Методические указания к занятию №1 по дисциплине «Физика»

для студентов медико-биологического факультета

«Утверждаю»

Зав. кафедрой физики, доц.

К занятию

02.09.13.-07.09.13.

Методические указания к занятию №1

по дисциплине «Физика»

для студентов

медико-биологического факультета

Специальность 020400 «БИОЛОГИЯ»

(профиль Генетика и Биохимия)

ВВОДНОЕ ЗАНЯТИЕ

1.  Знакомство с правилами работы в лаборатории кафедры физики; техникой пожарной и электробезопасности;

2.  Обсуждение особенностей структуры и организации аудиторной и внеаудиторной работы студентов по данной дисциплине (тематический план лекций, темы семинаров, их очерёдность, особенности лабораторных работ, формы отчётности, дисциплина и т. д.);

3.  Знакомство с правилами оформления лабораторных работ и подготовки к семинарским занятиям.

4.  Предмет физики. Связь физики с другими науками. Физические величины, физические измерения и статистическая обработка результатов измерений.

Литература

1. Грабовский физики: Учеб. Пособие / – 11-е изд., стер., - СПб: «Лань», 2009г. – 608с.

2. Учебник по медицинской и биологической физике / , , .-7-е изд., стер.-М.: Дрофа, 2007.-560с.: ил.-(Высшее образование).-Загл. на обл. и пер.: Медицинская и биологическая физика.

3. Лекции.

К ЗАНЯТИЮ «УТВЕРЖДАЮ»

09.09.Зав. кафедрой, доц_____

Методические указания по дисциплине «Физика»

для студентов

медико-биологического факультета

Специальность 020400 «БИОЛОГИЯ»

(профиль Генетика и Биохимия)

Занятие № 2

1.  Выполнение лабораторной работы № 1.

2.  Подготовка и обработка результатов эксперимента.

3.  Отчет лабораторной работы по приведенным контрольным вопросам.

Электричество и магнетизм.

Повторить основные теоретические понятия темы:

Заряд, закон Кулона, электрическое поле, напряженность электрического поля, принцип суперпозиции электрических полей, потенциал точки электрического поля, потенциал электрического поля точечного заряда; работа, совершаемая силами электрического поля при переходе заряда из одной точки в другую, разность потенциалов между двумя точками, связь между напряженностью и разностью потенциалов в однородном поле, силовые линии, эквипотенциальные поверхности, проводники, диэлектрики, магнитное поле, магнитная индукция, закон Ампера, сила Лоренца, магнитная проницаемость вещества, диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики, воздействие магнитных и постоянных электрических полей на человека.

Задачи:

1. С какой силой ядро атома железа (порядковый номер 26) притягивает электрон на внутренней оболочке радиусом ? (Ответ: 0,006Н)

2. Точечные заряды q1=1,2 нКл и q2=-1,6 нКл расположены на расстоянии 5 см друг от друга. Найти модуль вектора напряжённости в точке, расположенной на расстоянии 3 см от положительного заряда и 4 см от отрицательного заряда.

3. Определить напряженность поля в мембране эритроцита толщиной при мембранной разности потенциалов 100мВ. (Ответ: )

4. Прямой провод длиной 10 см, по которому течет ток силой 20 А, находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл. Найти угол между направлением магнитной индукции и тока, если на проводник действует сила 10 мН. (Ответ: )

5. Во сколько раз электрическая сила, действующая на электрон, больше магнитной силы, если напряженность электрического поля 1,5 кВ/м, а индукция магнитного поля 0,1 Тл? Скорость электрона равна 200 м/с и направлена перпендикулярно линиям индукции магнитного поля. (Ответ: 75)

Литература

1. Грабовский физики: Учеб. Пособие / – 11-е изд., стер., - СПб: «Лань», 2009г. – 608с.

2. Учебник по медицинской и биологической физике / , , .-7-е изд., стер.-М.: Дрофа, 2007.-560с.: ил.-(Высшее образование).-Загл. на обл. и пер.: Медицинская и биологическая физика.

