соотношения длины волн и размеров тел, на которых волна дифрагирует.
Отражение УЗ на границе двух сред зависит от соотношения их волновых сопротивлений. Так, УЗ хорошо отражается на границах мышца — надкостница — кость, на поверхности полых органов и т.д. Поэтому можно определить расположение и размер неоднородных включений, полостей, внутренних органов и т.п. (УЗ-локация). При УЗ-локации используют как непрерывное, так и импульсное излучения. В первом случае исследуется стоячая волна, возникающая при интерференции падающей и отраженной волн от границы раздела. Во втором случае наблюдают отраженный им-пульс и измеряют время распространения ультразвука до исследуе¬мого объекта и обратно. Зная скорость распространения ультразву¬ка, определяют глубину залегания объекта.
Волновое сопротивление биологических сред в 3000 раз больше волнового сопротивления воздуха. Поэтому если УЗ-излучатель приложить к телу человека, то УЗ не проникнет внутрь, а будет отражаться из-за тонкого слоя воздуха между излучателем и биоло¬гическим объектом. Чтобы исключить воздушный слой, поверхность УЗ-излучателя покрывают слоем масла.
Скорость распространения ультразвуковых волн и их поглоще¬ние существенно зависят от состояния среды; на этом основано использование ультразвука для изучения молекулярных свойств вещества. Исследования такого рода являются предметом молеку¬лярной акустики.
Сжатия и разрежения, создаваемые ультразвуком, приводят к образованию разрывов сплошности жидкости — кавитаций.
Кавитации существуют недолго и быстро захлопываются, при этом в небольших объемах выделяется значительная энергия, про¬исходит разогревание вещества, а также ионизация и диссоциация молекул.
Физические процессы, обусловленные воздействием УЗ, вызыва¬ют в биологических объектах следующие основные эффекты:
- микровибрации на клеточном и субклеточном уровне;
- разрушение биомакромолекул;
- перестройку и повреждение биологических мембран, изменение
проницаемости мембран;
- тепловое действие;
- разрушение клеток и микроорганизмов.
Медико-биологические приложения ультразвука можно в основ¬ном разделить на два направления: методы диагностики и исследо¬вания и методы воздействия.
К первому направлению относятся локационные методы и ис¬пользованием главным образом импульсного излучения. Это эхо-энцефалография — определение опухолей и отека головного мозга; ультразвуковая кардиография — измерение размеров сердца в динамике; в офталь-мологии — ультразвуковая локация для определения размеров глазных сред. С помощью ультразвукового эффекта Доплера изуча¬ют характер движения сердечных клапанов и измеряют скорость кровотока. С диагностической целью по скорости ультразвука находят плотность сросшейся или поврежденной кости.
Ко второму направлению относится ультразвуковая физиотера¬пия.
Первичным механизмом ультразвуковой терапии являются меха¬ническое и тепловое действия на ткань.
При операциях ультразвук применяют как ультразвуковой скальпель, способный рассекать и мягкие, и костные ткани.
В настоящее время разработан новый метод <сваривания> пов-У режденных или трансплантируемых костных тканей с помощью ультразвука (ультразвуковой остеосинтез).
Губительное воздействие ультразвука на микроорганизмы по¬пользуется для стерилизации.
12. ИНФРАЗВУК
Инфразвуком называют механические (ynpyгue) волны с частотами, меньшими тех, которые воспринимает ухо челвоека (20 Гц).
Источниками инфразвука могут быть как естественные объекты (море, землетрясение, грозовые разряды и др.), так и искусствен¬ные (взрывы, автомашины, станки и др.).
Инфразвук часто сопровождается слышимым шумом, например в автомашине, поэтому возникают трудности при измерении и иссле¬довании собственно инфразвуковых колебаний.
Для инфразвука характерно слабое поглощение разными среда¬ми, поэтому он распространяется на значительное расстояние. Это позволяет по распространению инфразвука в земной коре обнару¬живать взрыв на большом удалении его от источника, по измерен¬ным инфразвуковым волнам прогнозировать цунами и т.д. Так как длина волны инфразвука больше, чем у слышимых звуков, то ин-фразвуковые волны лучше дифрагируют и проникают в помеще¬ния, обходя преграды.
