Полное выражение для мембранного потенциала было получено Гольдманом, Ходжкиным, Катцем:
φм=(-RT/F)ln(PKCi(K+)+ PNaCi(Na+)+ PClCe(Cl-))/(PKCe(K+)+ PNaCe(Na+)+ PClCi(Cl-)).
Проницаемость мембран аксона кальмара:
В покое РК+:РNa+:РCl- =1:0,04:0,45
В фазе деполяризацииРК+:РNa+:РCl- =1:20:0,45
2. Укажите достоинства и недостатки современных ультразвуковых и рентгеновских компьютерных методов получения изображений органов и тканей.
Ультразвуковая диагностика. Эхолокация (А-метод) – одномерный метод исследования, т.к. он позволяет определять расстояние от отражающих ультразвук объектов лишь в одном направлении. Эхолокацией определяются продольные размеры глазного яблока, измеряется разница расстояний от поверхности головы до её внутричерепных структур, выявляются объемные поражения мозга.
Ультразвуковая томография позволяет получать изображения различных сечений исследуемого органа.
Ультразвуковая диагностика широко распространена в клинике благодаря высокой разрешающей способности при визуализации исследуемого объекта, возможность проведения многократных исследований, безопасность, отсутствие противопоказаний, не инвазивные, информативные. Недостаток – нельзя исследовать органы, наполненные воздухом.
Рентгенодиагностика создаёт лучевую нагрузку на организм, особенно при рентгеноскопии, когда изображение долго рассматривают на люминесцирующем экране. При рентгенографии время экспозиции для получения снимка составляет доли секунды, поэтому лучевая нагрузка меньше. Достоинства: информативные, не инвазивные, бесконтактные.
3. При измерении температуры ткани термопарой с чувствительностью 0,4 мкВ/К было получено значение термо-ЭДС=10мкВ. Найдите температуру ткани, если второй спай находится при 00С.
ЭДС=α(Т2-Т1); Т2=ЭДС/α+ Т1=25K+273К=298К или 250С
4. Сформулируйте и запишите законы Стефана-Больцмана и Вина для теплового излучения.
Все тела излучают электромагнитные волны, интенсивность и спектральный состав которых существенно зависят от температуры тела – тепловое излучение. Чем выше температура тела, тем интенсивнее это излучение.
Закон Стефана-Больцмана: энергетическая светимость абсолютно черного тела прямо пропорциональна 4-й степени его абсолютной температуры. R=δT4. Постоянная Больцмана δ=5,67*10-8 Вт/(м2К4)
R= а δT4 – для серых тел.
Закон Вина определяет зависимость положения max спектра излучения абсолютно черного тела от температуры: длина волны на которую приходится max спектральной плотности обратно пропорциональна абсолютной температуре этого тела: Lmax=b/T, где b =2,898*10-3 м*К – постоянная Вина.
5. Как связаны активность радионуклида в органе и эквивалентная доза внутреннего облучения при однократном поступлении радионуклида в организм?
Эквивалентная доза ионизирующего излучения представляет собой произведение поглощенной дозы и коэф. качества излучения: Н=kD. [Зв=Дж/кг], 1бэр=0,01Зв. Для определения k (относительная биологическая эффективность ОБЭ) необходимо сравнить поглощённые дозы, вызывающие одинаковый биологический эффект, при воздействии исследуемым Dиссл и эталонным Dэтал ионизирующими излучениями. За эталон принимают рентгеновское излучение с энергией квантов 180-200кэВ. k=ОБЭ=Dэтал/Dиссл. В качестве стандартного биологического эффекта используют полулетальную дозу ЛД 50/30 – поглощенная доза, при которой в течение 30 суток погибает 50% подопытных животных. Для рентгеновского, y- и β -излученияk=1; для α-частиц с энергией<10MэВ k=20; для протонов k=10; для нейтронов с энергией 0,1-5 МэВ k=3-10.
Н=kD, где D=E1Np/m, где E1 – энергия, выделяемая при одном распаде, Np -число распадов.