3. Лекции.

К ЗАНЯТИЮ «УТВЕРЖДАЮ»

16.09.Зав. кафедрой, доц.

Методические указания по дисциплине «Физика»

для студентов

медико-биологического факультета

Специальность 020400 «БИОЛОГИЯ»

(профиль Генетика и Биохимия)

Занятие № 3

4.  Выполнение лабораторной работы.

5.  Подготовка и обработка результатов эксперимента.

6.  Отчет лабораторной работы по приведенным контрольным вопросам.

Ток, сила тока, плотность тока. Тепловое действие тока.

Повторить основные теоретические понятия темы: Электрический ток, Сила тока, Плотность тока, Закон Ома, Сопротивление цилиндрического проводника, Количество теплоты, выделившейся в проводнике за время t, Тепловая мощность тока, Удельная тепловая мощность тока, Вычисление удельной тепловой мощности, Емкость конденсатора, Емкость плоского конденсатора, Индуктивность катушки, Энергия заряженного конденсатора, Энергия катушки индуктивности.

Задача:

1. По медному проводнику сечением 1 мм2 течет ток; сила тока 1 А. Определить среднюю скорость упорядоченного движения электронов вдоль проводника, предполагая, что на каждый атом меди приходится один свободный электрон. Плотность меди 8,9 г/см3. [74 мкм/с]

2. Определить величину заряда, проходящего при гальванизации через участок ткани человека в течении 2 мин, если плотность тока равна 0,1 мА/см2, а размер электродов см.

3. По медному проводу сечением 0,3 мм2 течет ток 0,3 А. Определить силу, действую­щую на отдельные свободные электроны со стороны электрического поля. Удельное сопротивление меди 17 нОм×м. [2,72×10–21 Н]

4. Рассчитайте электроемкость тела человека массой 70 кг, считая её равной емкости шара той же массы. Средняя плотность тела 1г/см3.

5. Средняя мощность разряда электрического сома Р=8 Вт при напряжении U = 360 В. Время разряда t=0,13 мс. Определить электроемкость органов сома.

Литература

1. Грабовский физики: Учеб. Пособие / – 11-е изд., стер., - СПб: «Лань», 2009г. – 608с.

2. Учебник по медицинской и биологической физике / , , .-7-е изд., стер.-М.: Дрофа, 2007.-560с.: ил.-(Высшее образование).-Загл. на обл. и пер.: Медицинская и биологическая физика.

3. Лекции.

К ЗАНЯТИЮ «УТВЕРЖДАЮ»

23.09.Зав. кафедрой, доц.

Методические указания по дисциплине «Физика»

для студентов медико-биологического факультета

Специальность 020400 «БИОЛОГИЯ»

(профиль Генетика и Биохимия)

Занятие № 4

1.  Выполнение лабораторной работы.

2.  Подготовка и обработка результатов эксперимента.

3.  Отчет лабораторной работы по приведенным контрольным вопросам.

Электромагнитные колебания и волны

Повторить основные теоретические понятия темы:

Свободные электромагнитные колебания, циклическая частота свободных колебаний в идеальном контуре, период свободных колебаний в идеальном контуре, Полная энергия свободных электромагнитных колебаний в идеальном контуре, электрический импульс, импульсный ток, импульсная электротерапия, электромагнитная волна, уравнение электромагнитной волны, свойства электромагнитных волн, энергетические характеристики электромагнитной волны, шкала электромагнитных волн, влияние электромагнитных волн различные диапазонов на человека.

Задача:

1.Рассчитать длину волны электромагнитного излучения с частотой 1240 кГц.

2. В физиотерапии часто применяют электромагнитные волны с частотой 460 МГц. Определить длину волны в свободном пространстве () и в мягких тканях ().

3. Максимальная напряженность электрического поля электромагнитной волны по санитарным нормам не должна превышать 5 В/м. Найти допустимую плотность потока электромагнитного излучения.

Литература

1. Грабовский физики: Учеб. Пособие / – 11-е изд., стер., - СПб: «Лань», 2009г. – 608с.