Инфразвук оказывает неблагоприятное влияние на функцио¬нальное состояние ряда систем организма: усталость, головная боль, сонливость, раздражение и др. Предполагается, что первич¬ный механизм действия инфразвука на организм имеет резонанс¬ную природу. Резонанс наступает при близких значениях частоты вынуждающей силы и частоты собственных колебаний. Частота собственных колебаний тела человека в положении лежа (3-4 Гц), стоя (5-12 Гц), частота собственных колебаний грудной клетки (5-8 Гц), брюшной полости (3-4 Гц) и т.д. соответствуют частоте инфразвуков.
Снижение уровня интенсивности инфразвуков в жилых, произ¬водственных и транспортных помещениях — одна из задач гигиены.

13. ПРИРОДА ЗВУКА. ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Звуковые колебания и волны — частный случай механических колебаний и волн. Однако в связи с важностью акустических поня¬тий для оценки слуховых ощущений, а также и в связи с медицинс¬кими приложениями целесообразно некоторые вопросы разобрать специально. Принято различать следующие звуки: 1) тоны, или музыкальные звуки; 2) шумы; 3) звуковые удары.
Тоном называется звук, являющийся периодическим процессом. Если этот процесс гармонический, то тон называется простым или чистым, а соответствующая плоская звуковая волна описывается уравнением. Основной физической характеристикой чистого тона является частота. Ангармоническому1 колебанию соответствует сложный тон.
частота v0 такого разложения соответствует основному тону, ос¬тальные гармоники (обертоны) имеют частоты. Набор частот с указанием их относительной интенсивности (амплитуды А) называется акустическим спектром. Спектр сложного тона линейчатый; на рис. 8.1 показаны акустичес¬кие спектры одной и той же ноты, взятой на рояле и кларнете. Таким образом, акустический спектр — важная физическая характеристика сложного тона.
Шумом называют звук, отличающийся сложной неповторяющей¬ся временной зависимостью.
К шуму относятся звуки от вибрации машин, аплодисменты, шум пламени горелки, шорох, скрип, согласные звуки речи и т.п.
Шум можно рассматривать как сочетание беспорядочно изме¬няющихся сложных тонов. Если попытаться с некоторой степенью условности разложить шум в спектр, то окажется, что этот спектр
будет сплошным.
На практике для оценки звука удобнее использовать не интен¬сивность, а звуковое давление, дополнительно возникающее при прохождении звуковых волн в жидкой или газообразной среде. Для плоской волны интенсивность связана со звуковым давлением зави¬симостью 1=р2/(2рс) 2,
где р — плотность среды; с — скорость звука.
Шкала уровней интенсивностей звука создается следу¬ющим образом: значение Iо принимают за начальный уровень шка¬лы, любую другую интенсивность I выражают через десятичный логарифм ее отношения к I0:
Lб = lg(I/Io),
а для звукового давления
Lб = 2Lg(p/p0).
Высота — субъективная характеристика, обусловленная прежде всего частотой основного тона.
В значительно меньшей степени высота зависит от сложности тона и его интенсивности: звук большей интенсивности воспринима¬ется как звук более низкого тона.
Тембр звука почти исключительно определяется спектральным
составом.
Громкость — еще одна субъективная оценка звука, которая
характеризует уровень слухового ощущения.
В основе создания шкалы уровней громкости лежит важный психофизический закон Вебера — Фехнера: если увеличивать раздра¬жение в геометрической прогрессии (т.е. в одинаковое число раз), то ощущение этого раздражения возрастает в арифметической прогрессии (т.е. на одинаковую величину).
Математически это означает, что громкость звука пропорцио¬нальна логарифму интенсивности звука. Если действуют два звуко¬вых раздражения с интенсивностями / и /0, причем /0 — порог слышимости, то на основании закона Вебера — Фехнера громкость относительно него связана с интенсивностями следующим образом:
E=k lg(I/I0),
где к — некоторый коэффициент пропорциональности, зависящий от частоты и интенсивности.
Для отличия от шкалы интенсивности звука в шкале громкости децибелы называют фонами (фон).
Громкость на других частотах можно измерить, сравнивая иссле¬дуемый звук со звуком частотой 1 кГц. Для этого с помощью звуко¬вого генератора создают звук частотой 1 кГц. Изменяют интенсив¬ность звука до тех пор, пока не возникнет слуховое ощущение, аналогичное ощущению громкости исследуемого звука. Интенсив¬ность звука частотой 1 кГц в децибелах, измеренная по прибору, равна громкости этого звука в фонах.