Эффективная энергия одного распада: Еэф=kE1. Эквивалентная доза, полученная органом массы m:H=ЕэфNp/m.
При однократном введении радионуклида его активность в организме изменяется по закону A(t)=A0e-Lэфt, где А0=LpN0 – начальная активность поступившего в организм радионуклида, N0- начальное кол-во ядер радионуклида; Lp- постоянная радиационного распада; Lэф – эффективная постоянная, определяющая скорость исчезновения радионуклида из организма.
6. Для бедренной артерии скорость пульсовой волны 9м/с, её диаметр 0,4 см, толщина стенки 0,04 см. Зная, что плотность крови 1г/см3 (1000кг/м3), определите модуль Юнга для этого сосуда.
Формула Моенса-Кортевега v= 
(Eh/ p d); Е= v 2 p d/h=81*1000*0,4/0,04=810 кПа (ккг/c2м). Ответ: 810кПа
Билет 9
1. Поглощение света и его законы. Показатель поглощения, коэф. пропускания, оптическая плотность. Устройство фотоэлектрокалориметра, определение ФЭКом концентрации поглощающих р-ров.
Поглощение света – уменьшение интенсивности световой волны при её распространении в в-ве. Установлено, что при прохождении света через поглощающий слой его интенсивность изменяется на dI, которая прямо пропорциональна толщине dх этого слоя и интенсивности I падающего на него излучения: dI= - kIdx, «-» указывает на уменьшение интенсивности. Проинтегрируем: dI/I= -kdx; ᶘdI/I= -kᶘdx;
lnI= -kx+lnC; I=Ce-kx. При х=0, I=I0, значит С=I0. Получим закон поглощения света, закон Бугера: I=I0e-kx. Поглощающие св-ва в-в зависят от показателя поглощенияk [м-1;см-1], различен на разных длинах волн.
Для р-ров при небольших концентрациях справедлив закон Бера: показатель поглощения р-ра прямо пропорционален концентрации С поглощающего в-ва: k=αC, где α – удельный показатель поглощения в-ва, зависящий от длины волны. Закон Бугера-Ламберта-Бера: I=I0e-αCx.
Коэф. пропускания Т – отношение интенсивности света, прошедшего образец, к интенсивности падающего на него света: Т=I/I0= I0e-αCx/I0= e-αCx.
Оптическая плотность D равная десятичному логарифму коэф. пропускания, взятому со знаком «-»:
D= -lgT=k1x=α1Cx, гдеk1=klge=0,43k; α1=αlge=0,43α.
Закон Бугера-Ламберта-Бера лежит в основе концентрационной колориметрии – фотометрического метода определения концентрации поглощающего в-ва в окрашенных р-рах. Для этой цели используются однолучевые или двулучевые ФЭКи. Схема: свет от источника 1 формируется линзой 2 в параллельный пучок. Светофильтр 3 пропускает сравнительно узкий спектральный диапазон вблизи длины волныL.Этот почти монохроматический пучок света сначала проходит через кювету 4 с чистым растворителем и оптический клин 5 и попадает на фотоэлемент 6. Перемещая поглощающий оптический клин 5, показания измерительного прибора 7 устанавливают точно на 100% пропускания. Вместо кюветы с растворителем 4 помещают кювету 4а с исследуемым р-ром. Измерительный прибор сразу показывает его коэф. пропускания и оптическую плотность, которые позволяют определить концентрацию поглощающего в-ва в р-ре.
2. Запишите уравнение Вейса-лапика и покажите, как определить, входящие в него константы.
Величина порогового тока зависит от вида ткани, от длительности и формы импульса тока.
Реобаза R – min значение порогового тока для данной ткани, наблюдается при tu>=tполезн, способное вызывать возбуждение при действии на ткань в течение полезного времени.
Хроноксия tхр – длительность импульса, для которого пороговый ток вдвое больше реобазы: Iпор=2R.
Зависимость порогового тока от длительности tuпрямоугольного импульса приблизительно описывается уравнение Вейса-Лапика: Iпор=a/tu+b, где а и b –константы, зависящие от вида ткани.