2. Учебник по медицинской и биологической физике / , , .-7-е изд., стер.-М.: Дрофа, 2007.-560с.: ил.-(Высшее образование).-Загл. на обл. и пер.: Медицинская и биологическая физика.

3. Лекции.

К ЗАНЯТИЮ «УТВЕРЖДАЮ»

30.09.Зав. кафедрой, доц.

Методические указания по дисциплине «Физика»

для студентов

медико-биологического факультета

Специальность 020400 «БИОЛОГИЯ»

(профиль Генетика и Биохимия)

Занятие № 5

1.  Выполнение лабораторной работы № 3.

2.  Подготовка и обработка результатов эксперимента.

3.  Отчет лабораторной работы по приведенным контрольным вопросам.

Геометрическая оптика

Повторить основные теоретические понятия темы: Диффузное отражение, Направленное или зеркальное отражение света, Законы зеркального отражения, Абсолютный показатель преломления среды, Законы преломления, Полное внутреннее отражение, Оптическая сила линзы, Расчетная формула для оптической силы линзы, Оптическая сила объектива из нескольких линз, расположенных вплотную друг к другу равна сумме оптических сил линз, Формула тонкой линзы, Линейное увеличение линзы, Расчет линейного увеличения, Аберрации, Хроматические аберрации, Монохроматические аберрации (МА), Сферическая аберрация, Астигматизм косых пучков, дисторсия.

Задачи:

1.Почему блестят воздушные пузыри в воде?

Ответ: за счет отражения на границе «вода-воздух».

2. Почему в тонкостенном стакане с водой ложечка кажется увеличенной?

Ответ: вода в стакане выполняет роль цилиндрической собирающей линзы. Мы видим мнимое увеличенное изображение.

3. Оптическая сила линзы составляет 3 дптр. Чему равно фокусное расстояние линзы? Ответ выразить в см.

4. Фокусные расстояния у двух линз равны соответственно: f1 = +40 см, f2 = -40 см. Найти их оптические силы.

5. Определить оптическую силу для объектива, состоящего из линз f1=25 см и f2 = -1 м.

6. Каким образом в ясную погоду можно определить фокусное расстояние собирающей линзы?

Решение

Расстояние от Солнца до Земли столь велико, что все лучи, падающие на линзу, параллельны друг другу. Если на экране получить изображение Солнца, то расстояние от линзы до экрана будет равно фокусному расстоянию.

7. Для линзы с фокусным расстояние, равным 20 см, найти расстояния до объекта, при которых линейный размер действительного изображения будет: а) вдвое больше, чем размер объекта; б) равен размеру объекта; в) вдвое меньше, чем размер объекта.

Литература

1. Грабовский физики: Учеб. Пособие / – 11-е изд., стер., - СПб: «Лань», 2009г. – 608с.

2. Учебник по медицинской и биологической физике / , , .-7-е изд., стер.-М.: Дрофа, 2007.-560с.: ил.-(Высшее образование).-Загл. на обл. и пер.: Медицинская и биологическая физика.

3. Лекции.

К ЗАНЯТИЮ «УТВЕРЖДАЮ»

07.10.Зав. кафедрой, доц.

Методические указания по дисциплине «Физика»

для студентов

медико-биологического факультета

Специальность 020400 «БИОЛОГИЯ»

(профиль Генетика и Биохимия)

Занятие № 6

1.  Выполнение лабораторной работы.

2.  Подготовка и обработка результатов эксперимента.

3.  Отчет лабораторной работы по приведенным контрольным вопросам.

Оптическая система глаза

Повторить основные теоретические понятия темы: строение глаза, аккомодация, Бинокулярное зрение, Угол зрения (), Вычисление изображения на сетчатке глаза, вычисление размера изображения на сетчатке через размеры предмета, разрешающая способность глаза, угловой предел разрешения, Линейный предел разрешения (Z), Связь линейного и углового пределов разрешения, острота зрения, недостатки оптической системы глазы.