Чтобы иметь определенные представления о различных по ха¬рактеру звуках, приведем их физические характеристики. Метод измерения остроты слуха называют аудиометрией.
При аудиометрии на специальном приборе (аудиометре) опреде¬ляют порог слухового ощущения на разных частотах; полученная кривая называется аудиограммой. Сравнение аудиограммы больного человека с нормальной кривой порога слухового ощущения помога¬ет диагностировать заболевание органов слуха.
Для объективного измерения уровня громкости шума использу¬ется гаумомер. Свойства шумомера приближаются к свойствам человечес¬кого, для этого для разных диапазонов уровней громкости используются корректирую¬щие электрические фильтры.

14. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В МЕТАЛЛАХ И П\П.
Рассмотрим контакт двух металлов 1 и 2 с различной концентра¬цией свободных электронов: n1 > п2. После создания контакта начнется диффузия электронов из одного металла в дру¬гой. Так как концентрации электронов различны, то диффунди¬рующие потоки из разных металлов будут неодинаковыми. Это приведет к заряжению металлов противоположными зарядами и возникновению между ними внутренней контактной разности потен¬циалов. При этом первый металл имеет больший потенциал относительно второго. Изменение энергии Еэ свобод¬ных электронов в приконтактной области при установившемся значении контактной разности потенциалов соответст¬вует динамическому равновесию.
При динамическом равновесии потоки электронов в одном и другом направле¬ниях одинаковы. Так как концентрация свободных электронов в металлах очень большая, то переход электронов из одного металла в другой практически не изменит их концентраций, которые и в условиях динамического равновесия останутся пре-жними.
Ui = φ1 – φ2 = RT/F ln n1 / n2
Итак, внутренняя контактная разность потенциалов зависит как от различий концентраций свободных электронов в металлах, так и от температуры контакта.
В цепи, состоящей из разных металлов,
возникает термоэлектродвижущая сила, £,.. Это явление,
справедливое и для полупроводников, называют
термоэлектричеством
Значительная термо-э.д.с. достигается не только выбором под¬ходящей пары металлов или полупроводников или увеличением ДТ, но и последовательным соединением нескольких термопар в термобатарею (термостолбик).
Термоэлектричество находит три основных применения:
1) для создания генераторов тока с прямым преобразованием молекулярно-тепловой энергии в электрическую. Современные полупроводниковые термогенераторы имеют к.п.д. порядка 10%;
2) для определения температур. Зная зависимость Ėт = ДДТ), по измерениям Ет можно найти ДТ, а следовательно, и Т. Удобство этого метода заключается в дистанционности и возможности изме¬рения температуры небольших объектов, поскольку сам контакт металлов или полупроводников может быть сделан достаточно малым. В медицине, в частности, это используется для нахождения температуры отдельных органов и их частей;
3) для измерения мощности инфракрасного, видимого и ультра-фиолетового излучений.
Возникновение термоэлектродвижущей силы в рассмотренном примере относится к группе термоэлектрических явлений. Так называют явления, в которых отражается специфическая связь между электрической и молекулярно-тепловой формами движения материи в металлах и полупроводниках.

15. ДИЭЛЕКТРИКИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ
Диэлектриками называют тела, не проводящие электрического тока.
Термин <диэлектрик> введен М. Фарадеем для обозначения веществ, через которые проникают электрические поля, в отличие от металлов, внутри которых электростатического поля нет. К диэлектрикам относят твердые тела, такие, как эбонит, фарфор, жидкости (например, чистая вода), газы.

Условно выделим три класса диэлектриков: 1) с полярными молеку¬лами; 2) с неполярными молекулами; 3) кристаллические.
К первому классу принадлежат такие вещества, как вода, нитро¬бензол и др.
Ко второму классу диэлектриков относят такие вещества (напри¬мер, водород, кислород и др.), молекулы которых при отсутствии электрического поля не имеют дипольных моментов.
Третий класс — кристаллические диэлектрики (например, NaCl), решетка которых состоит из положительных и отрицательных ио¬нов.
Все эти процессы, происходящие в разных диэлектриках, нахо¬дящихся в электрическом поле, объединяют общим термином поляризация, т.е. приобретение диэлектриком полярности.
Для первого класса диэлектриков характерна ориентационная поляризация, для второго — электронная, т.е. смещение главным образом электронов, для третьего — ионная.