1) при tu стремящемся к бесконечности, значение Iпор=b, значит b=R, b в [А или мА];
2) при tu=tхр, то Iпор=2R и по уравнению Вейса-Лапика: а=Rtхр. Реально I0=0,1мА-50мА. Тепловые эффекты при электростимуляции незначительны.
3. Объясните необходимость уменьшения переходного сопротивления электрод-кожа при снятии биопотенциалов. Укажите используемые при этом методы.
Важнейшим фактором, определяющим электрическое сопротивление кожи, является толщина рогового слоя эпидермиса и его состояние. Если неороговевающие слои эпидермиса содержат до 70% воды, то роговой слой – лишь 10%, что обуславливает его высокое сопротивление. Но при выделении пота и при наложении влажных электродных прокладок роговой слой может впитывать воду, что снижает его сопротивление. Прокладки налаживают также для устранения прижигающего действия тока под сухими электродами. При увеличении площади электрода переходное сопротивление кожа-электрод уменьшается, но при этом увеличиваются помехи от биопотенциалов работающих мышц.
4. Скорость пульсовой волны в аорте равна 5 м/с, её диаметр 1,5 см, толщина стенки 0,065 см. Зная плотность крови 1 г/см3 (1000кг/м3), определите модуль Юнга для аорты.
Формула Моенса-Кортевега v= (Eh/ p d); Е= v 2 p d/h=25*1000*1,5/0,065=577 кПа (ккг/c2м). Ответ: 577кПа
5. Определите min длину в спектре излучения, возникающего в результате торможения на мишени электронов, ускоренных в бетатроне до энергии 60 МэВ.
L=hc/ev=6,63*10-34*3*108/60*106*1,6*10-19=0,207*10-13м
6. Генеральная совокупность и выборка. Основная задача статистического исследования. Понятие «нормы» для медицинских показателей.
Генеральная совокупность - множество однородных объектов, подлежащих статистическому исследованию и характеризующихся определенными качественными или кол-венными признаками (все жители Беларуси, или все дети, женщины и т.д.). Для того чтобы изучить генеральную выборку по какому либо признаку Х, необходимо изучить все ее объекты по этому признаку.
Выборка - совокупность n объектов, отобранных из интересующей нас генеральной совокупности для конкретного статистического исследования. Задачи математической статистики: 1. Выяснение закона распределения исследуемого признака в выборке; 2. Определение числовых характеристик выборки (методы описательной статистики); 3. Оценка параметров генеральной совокупности: точечные оценки и доверительные интервалы для параметров распределения; 4. Исследование статистической связи между двумя признаками совокупности (элементы корреляционного анализа). Значения медико-биологических показателей, соответствующие здоровому человеку, часто называют медицинской нормой. Используют два типа норм: точечную норму и нормальный диапазон. Точечную норму определяют по значению центра распределения. Нормальные диапазоны устанавливаются так, чтобы в них попадало 95% показателей случайно отобранных здоровых людей. Часто нормальные значения некоторого показателя неодинаковы у лиц, живущих в разных географических регионах, у мужчин и женщин, в разных возрастных группах.
Билет 10
1. Физические и физиологические характеристики звука. Диаграмма слышимости. Уровни интенсивности и уровни громкости звука, связь между ними и единицы их измерения.