Задачи:

1. Сравните изображение на сетчатке глаза при рассматривании предмета: а) невооруженным глазом, б) лупой.

2. Оптическая сила хрусталика для человека с нормальным зрением равна 25 дптр. Показатель преломления 1,4. Вычислить радиусы кривизны хрусталика, если известно, что один радиус кривизны в 2 раза больше другого.

3. Ближний предел аккомодации у дальнозоркого человека равен 60 см. Какие очки нужны для коррекции этого дефекта? Принять расстояние от линзы до глаза равным 2 см.

4. Ближний и дальний пределы аккомодации для близорукого глаза равны 12 см и 17 см соответственно. Какие очки нужны для коррекции этого дефекта? Линзы очков находятся на расстоянии 2 см от глаза.

5. На сколько диоптрий возрастает оптическая сила хрусталика при переводе взгляда с очень удалённого предмета на предмет, находящийся на расстоянии наилучшего зрения (25 см)?

6. Найти линейный предел разрешения для нормального глаза.

7. Угловой предел разрешения у некоторого человека с нормальным зрением равен 3./. На каком максимальном расстоянии человек различит небольшие предметы, отстоящие друг от друга на расстоянии 10 см?

Литература

1. Грабовский физики: Учеб. Пособие / – 11-е изд., стер., - СПб: «Лань», 2009г. – 608с.

2. Учебник по медицинской и биологической физике / , , .-7-е изд., стер.-М.: Дрофа, 2007.-560с.: ил.-(Высшее образование).-Загл. на обл. и пер.: Медицинская и биологическая физика.

3. Лекции.

К ЗАНЯТИЮ «УТВЕРЖДАЮ»

14.10.Зав. кафедрой, доц.

Методические указания по дисциплине «Физика»

для студентов

медико-биологического факультета

Специальность 020400 «БИОЛОГИЯ»

(профиль Генетика и Биохимия)

Занятие № 7

Тепловое излучение

Изучить основные теоретические понятия темы: Тепловое излучение, Поток излучения (Ф), Энергетическая светимость (Re), Спектральная плотность энергетической светимости, или испускательная способность (r), Формула для расчёта энергетической светимости тела в диапазоне длин волн l1-l2, монохроматический коэффициент поглощения al, Абсолютно чёрное тело, Серое тело, Закон Кирхгофа, Закон Стефана-Больцмана, Энергетическая светимость серого тела, Закон смещения Вина, Энергия кванта, Формула Планка, для испускательной способности абсолютно чёрного тела, Мощность тепловых потерь человека, связанных с тепловым излучением, термография.

Задачи:

1. Определите энергетическую светимость тела человека при температуре 36 , принимая его за серое тело с коэффициентом поглощения 0,9.

2.На какую длину волны приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости следующих источников теплового излучения:

·  Тело человека с температурой кожи 30 ;

·  Спираль электрической лампочки – 2000 ;

·  Поверхность Солнца – 5800 ;

·  Атомная бомба, имеющая в момент взрыва температуру . Излучающие тела считать черными.

3. Вследствие изменения температуры серого тела максимум спектральной плоскости энергетической светимости сместился с 2400 до 800 . Во сколько раз изменится энергетическая светимость тела?

4. Рассчитать мощность тепловых потерь раздетого человека при температуре окружающей среды . Температура поверхности кожи Площадь поверхности тела среднего человека равна 1,8 м2.

5. При диагностике методом термографии опухоли молочной железы пациентке дают выпить раствор глюкозы. Через некоторое время регистрируют тепловое излучение поверхности тела. Клетки опухолевой ткани интенсивно поглощают глюкозу, в результате чего их теплопродукция возрастает. На сколько градусов при этом меняется температура участка кожи над опухолью, если излучение с поверхности возрастает на 1% (в 1,01 раза)? Начальная температура участка тела равна .

Литература

1. Грабовский физики: Учеб. Пособие / – 11-е изд., стер., - СПб: «Лань», 2009г. – 608с.

2. Учебник по медицинской и биологической физике / , , .-7-е изд., стер.-М.: Дрофа, 2007.-560с.: ил.-(Высшее образование).-Загл. на обл. и пер.: Медицинская и биологическая физика.