Такая классификация условна, так как в реальном диэлектрике могут одновременно существовать все виды поляризации.
Изменение напряженности электрического поля, в котором находится диэлектрик, будет влиять на состояние его поляризации. Для оценки состояния поляризации диэлектрика вводят величину, называемую поляризованностъю, среднее значение которой равно отношению суммарного электрического момента элемента диэлек-трика к объему этого элемента:
•Ре = ∑ Pi/V
Единицей поляризованности является кулон на квадратный метр
(Кл/м2).

При поляризации диэлектрика на одной его поверхности (грани) создаются положительные заря¬ды, а на другой — отрицательные. Эти электрические заряды называют связанными, так как они принад-лежат молекулам диэлектрика (или кристаллической решетке при ионной поляризации) и не могут перемещаться в отрыве от молекул или быть удалены с по-верхности диэлектрика в отличие от свободных зарядов, которых в идеальном диэлектрике нет.
При возрастании напряженности электрического поля упорядо¬чивается ориентация молекул (ориентационная поляризация), увеличиваются дипольные моменты молекул (электронная поляри-зация), а также происходит смещение <подрешеток> (ионная поля¬ризация) — все это приводит к увеличению поверхностной плот¬ности асв связанных электрических зарядов.
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
В кристаллических диэлектриках поляризация может возникнуть при отсутствии электрического поля при деформации. Это явление получило название пьезоэлектрическою эффекта (пьезоэффекта).
Различают поперечный пьезоэффект и продольный.
Пьезоэлектрический эффект обусловлен деформацией элемен¬тарных кристаллических ячеек и сдвигом подре-шеток относительно друг друга при механичес¬ких деформациях. Поляризованность при не¬больших механических деформациях пропор¬циональна их величине. Пьезоэффект возникает в кварце, сегнетовой соли и других кристаллах, в которых элементарная ячейка решетки не имеет центра симметрии.
Оба пьезоэффекта — прямой и обратный — применяют в тех случаях, когда необходимо преобразовать механическую величину в электрическую, или наоборот.
Так, прямой пьезоэффект используют в медицине — в датчиках для регистрации пульса, в технике — в адаптерах, микрофонах и для измерения вибраций, а обратный пьезоэффект — для создания механических колебаний и волн ультразвуковой частоты.
Существенный пьезоэффект возникает в костной ткани при наличии сдвиговых деформаций.
Причина эффекта — деформация коллагена — основного белка со¬единительной ткани. Поэтому пьезоэлектрическими свойствами обладают также сухожилия и кожа. При нормальной функциональ¬ной нагрузке, а также при отсутствии дефектов в строении кости в ней существуют только деформации сжатия — растяжения и пьезо¬эффект отсутствует. Когда что-то ненормально и возникает сдвиго¬вая деформация, то возникает пьезоэффект.

16.МАГНИТНЫЕ МОМЕНТЫ ЭЛЕКТРОНА, АТОМА И МОЛЕКУЛЫ
Опыт показывает, что на пробную рамку с током в магнитном поле действует момент силы М, зависящий от ряда фак-торов, в том числе и от ориентации рамки. Максимальное значение Мпах зависит от магнитного поля, в котором находится контур, и от самого контура: силы тока /, протекающего по нему, и площади 5″, охватываемой контуром, т. е.
Мтх ~IS.
Величину
•Рм = IS
называют магнитным моментом контура с током. Таким образом,
Mmax ~ рк.
Магнитный момент — векторная величина. Для плоского контура с током вектор рт направлен перпендикулярно плоскости контура и связан с направлением тока /правилом правого винта.
Магнитный момент является характеристикой не только контура током, но и многих элементарных частиц (протоны, нейтроны, электроны и т.д.), определяя поведение их в магнитном поле.
Единицей магнитного момента служит ампер-квадратный метр (А-м2). Магнитный момент элементарных частиц, ядер, атомов и молекул выражают в особых единицах, называемых или атомным (µб)> или ядерным (µя), магнетоном Бора:
µб = 0,927-10-23 А-м2 (Дж/Тл),
µя = 0,505-10-26 А-м2 (Дж/Тл).

§ 16.5. НАПРЯЖЕННОСТЬ МАГНИТНОГО ПОЛЯ. ЗАКОН БИО -САВАРА — ЛАПЛАСА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ
Отношение
•Н = В/µ = B/µгµ0 где µг и µ – относительные и абсолютные магнитные проницаемости.