Акустика – раздел физики, в котором изучают звук и связанные с ним явления. Звук – продольная механическая волна, которая распространяется в упругих средах (твердых телах, жидкостях и газах) и воспринимается человеческим ухом. Звуку соответствует диапазон частот от 16 Гц до 20000Гц. Колебания частотой >20000Гц – ультразвук, а < 16Гц – инфразвук. В газах звуковая волна – только продольная, в жидкостях и твёрдых телах – продольная и поперечная. Человек слышит только продольную механическую волну. Скорость звука в среде зависит от св-в среды (температуры, плотности среды и т.д.). В воздухе =340м/с; в жидкостях и кровенаполненных тканях = 1500м/c; в твердых телах =3000-5000м/c. Для твёрдых тел скорость равна: v= E/ p, где Е – модуль упругости (Юнга); р – плотность тела. Для воздуха скорость (м/с) возрастает с увеличением температуры: м=331,6+0,6t. Звуки делятся на тоны (простые и сложные), шумы и звуковые удары. Простой (чистый) тон – звук, источник которого совершает гармонические колебания (камертон). Простой тон имеет только одну частоту v. Сложный тон – звук, источник которого совершает периодические негармонические колебания (муз. звуки, гласные звуки речи), можно разложить на простые тона по т. Фурье. Спектр сложного тона линейчатый. Шум – сочетание беспорядочно меняющихся сложных тонов, спектр – сплошной. Звуковой удар – кратковременное звуковое воздействие (взрыв, хлопок). Различают объективные (физические), характеризующие источник звука, и субъективные (физиологические), характеризующие приёмник (ухо). Физиологические характеристики зависят от физических. Интенсивность I (Вт/м2) или уровень интенсивности L (дБ)– энергия звуковой волны, приходящаяся на площадку единичной площади за единицу времени. Эта физическая характеристика определяет уровень слухового ощущения (громкость Е [фон], уровень громкости). Громкость показывает уровень слухового ощущения. Гармонический спектр – тембр звука. Частота звука v (Гц) – высота звука. Порог слышимости – min интенсивность I0, которую человек ещё слышит, но ниже которого звук ухом не воспринимается. Человек лучше слышит на частоте 1000Гц, значит порог слышимости на этой частоте min (I0=Imin) и I0=10-12Вт/м2. Порог болевого ощущения – max интенсивность, воспринимаемая без болевых ощущений. При I0>Imaxпроисходит повреждение органа слуха. Imax=10Вт/м2. Вводят понятие уровни интенсивности L=lgI/I0, где I0 – интенсивность звука на пороге слышимости. [Б - белах]. 1 бел – уровень интенсивности такого звука, интенсивность которого в 10 раз > пороговой интенсивности. 10дБ=1Б. L=10lgI/I0, (дБ). Человек слышит звуки в диапазоне уровней интенсивности звука от 0 до 130 дБ. Диаграмма слышимости – зависимость интенсивности или уровня интенсивности от частоты звука. На ней болей порог (БП) и порог слышимости (ПС) представлены в виде кривых, не зависят от частоты. Min порог слышимости 10-12 Вт/м2, а болевой порог Imax =1-10Вт/м2. Эти значения на частоте 1000Гц. Вблизи этой частоты человек слышит лучше всего. Поэтому в диапазоне частот 500-3000Гц при интенсивности 10-8-10-5Вт/м2 - область речи. (I, Вт/м2: 10, 1, 10-12, пусто; v,Гц: 16, 1000, 20000; L, дБ: 130, 120,0). Аудиометрия – метод исследования остроты слуха с помощью диаграммы слышимости. Звуковое ощущение (громкость) растет в арифметической прогрессии, а интенсивность – в геометрической. E=klgI. Закон Вебера-Фехнера: Изменение громкости прямо пропорционально lg отношения интенсивностей звуков, вызвавших это изменение громкости: ∆E=k1lgI2/I1, где k1=10k.
2. Активный транспорт ионов через мембрану. Виды ионных процессов. Принципы работы Na+-K+насоса.
Активный транспорт – перенос молекул и ионов через мембрану, который выполняется клеткой за счёт энергии метаболических процессов. Он ведёт к увеличению разности потенциалов по обе стороны мембраны. В этом случае перенос в-ва осуществляется из области его меньшей концентрации в область большей. Энергия на совершение работы получается при расщеплении молекул АТФ на АДФ и фосфатную группу под действием спец. белков – ферментов – транспортные АТФ-азы. АТФ=АДФ+Ф+Е, Е=45кДж/моль. Активный транспорт: ионов (Na+-К+-АТФ-аза; Сa2+-АТФ-аза; Н+-АТФ-аза; перенос протонов при работе дых. цепи митохондрий) и органических в-в. Натрий-калиевый насос. Под действием Na+, находящихся в цитоплазме, на внутренней стороне мембраны, транспортная АТФ-аза активизируется и расщепляется на АДФ и Ф. При этом выделяется 45кДж/моль энергии, идущей на присоединение трёх Na+ и изменением из-за этого конформации АТФ-азы. 3Na+ переносятся через мембрану. Чтобы вернуться в первоначальную конформацию, АТФ-азе приходится перенести 2К+ через мембрану в цитоплазму. За один цикл из клетки выносится один положительный заряд. Внутренняя сторона клетки – отрицательный заряд, внешняя – положительный. Происходит разделение электрических зарядов и возникает электрическое напряжение, поэтому Na+-К+насос – изогенный.