3. Лекции.

К ЗАНЯТИЮ «УТВЕРЖДАЮ»

21.10.Зав. кафедрой, доц.

Методические указания по дисциплине «Физика»

для студентов

медико-биологического факультета

Специальность 020400 «БИОЛОГИЯ»

(профиль Генетика и Биохимия)

Занятие № 8

1.  Выполнение лабораторной работы.

2.  Подготовка и обработка результатов эксперимента.

3.  Отчет лабораторной работы по приведенным контрольным вопросам.

Взаимодействие света с веществом

Повторить основные теоретические понятия темы: поглощение света, закон поглощения света (закон Бугера), логарифмический вид закона Бугера, Закон Бера, Закон Бугера-Ламберта-Бера для поглощения света растворами, формула для расчета концентрации раствора известного вещества, оптическая плотность слоя жидкости, связь оптической плотности с толщиной слоя и характеристиками раствора, спектр поглощения, рассеяние света, рассеяние в мутных средах – явление Тиндаля, молекулярное рассеяние на оптических неоднородностях, Закон Релея, ослабление света вследствие поглощения и рассеяния.

Задачи:

1. Показатель плазмы крови равен 0,836 см-1. Какая толщина слоя плазмы крови уменьшает интенсивность падающего света в 3 раза?

2. В 4-процентном растворе вещества интенсивность света уменьшается в два раза на глубине l1 =20мм. Во сколько раз уменьшается интенсивность света на глубине l2 =30мм в 8-процентном растворе того же вещества?

3. При прохождении монохроматического света через слой вещества толщины х=15 см его интенсивность убывает в 4 раза. Определить показатель рассеяния, если показатель поглощения k=0,025 см-1.

4. Поглощающие свойства оптических сред глаза для света длиной волны 770 нм эквивалентны поглощающим свойствам слоя воды толщиной 2,28см. Определить процент световой энергии, доходящей до сетчатки глаза, если известно, что для данной длины волны слой воды толщиной 42 см пропускает только 37% световой энергии.

5. Количество световой энергии, попадающее в глаз при работе с рубиновым лазером (длина волны 694,3 нм), не должно превышать Дж. Рассчитать толщину светофильтра, при которой глаз исследователя не будет поврежден при энергии лазерного луча 2 Дж. Показатель поглощения светофильтра 4,6 мм-1.

Литература

1. Грабовский физики: Учеб. Пособие / – 11-е изд., стер., - СПб: «Лань», 2009г. – 608с.

2. Учебник по медицинской и биологической физике / , , .-7-е изд., стер.-М.: Дрофа, 2007.-560с.: ил.-(Высшее образование).-Загл. на обл. и пер.: Медицинская и биологическая физика.

3. Лекции.

К ЗАНЯТИЮ «УТВЕРЖДАЮ»

02.12.. Зав. кафедрой, доц.

Методические указания по дисциплине «Физика»

для студентов

медико-биологического факультета

Специальность 020400 «БИОЛОГИЯ»

(профиль Генетика и Биохимия)

СЕМИНАР № 1

(третий семестр)

Тема: Физические процессы в биологических мембранах.

Основные понятия и формулы: Поток вещества (Ф) через элемент поверхности, перпендикулярный направлению диффузии, Плотность потока вещества (J), Уравнение Фика для диффузии в однородной среде, Коэффициент распределения вещества (К), Коэффициент проницаемости мембраны, Уравнение Фика для пассивного транспорта в мембранах, уравнение Нернста – Планка, Биоэлектрический потенциал, Поток ионов

через мембрану, Потенциал покоя, Уравнение Нернста-Планка для потенциала покоя, уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца для мембранного потенциала покоя в стационарном состоянии, потенциал действия, распространение потенциала действия.

Задачи:

1.Чему равен поток формамида через плазматическую мембрану Chara ceratophylla толщиной 8нм, если коэффициент диффузии его составляет , концентрация формамида в начальный момент времени снаружи была равна , а внутри в десять раз меньше?