называют напряженностью магнитного поля. Она не зависит от свойств среды, а определяется только силой тока, протекающего по контуру, и геометрией опыта: формой контура и его расположением относительно точки А. Векторы Н и Б совпадают по направлению.
Напряженность магнитного поля, созданного постоянным током, можно вычислить, используя закон Био — Савара — Лапласа.

Ж.Б. Био и Ф. Савар установили этот закон, экспериментально опреде¬лив действие токов различной формы на магнитную стрелку. П.С. Лаплас проанализировал данные, полученные Био и Саваром, и нашел, что напря¬женность магнитного поля любого тока слагается из напряженностей полей, создаваемых его отдельными элементами.
закон Био — Савара — Лапласа: dH=k Idlsina/r2
17 ИМПУЛЬСНЫЙ СИГНАЛ И ЕГО ПАРАМЕТРЫ.
Электрическим импульсом назовем кратковременное изменение электрического напряжения или силы тока.
В технике импульсы подразделяются на две большие группы видео- и радиоимпульсы.
Видеоимпульсы — это такие электрические импульсы тока или напряжения, которые имеют постояшгую составляющую, отличную от нуля. Таким образом, видеоимпульс имеет преимущественно одну полярность. По форме видеоимпульсы бывают: а) прямоугольные, 6) пилообразные, в) трапецеидальные, г) экспонен-циальные, д) колоколообразные и др.
Радиоимпульсы — это модулированные электромагнитные колеба¬ния.
В физиологии термином электрический импульс> или <электрический сигнал> обозначают именно видеоимпульсы.
Повторяющиеся импульсы называют импульсным током. Он характеризуется периодом повторения импульсов Т – средним временем между началами соседних импульсов и частотой повторения импульсов f=1/T. Скважностью следования импульсов назювают отношение Q=T/τ. Величина, обратная-коэффицент заполнения К.
18 ВРЕМЕНА РЕЛАКСАЦИИ В ТКАНЯХ
Под механическими свойствами биологических тканей понимают две их разновидности. Одна связана с процессами биологической подвижности: сокращение мышц животных, рост клеток, движение хромосом в клетках при их делении и др. Другая разновидность — пассивные механические свойства биологических тел.
Как технический объект биологическая ткань — композицион¬ный материал, он образован объемным сочетанием химически раз¬нородных компонентов. Механические свойства биологической ткани отличаются от механических свойств каждого компонента, взятого в отдельности. Методы определения механических свойств биологических тканей аналогичны методам определения этих свойств у технических материалов.
Костная ткань. Кость — основной материал опорно-двигательно¬го аппарата В остальном кость состоит из органическо¬го материала, главным образом коллагена (высокомолекулярное соединение, волокнистый белок, обладающий высокоэластичностью
Плотность костной ткани 2400 кг/м3. Ее механические свойства зависят от многих факторов, в том числе от возраста, индивиду-альных условий роста организма и, конечно, от участка организма.
Композиционное строение кости придает ей нужные механичес¬кие свойства: твердость, упругость и прочность
Кожа. Она состоит из волокон коллагена, эластина (так же как и коллаген, волокнистый белок) и основной ткани — матрицы. Колла¬ген составляет около 75% сухой массы, а эластин — около 4%. Примерные данные по механическим свойствам приведены в табл. 14.
Эластин растягивается очень сильно (до 200-300%), примерно
как резина. Коллаген может растягиваться до 10%, что соответству¬ет капроновому волокну.
Мышцы. В состав мышц входит соединительная ткань, состоящая из волокон коллагена и эластина. Поэтому механические свойства мышц подобны механическим свойствам полимеров.
Релаксация напряжения в гладких мышцах соответствует моде¬ли Максвелла. Поэтому гладкие мышцы могут значительно растягиваться без особого напряжения, что способствует увеличению объема полых органов, например мочевого пузыря.
Ткань кровеносных сосудов (сосудистая ткань). Механические свойства кровеносных сосудов определяются главным образом свойствами коллагена, эластина и гладких мышечных волокон. Содержание этих составляющих сосудистой ткани изменяется по ходу кровеносной системы: отношение эластина к коллагену в об¬щей сонной артерии 2:1, а в бедренной артерии 1:2. С удалением от сердца увеличивается доля гладких мышечных волокон, в артериолах они уже являются основной составляющей сосудистой ткани.