3. Определить скорость электронов, падающих на антикатод рентгеновской трубки, если min длина волны в сплошном спектре рентгеновских лучей 0,01нм.
eU=hC/Lmin; eU=mv2/2; hC/Lmin =mv2/2; v2= 2hC/mLmin=437,1*1014м/c; v=20,9*107м/с.
4. Оптическая сила линзы составляет 10 дптр. Какое увеличение она дает?
D=1/F; Г=d0/F=0,25м/0,1=2,5раза.
5. Оцените гидравлическое сопротивление сосуда, если при расходе крови в 0,2л/мин ( 3,3*10-6м3/с ) разность давлений на его концах составляет 3мм.рт.ст. (399Па, т.к.760мм.рт.ст.=101кПа)
Х=∆P/Q=399/3,3*10-6=121*106 Па*с/м3
6. Какие уравнения называются дифференциальными, чем отличаются его общее и частное решения?
Дифференциальное – уравнение, связывающее аргумент х, искомую функцию у и её производные у’,у’’, …, ynразличных порядков. Порядок диф. уравнения определяется наивысшим порядком входящей в него производной. Рассмотрим второй закон Ньютона F=ma, ускорение – первая производная от скорости. F=md v /dt – диф. уравнение первого порядка. Ускорение – вторая производная от пути. F=md2S/dt2 - диф. уравнение второго порядка. Решением диф. уравнения является функция, которая обращает это уравнение в тождество. Решим уравнение: у’-x=0; dy/dx=x; dy=xdx; ᶘdy=ᶘxdx; y+C1=x2/2+C2; y= x2/2+C – общее решение диф. уравнения. При любом конкретном значении постоянной С в функции получим – частное решение, их может быть бесконечно много. Чтобы выбрать одно, нужно задать дополнительное условие.
Билет 11
1. Тепловое излучение тела человека, его спектр, положение max спектральной плотности энергетической светимости. Энергетическая светимость тела человека. Основы термографии и тепловидения.
Все тела излучают электромагнитные волны, интенсивность и спектральный состав которых существенно зависят от температуры тела – тепловое излучение. Чем выше температура тела, тем интенсивнее это излучение. Температура тела человека постоянная. Теплопроводность воздуха незначительна, поэтому этот вид теплоотдачи для человека не существен. Теплопотери вследствие конвекции (обдувание тела воздухом) зависят от наличия и вида одежды. На испарение влаги приходится 30% теплопотерь, а max их доля - на тепловое излучение от открытых частей тела. Для вычисления потерь допустим, что кожа человека и одежда – серые тела (закон Стефана-Больцмана R= а δT4). Max спектральной плотности (кол-во энергии, излучаемое за 1с. с 1 м2 поверхности тела по всем направлениям на длине волны L в единичном спектральном диапазоне.rL=dR/dL [Вт/м3], где rL – спектр теплового излучения тела) энергетической светимости тела человека по закону Вина при температуре тела 320С (305К) приходится на длину волныLmax=b/T=9,5мкм, где b =2,898*10-3 м*К – постоянная Вина. Применим закон Стефана-Больцмана при разных температурах тела человека и воздуха. Тепловые потери человека будут составлять разницу между излучаемой энергией Физл= а δT4чS и поглощаемой Фпогл= а δT40S, т.е. Фпотерь= а δ(T4ч-T40)S. Одежда играет роль теплоизолятора: уменьшает тепловые потери при пониженной температуре и предохраняет тело от избыточного перегрева при высокой температуре окружающей среды. Термография – диагностический метод, основанный на регистрации и анализе теплового излучения поверхности тела человека. Регистрируется энергетическая светимостьR тела человека (тепловой портрет) и по ней определяется температура поверхности. Используется закон Стефана-Больцмана и его следствия dR/R=4dT/T. Небольшие изменения температуры участка поверхности тела при развитии патологии вызывают изменение энергетической светимости, которое регистрируется приёмником (термограф или тепловизор). Безвредный метод, но недостаток в том, что излучение можно получить только с поверхностных слоёв.