2. Определите коэффициент диффузии в воде эритрола, если среднее смещение его молекулы за 1 минуту составляет 40мкм. ( где – средняя величина смещения молекулы вещества в растворе).

3. Определите равновесный мембранный потенциал, создаваемый на бислойной липидной мембране ионами калия при температуре 20, если концентрация калия с одной стороны мембраны равна , а с другой

4.Каков электрический заряд мембраны, если ее емкость 1 , а равновесный мембранный потенциал такой же, как в предыдущей задаче?

5. Двойной фосфолипидный слой уподобляет биологическую мембрану конденсатору. Вещество мембраны представляет собой диэлектрик с диэлектрической проницаемостью ε=4. Разность потенциалов между поверхностями мембраны U=0,2В при толщине d=10нм. Рассчитать электроемкость 1мм2 мембраны и напряженность электрического поля в ней.

6. Потенциал покоя нерва конечности краба равен 89 . Чему равна концентрация ионов калия внутри нерва, если снаружи она составляет 12 ? Принять температуру равной 20

7. В клетках фагоцитов равновесная концентрация вещества устанавливается за 0,2с. Чему равен коэффициент проницаемости этого вещества через мембрану фагоцитов, если считать клетку телом сферической формы диаметром 8 мкм?

(, где t0,5 - характерное время установления равновесной концентрации, р - проницаемость мембраны, V- объем клетки, S – площадь поверхности клеточной мембраны).

Литература

1. Грабовский физики: Учеб. Пособие / – 11-е изд., стер., - СПб: «Лань», 2009г. – 608с.

2. Учебник по медицинской и биологической физике / , , .-7-е изд., стер.-М.: Дрофа, 2007.-560с.: ил.-(Высшее образование).-Загл. на обл. и пер.: Медицинская и биологическая физика.

3. Лекции.

К ЗАНЯТИЮ «УТВЕРЖДАЮ»

09.12.. Зав. кафедрой, доц.

Методические указания по дисциплине «Физика»

для студентов

медико-биологического факультета

Специальность 020400 «БИОЛОГИЯ»

(профиль Генетика и Биохимия)

Семинар №2

(третий семестр)

Тема: Физические процессы в тканях организма человека при воздействии током и электромагнитными полями.

Основные понятия и формулы:

Действие постоянного тока, действие переменного тока (НЗ, ЗЧ, УЗЧ), действие высокочастотного тока, действие переменного электрического поля (УВЧ), действие электромагнитных волн (СВЧ), применение тока и электромагнитных полей в медицине.

Задачи:

1.  Постоянный ток 0,05 А представляет опасность для жизни человека. Определить минимальную величину напряжения, при котором ток может достигнуть этого значения, если сопротивление тела человека в зависимости от условий изменяется от 1000 до 100000 Ом.

2.  Сопротивление ткани постоянному току в цепи между электродами при гальванизации составляет 2000 Ом при площади прокладок 100 см2 и плотности тока 0,1 мА/см2. Определить напряжение, которое должен обеспечивать аппарат гальванизации.

3.  Датчиком термометра сопротивления, предназначенного для биологических исследований, является катушка, изготовленная из эмалированной медной проволоки длиной 4м и диаметром 0,03 мм. Определить сопротивление катушки при её контакте с телом человека, температура которого 36.

4.  Ток, потребляемый аппаратом УВЧ от сети при напряжении 220В, равен 0,8А. в теле больного при этом поглощается мощность 15Вт. Определить количество теплоты, выделившейся в тканях, если процедура длилась 10 минут.

5. Резистор R=40 Ом, катушка индуктивности L=2мГн и конденсатор С=5мкФ соединены последовательно. Чему равен импеданс этой цепи на частоте 60 Гц?

6. Какой емкостью должен обладать терапевтический контур аппаратов для УВЧ-терапии и индуктотермии, если их резонансные частоты и индуктивности равны соответственно: ?

Литература

1. Грабовский физики: Учеб. Пособие / – 11-е изд., стер., - СПб: «Лань», 2009г. – 608с.

2. Учебник по медицинской и биологической физике / , , .-7-е изд., стер.-М.: Дрофа, 2007.-560с.: ил.-(Высшее образование).-Загл. на обл. и пер.: Медицинская и биологическая физика.

3. Лекции.

К ЗАНЯТИЮ «УТВЕРЖДАЮ»

16.12.. Зав. кафедрой, доц.

Методические указания по дисциплине «Физика»

для студентов

медико-биологического факультета

Специальность 020400 «БИОЛОГИЯ»

(профиль Генетика и Биохимия)

Семинар №3

(третий семестр)

Тема: Современные оптические приборы. Оптические методы анализа.

Основные понятия и формулы: Когерентные источники света, Оптическая длина пути, Оптическая разность хода, Интерференция света, Условие максимума интерференции, Условие минимума интерференции, Дифракция света; Условие, определяющее положение дифракционных минимумов, даваемых отдельной щелью; Условие, определяющее положение дифракционных максимумов, даваемых отдельной щелью; Постоянная (период) дифракционной решетки, Условие, определяющее положение дифракционных максимумов, даваемых дифракционной решеткой, Естественный свет, Плоско-поляризованный свет, Плоскость поляризации, Поляризатор, Закон Малюса, Угол падения монохроматического света, при котором отраженный луч полностью поляризован (угол Брюстера), Двойное лучепреломление, Вращение плоскости поляризации, Угол поворота плоскости поляризации в оптически активной сред, Угол поворота плоскости поляризации в растворе, поляриметрия

Задачи:

1. На мыльную пленку () падает свет под углом 45. При какой наименьшей толщине пленка в отраженном свете будет выглядеть окрашенной в желтый цвет (длина волны желтого цвета 0,6 )?

2. Дифракционная решетка, имеющая 500 штрихов на 1 , дает на экране, отстающем от линзы на 1 , спектр. Определите, на каком расстоянии друг от друга будут находиться фиолетовые границы спектров второго порядка.

3.Плоскости поляризации двух призм Николя, поставленных на пути луча, образуют между собой угол в 30. Как изменится интенсивность света, прошедшего через эти призмы, если угол между их плоскостями поляризации станет равным 60?

4.Определить удельное вращение для раствора сахара, концентрация которого равна 0,33 г/см3, если при прохождении света через трубку с раствором угол поворота плоскости поляризации равен 22. Длина трубки равна 10см.

5. При какой высоте солнца над горизонтом солнечный свет отражается от поверхности озера плоскополяризованным? Показатель преломления воды в области видимого света n=1,33.

Литература

1. Грабовский физики: Учеб. Пособие / – 11-е изд., стер., - СПб: «Лань», 2009г. – 608с.

2. Учебник по медицинской и биологической физике / , , .-7-е изд., стер.-М.: Дрофа, 2007.-560с.: ил.-(Высшее образование).-Загл. на обл. и пер.: Медицинская и биологическая физика.

3. Лекции.

К ЗАНЯТИЮ «УТВЕРЖДАЮ»

23.12.. Зав. кафедрой, доц.

Методические указания по дисциплине «Физика»

для студентов

медико-биологического факультета

Специальность 020400 «БИОЛОГИЯ»

(профиль Генетика и Биохимия)

Семинар №4

(третий семестр)

Тема: Рентгеновское излучение.

Основные понятия и формулы:

энергия катодных электронов, минимальная длина волны излучения рентгеновской трубки в СИ, минимальная длина волны излучения рентгеновской трубки в практических единицах, поток излучения рентгеновской трубки, закон Мозли, рентгенолюминесценция, закон ослабления потока рентгеновского излучения в слое вещества, составные части линейного коэффициента ослабления, массовый коэффициент ослабления, закон ослабления потока рентгеновского излучения, записанный через массовый коэффициент ослабления; рентгенодиагностика, рентгенотерапия.