При детальном исследовании механических свойств сосудистой кани различают, каким образом вырезан из сосуда образец (вдоль или поперек сосуда). Можно, однако, рассматривать деформацию сосуда в целом как результат действия давления изнутри на упру¬гий цилиндр.

В заключение отметим разделы и направления медицины, для которых особо важно иметь представление о пассивных механичес¬ких свойствах биологических тканей:
- в космической медицине, так как человек находится в новых, экстремальных,условиях обитания;
- результативность спортивных достижений и ее возрастание по¬буждают спортивных медиков обращать внимание на физические возможности опорно-двигательного аппарата человека;
- механические свойства тканей необходимо учитывать гигиенистам
при защите человека от действия вибраций;
- в протезировании при замене естественных органов и тканей
искусственными также важно знать механические свойства и пара¬
метры биологических объектов;
- в судебной медицине следует знать устойчивость биологических структур по отношению к различным деформациям;
- в травматологии и ортопедии вопросы механического воздействия на организм являются определяющими.
Этот перечень не исчерпывает значения материала, изложенного в настоящей главе, для врачебного образования.
20. ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК. РЕЗОНАНС В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.
Представим цепь, в которой последовательно соединены резистор, катушка индуктивности и конденсатор. Напряжение на зажимах а, Ь цепи, создаваемое внешним источником, выражается по-прежнему зависимостью с амплитудой Umax-
напряжения UR, UL и Uc можно записать так:
UR= UmaxR cos(w< — (р) (в фазе с током);
UL — UmaxL cos(wt — ip -f 7г/2) (опережает силу тока по фазе);
Uc = UmaxC cos(ut — <р — ж/2) (отстает от силы тока по фазе). Используя теорему Пифагора, имеем Umax = UmaxR + ( ^maxL ~ ^maxc)2- Z — полное сопротивление цепи переменною тока, называемое импедансом. Из получаем • Z =√ R2 + [Lω-1/Cω)2 Омическое сопротивление R цепи называют также активным, оно обусловливает выделение теплоты в цепи в соответствии с законом Джоуля — Ленца. Разность индуктивного и емкостного сопротивле¬ний (XL — Хс) называют реактивным сопротивлением. Оно не вы¬зывает нагревания элементов электрической цепи. ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ (ИМПЕДАНС) ТКАНЕЙ ОРГАНИЗМА. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕОГРАФИИ Ткани организма проводят не только постоянный, но и переменный ток. В организме нет таких систем, которые были бы подобны катушкам индуктивности, поэтому индуктивность его близка к нулю. Биологические мембраны и, следовательно, весь организм обладают емкостными свойствами, в связи с этим импеданс тканей организма определяется только омическим и емкостным сопротив¬лениями. Наличие в биологических системах емкостных элементов подтверждается тем, что сила тока опережает по фазе приложенное напряжение. Омические и емкостные свойства биологических тканей можно моделировать, используя эквивалентные электрические схемы. Рассмотрим некоторые из них. Частотная зависимость импеданса позволяет оценить жизнеспо¬собность тканей организма, что важно знать для пересадки (транс¬плантации) тканей и органов. Проиллюстрируем это графически. Здесь 1 — кривая для здоровой, нормальной, ткани, 2 -для мертвой, убитой кипячением в воде. В мертвой ткани разруше¬ны мембраны — Сживые конденсаторы>, и ткань обладает лишь омическим сопротивлением. Различие в частотных зависимостях импенданса получается и в случаях здоровой и больной ткани.
Как видно из (18.38), угол сдвига фаз между током и напряже¬нием также может давать информацию о емкостных свойствах ткани.
Импеданс тканей и органов зависит также и от их физиологиче¬ского состояния. Так, при кровенаполнении сосудов импеданс изменяется в зависимости от состояния сердечно-сосудистой дея-тельности.
Диагностический метод, основанный на регистрации изменения импеданса тканей в процессе сердечной деятельности, называют реографией {импеданс—плетизмография).
С помощью этого метода получают реограммы головного мозга (реоэнцефалограмма), сердца (реокардиограмма), магистральных сосудов, легких, печени и конечностей. Измерения обычно прово¬дят на частоте 30 кГц.

Нет сходных материалов(