2. Гармонический анализ биоэлектрических сигналов, теорема Фурье.
Результат сложения гармонических колебаний зависит от направления складываемых колебаний и от соотношения между их частотами, фазами и амплитудами. Сложение с одинаковыми частотами: x1=A1sin(ωt+φ0) и x2=A2sin(ωt+φ0). Результатом сложения является гармоническое колебание Х, происходящее с той же частотой, что и исходные колебания: х=x1+x2=A1sin(ωt+φ0) +A2sin(ωt+φ0)=Asin(ωt+φ0). Амплитуда результирующего колебания зависит от амплитуд исходных колебаний и от разности их начальных фаз А= 
(А12+А22+2А1А2cos(φ02-φ01)). Начальная фаза определяется tgφ0=(A1sinφ01+A2sinφ02)/(A1cosφ01+A2cosφ02). Сложение колебаний с разными частотами:x1=A1sin(ω1t+φ0) и x2=A2sin(ω2t+φ0). Результирующее колебание не будет гармоническим, а будет представлять периодическое движение. Если складываются гармонические колебания с кратными частотами (ω2=4ω1), то период результирующего колебания совпадает с max периодом складываемых колебаний Т=Т1, а частота совпадает с min частотойω=ω1. Теорема Фурье: любое сложное периодическое движение x(t)=x(t+T) с периодом Т можно представить в виде суммы гармонических колебаний, частоты которых кратны основной частоте ω рассматриваемого периодического процесса: ωk=kω1, x(t)=A0+ k=1∞∑Aksin(kωt+φk), где Аk – амплитуда складываемых гармоник, φk – их начальные фазы. Основной тон – первая гармоника с циклической частотой ω1=2π v =2π/T. Обертона – вторая гармоника 2ω и т.д. А0 – постоянная составляющая сложного периодического процесса. Гармонический спектр – совокупность частот и амплитуд гармоник, соответствующих данному сложному колебанию. ЭКГ представляет сложную периодическую зависимость биопотенциалов сердца φ от времени t. Информация об электрической деятельности сердца лежит в частотном интервале от 0,5 Гц до 400Гц.
3. Почему затруднена ультразвуковая диагностика состояния некоторых органов? Каких?
Затруднена диагностика органов, наполненных воздухом (лёгкие, полый мочевой пузырь, кишечник) из-за отражения ультразвуковых волн на границе ткань – воздух.
4. Сформулируйте и запишите в виде формулы закон Био-Савара-Лапласа для магнитного поля. Охарактеризуйте магнитное поле прямого проводника с током.
Величина магнитной индукции dBсоздаваемая небольшим элементом dl проводника с током I, расположенным на расстоянии r от точки наблюдения А, определяется законом Био-Савара-Лапласа: dB=µµ0(Id l sinα)/4πr2; где µ - магнитная проницаемость среды, µ0=4π*107Гн/м – магнитная постоянная (магнитная проницаемость вакуума); α – угол между направлением тока в элементе d l проводника и направлением на точку наблюдения А. Вычислим магнитную индукцию в некоторой точке А, отстоящей от проводника с током на расстояние b. Выразим переменные через расстояние b и угол β=900-α: r=b/cosβ;sinα=cosβ; l =btgβ; d l =b(dβ/cos2β). Выражение для индукции магнитного поля, создаваемого бесконечным прямым проводником с током I на расстоянии b от проводника: BА=µµ0I/2πb. Линии магнитной индукции в данном случае имеют вид концентрических окружностей, расположенных в плоскостях, перпендикулярных току I. Направление линий магнитной индукции определяется правилом буравчика: если направление поступательного движения буравчика (винта) совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции поля, создаваемого этим током.