Задачи:

1.  Рентгеновское излучение с длиной волны 0,2 падает на монокристалл. Чему равен угол скольжения, если в спектре второго порядка получен максимум? Межплоскостное расстояние 0,3 .

2.  Найдите границу тормозного рентгеновского излучения (частоту и длину волны) для напряжений и 20 . Во сколько раз энергия фотонов этих излучений больше энергии фотона, соответствующего (красный цвет)

3.  Найти поток излучения рентгеновской трубки при U= 50кВ, I=1мА. Анод изготовлен из вольфрама (Z=74). Найти КПД трубки. (185мВт; 0,37%)

4.  Для рентгенодиагностики мягких тканей применяют контрастные вещества. Например, желудок и кишечник заполняют массой сульфата бария (ВаSO4). Сравните массовые коэффициенты ослабления сульфата бария и мягких тканей (воды). (Ответ: 354)

Литература

1. Грабовский физики: Учеб. Пособие / – 11-е изд., стер., - СПб: «Лань», 2009г. – 608с.

2. Учебник по медицинской и биологической физике / , , .-7-е изд., стер.-М.: Дрофа, 2007.-560с.: ил.-(Высшее образование).-Загл. на обл. и пер.: Медицинская и биологическая физика.

3. Лекции.

К ЗАНЯТИЮ «УТВЕРЖДАЮ»

06.01.. Зав. кафедрой, доц.

Методические указания по дисциплине «Физика»

для студентов

медико-биологического факультета

Специальность 020400 «БИОЛОГИЯ»

(профиль Генетика и Биохимия)

Семинар №5.

(третий семестр)

Тема: Ядро. Радиоактивность. Основы дозиметрии.

Основные понятия и формулы:

Радиоактивность, основной закон радиоактивного распада, активность, основные виды радиоактивного распада, количественные характеристики взаимодействия ионизирующего излучения с веществом, естественная и искусственная радиоактивности, использование радионуклидов в медицине, биофизические основы действия ионизирующего излучения; поглощенная, эквивалентная, экспозиционная и эффективная дозы и их единицы измерения; коэффициент качества, связь между поглощенной и экспозиционной дозами, мощность дозы, предельная доза.

Задачи:

1.Какова активность препарата, если в течение 10 минут распадается 10000 ядер этого вещества? (16,6 Бк)

2.Возраст древних образцов дерева можно приближённо определить по удельной массовой активности изотопа в них. Сколько лет тому назад было срублено дерево, которое пошло на изготовление предмета, если удельная массовая активность углерода в нем составляет 75% от удельной активности растущего дерева? Период полураспада радона Т=5579 лет. (ответ: 2300 лет).

3.В ядро атома азота попадает альфа-частица и остается в нем. При этом образуется ядро некоторого элемента и испускается протон. Каков порядковый номер этого элемента в периодической системе элементов?

4.При радиоактивном распаде изотопа свинца испускается – частица. Написать ядерную реакцию для этого случая.

5.Средняя мощность экспозиционной дозы облучения в рентгеновском кабинете равна . Врач находится в течение дня 5 в этом кабинете. Какова его доза облучения за 6 рабочих дней?

6.Изучение лучевых катаракт на кроликах показало, что под действием ϒ- излучения катаракты развиваются при дозе D1 =200 рад. Под действием быстрых нейтронов катаракта возникает при дозе D2 =20 рад. Определить коэффициент качества для быстрых нейтронов.

7.Известно, что разовая летальная экспозиционная доза для человека равна 400Р (50% смертности). Выразить эту дозу во всех других единицах.

8. Рабочий в течение 6 находится в 2 от источника -излучения. Какова должна быть активность источника излучения, чтобы можно было работать без защитного экрана? Допустимая доза 0,017 .

Литература

1. Грабовский физики: Учеб. Пособие / – 11-е изд., стер., - СПб: «Лань», 2009г. – 608с.

2. Учебник по медицинской и биологической физике / , , .-7-е изд., стер.-М.: Дрофа, 2007.-560с.: ил.-(Высшее образование).-Загл. на обл. и пер.: Медицинская и биологическая физика.

3. Лекции.