5. Приведите схему уровней энергии атома водорода и покажите переходы, образующие серии Лаймана, Бальмера и Пашена в его спектре испускания. В каких спектральных областях наблюдаются эти переходы?
В атоме водорода (Z=1) энергия электрона может принимать только определённые значения: En=(-E0/n2), где E0=13,6эВ – энергия электрона на первой (n=1) боровской орбите; n – главное квантовое число (n=1,2,3…), определяет радиусы стационарных орбит и энергию электрона в этих состояниях. Частота v излучения, возникающего при переходе электрона с уровня Ekна уровень En, находится по форс=муле Бальмера: v =(Ek-En)/h=E0/h(1/n2-1/k2), где n=1,2,3…, а k=n+1,n+2… В спектре атома водорода выделяют следующие основные спектральные линии. Серия Лаймана возникает при переходах электронов со всех верхних уровней (k=2-122нм,3-103нм,4-97,3нм,5-95нм,6-93,8нм) в основное состояние (n=1). Частоты спектральных линий этой серии получают из формулы: v Л=Е0/h(1-1/k2). Линии серии Лаймана лежат в ультрафиолетовой области спектра. Серия Бальмера соответствует переходам на второй уровень (n=2) со всех верхних уровней (k=3-656нм,4-486нм,5-434нм,6-410нм). Частоты получают из формулы Бальмера: v Л=ЕВ/h(1/4-1/k2). Линии этой серии лежат в видимой области спектра. Серия Пашена соответствует переходам с верхних уровней (k= 4-1875нм,5-1282нм,6-1094нм) на третий (n=3).Частоты получают из формулы: v П=Е0/h(1/9-1/k2).Эта серия лежит в ИК области спектра. Спектры линейчатые.
6. В 20 г ткани поглотилось 109 α-частиц с энергией по 5 МэВ каждая. Найдите поглощенную и эквивалентную дозы.
D=E/m=109*5*106*1,6*10-19/20*10-3=0,04 [Дж/кг=Гр]; H=kD=20*0,04=0,8 [Зв]
Билет 12
1. Оптическая микроскопия. Ход лучей в микроскопе и его увеличение. Предел разрешения в микроскопе. Формула Аббе.
Микроскоп применяют для получения больших увеличений. Это две собирающие линзы: объектив и окуляр. Предмет АВ помещают вблизи переднего фокуса объектива (d1>F1), который создаёт его действительное увеличенное перевернутое изображение А1В1. Окуляр – лупа, через которую рассматривают промежуточное изображение А1В1, наблюдая при этом его увеличенное мнимое изображение А2В2. Увеличение микроскопа равно произведению увеличений объектива и окуляра: Гм= А2В2/AB=(А2В2/А1В1)/(А1В1/AB)=ГокГоб=d0L/F2F1. Получить большие увеличения сложно, поскольку наблюдению очень малых объектов препятствует явление дифракции (отклонение света от прямолинейного распространения). Учитывая дифракцию, немецкий учёный Аббе создал волновую теорию микроскопа. Он показал, что предел разрешения Z (min расстояние между двумя различными точками объекта) определяется как длиной волныL излучения подсветки, так и св-вами микроскопа (числовой апертурой А= n sin u) и формой наблюдаемого объекта. Формула Аббе для линейных объектов: Z=0,5L/ n sin u, для круглых объектов: Z=0,61L/ n sin u, где n- показатель преломления среды между объектом и объективом; u –апертурный угол. В современных микроскопах апертурный угол достаточно велик sin700=0,94=1, поэтому предел разрешения примерно равен половине длины волны света, используемого для подсветки объекта. Улучшить разрешающую способность можно внесением между объектом и объективом иммерсионной жидкости с показателем преломления n=1,5-1,6. Дальнейшее увеличение разрешающей способности возможно только за счёт уменьшения длины волны подсветки.
Дата добавления: 2015-11-04; просмотров: 25 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |