Реферат: Программа дисциплины физика для студентов специальности 060101 «Лечебное дело» направления 060100 «Здравоохранение»

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию



ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)






УТВЕРЖДАЮ




Проректор по учебной работе


С.Б. Бурухин





“______”____________ 200__ г.



^ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


ФИЗИКА


для студентов специальности 060101 «Лечебное дело»

направления 060100 «Здравоохранение»


Форма обучения: очная


Объём дисциплины и виды учебной работы по очной форме в соответствии с учебным планом


Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

1

2







Общая трудоёмкость дисциплины

195

114

81







Аудиторные занятия

130

76

54







Лекции

56

38

18







Практические занятия и семинары

37

19

18







Лабораторные работы

37

19

18







Курсовой проект (работа)
















Самостоятельная работа

65

38

27







Расчетно-графические работы
















Вид итогового контроля (зачет, экзамен)

зачёт, экзамен

зачёт

экзамен








Обнинск 2008 г.

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 060100 «Здравоохранение»


Программу составила:


___________________ О.Ю.Зозулина, старший преподаватель


Программа рассмотрена на заседании кафедры ОиСФ (протокол № __ от __.__.200_ г.)


Заведующий кафедрой

ОиСФ


___________________ Ю.А.Коровин


“____”_____________ 2008 г.


СОГЛАСОВАНО


Начальник Учебно-методического управления


___________________ Ю.Д. Соколова


Декан

Лечебного факультета


_________________ /Романко Ю.С./


“____”_____________ 2008 г.



^ 1. Цели и задачи дисциплины.


Данный курс имеет своей целью: формирование цельного представления о процессах и явлениях в неживой и живой природе, научного способа мышления, умения видеть естественнонаучное содержание медицинских проблем; ознакомить с физическими методами диагностики, исследования и лечения.


^ 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.


В результате изучения дисциплины студент должен

знать: основные понятия и законы физики, физические механизмы влияния различных факторов на организм человека, применение физических методов в медицине, физические основы функционирования медицинских приборов;

уметь: проводить измерения физических величин, определять их погрешности;

иметь навыки: обращения с физическим оборудованием, применяемым в медицине.


^ 3. Содержание дисциплины


3.1. Лекции


1) Введение. Предмет и методы физики. Особенности медицинской физики. Биофизика, её предмет и методы.

2) Свободные колебания. Энергия колебаний. Векторные диаграммы. Сложение колебаний. Затухающие колебания, их характеристики. Вынужденные колебания. Резонанс. Сложное колебание и его гармонический спектр.

3) Уравнение волны. Характеристики волны. Поток энергии и интенсивность. Эффект Доплера и его использование в медицине. Физические характеристики звука. Закон Вебера – Фехнера. Понятие об аудиометрии. Физические основы звуковых методов исследования в клинике. Физика слуха. Ультразвук и его применение в медицине. Инфразвук, вибрации и их влияние на организм.

4) Гидродинамика. Вязкость. Уравнение Ньютона. Формула Пуазейля. Гидравлическое сопротивление. Закон Сто­­к­са. Методы определения вязкости, их использование в медицине. Турбулентное течение. Число Рейнольдса. Молекулярное строение жидкостей. Поверхностное натяжение. Смачивание. Капиллярные явления.

5) Механические свойства твёрдых тел и биологических тканей. Упругие свойства твёрдых тел. Механические свойства биологических тканей.

6) Физические основы гемодинамики. Механические свойства сосудов. Модели кровообращения. Пульсовая волна. Работа и мощность сердца. Аппарат искусственного кровообращения. Методы измерения давления крови. Определение скорости кровотока.

7) Первое начало термодинамики. Второе начало термодинамики. Тепловые машины. Цикл Карно. Энтропия. Организм как открытая система. Применение сред с различной температурой для лечения.

8) Физические процессы в биологических мембранах. Строение и модели мембран. Транспорт частиц через мембраны. Уравнение Фика. Уравнение Нернста – Планка. Транспорт ионов. Мембранные потенциалы. Уравнение Гольдмана – Ходжкина – Катца. Механизм генерации и распространения потенциала действия. Автоволновые процессы в сердечной мышце.

9) Электрическое поле. Напряжённость и потенциал поля. Электрический диполь. Дипольный электрический генератор. Физические основы электрокардиографии. Диэлектрики в электрическом поле. Пьезоэлектрический эффект. Энергия электрического поля.

10)Электрический ток. Электролиты. Постоянный ток в биологических тканях и жидкостях. Электрический разряд в газах. Аэроионы.

11) Магнитное поле. Основные характеристики поля. Закон Ампера. Сила Лоренца. Ма­г­­нитные свойства вещества. Магнитные свойства тканей организма.

12) Электромагнитные колебания и волны. Колебательный контур. Переменный ток. Полное сопротивление в цепи переменного тока. Полное сопротивление тканей организма. Реография. Электрический импульс и импульсный ток. Электромагнитные волны. Шкала электромагнитных волн.

13) Влияние электромагнитного поля и тока на ткани. Действие постоянного тока на ткани организма. Пороги ощутимого и неотпускающего тока. Гальванизация. Электрофорез. Воздействие переменными токами. Воздействие переменными электрическим и магнитным полями. Воздействие электромагнитными волнами.

14) Основы электроники. Основные группы медицинских электронных приборов и аппаратов. Электробезопасность. Надёжность аппаратуры. Получение медико-биологичес­кой информации. Структурная схема съёма, передачи и регистрации медико-биологичес­кой информации. Электроды для съёма биоэлектрического сигнала. Датчики. Радиотелеметрия. Аналоговые регистрирующие устройства. Регистрация биопотенциалов.

15) Усилители и генераторы. Коэффициент усиления. Амплитудная и частотная характеристики усилителя. Линейные и нелинейные искажения. Усиление биоэлектрических сигналов. Электронные генераторы. Электронные стимуляторы. Физиотерапевтическая электронная аппаратура. Аппараты электрохирургии. Электронный осциллограф.

16) Свет как электромагнитная волна. Когерентные источники. Интерференция в тонких плёнках. Просветление оптики. Интерференционный микроскоп.

17) Принцип Гюйгенса – Френеля. Дифракция Фраунгофера на щели и решётке. Основы рентгеноструктурного анализа.

18) Поляризация. Закон Малюса. Поляризация при отражении и преломлении. Двойное лучепреломление. Вращение плоскости поляризации. Дисперсия оптической активности. Поляриметрия. Исследование биологических тканей в поляризованном свете.

19) Геометрическая оптика. Аберрации линз. Идеальная центрированная оптичес­кая система. Глаз как оптическая система, компенсация её недостатков. Лупа. Микроскоп. Разрешающая способность.

20) Тепловое излучение. Абсолютно чёрное тело. Серое тело. Закон Кирхгофа. Излучение Солнца. Источники теплового излучения, применяемые для лечебных целей. Теплоотдача организма. Термография. Инфракрасное и ультрафиолетовое излучения и их применение в медицине. Организм как источник физических полей.

21) Элементы квантовой механики. Волновые свойства частиц. Гипотеза де Бройля. Дифракция электронов и других частиц. Электронный микроскоп. Волновая функция. Соотношение неопределённостей. Уравнение Шрёдингера. Электрон в потенциальной яме.

22) Атом водорода. Понятие о теории Бора. Электронные оболочки сложных атомов. Энергетические уровни молекул.

23) Излучение и поглощение энергии. Поглощение света. Концентрационная колориметрия. Рассеяние света. Нефелометрия. Оптические атомные спектры. Молекулярные спектры. Люминесценция и её виды. Люминесцентный микроскоп. Использование люминесценции для решения медицинских задач. Лазеры и их применение в медицине. Фотобиологические процессы. Понятие о фотомедицине. Биофизические основы зрительной рецепции.

24) Эффект Зеемана. Электронный парамагнитный резонанс и его медико-биологи­чес­кое применение. Ядерный магнитный резонанс. ЯМР-интроскопия.

25) Рентгеновское излучение. Тормозное рентгеновское излучение. Рентгеновские спектры. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом. Применение рентгеновского излучения в медицине: рентгеноскопия, рентгенография, рентгеновская томография, рентгенотерапия.

26) Радиоактивность и ионизирующие излучения. Радиоактивный распад. Закон радиоактивного распада. Активность. Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом. Воздействие ионизирующих излучений на организм. Детекторы ионизирующих излучений. Использование радионуклидов и нейтронов в медицине. Ускорители и их использование в медицине.

27) Элементы дозиметрии. Доза излучения и экспозиционная доза. Мощность дозы. Биологическое действие ионизирующего излучения. Эквивалентная доза. Дозиметрические приборы. Защита от ионизирующего излучения. Заключение.


^ 3.2. Практические и семинарские занятия


Разделы

Тема практического или семинарского занятия

Литература

Число часов

Механика

Вращательное движение. Законы биомеханики.

[1], [2]

2

Механические колебания и волны. Звук.

[1], [2]

5

Гидродинамика. Биореология.

[1], [2]

4

Молекулярная физика

Термодинамика.

[1], [2]

2

Физические процессы в биологических мембранах.

[1], [2]

2

Электричество

Электрическое поле.

[1], [2]

4

Магнитное поле.

[1], [2]

3

Оптика

Интерференция.

[1], [2]

2

Дифракция.

[1], [2]

2

Поляризация.

[1], [2]

1

Тепловое излучение.

[1], [2]

3

Физика микромира

Волновые свойства частиц. Энергетические уровни атомов и молекул.

[1], [2]

1

Взаимодействие света с веществом.

[1], [2]

1

Рентгеновское излучение.

[1], [2]

1

Радиоактивность.

[1], [2]

2

Основы дозиметрии.

[1], [2]

1


^ 3.3. Лабораторный практикум


Разделы

Тема лабораторного занятия

Число часов

Введение

Техника безопасности в физической лаборатории. Обработка экспериментальных данных. Элементы теории погрешностей.

2

Изучение статистических методов обработки данных.

2

Акустика

Снятие спектральной характеристики уха на пороге слышимости.

Изучение метода ультразвуковой эхолокации.

4

Молекулярная физика

Определение вязкости жидкости.

Изучение упругих свойств костной ткани.

Измерение осмотической устойчивости эритроцитов.

5

Электричество

Изучение поля электрического диполя.

Электрические методы измерения неэлектрических величин.

Измерение температуры термопарой (терморезистором).

5

Изучение работы электрокардиографа.

Изучение аппарата УВЧ-терапии.

4

Оптика

Измерение размеров малых объектов с помощью микроскопа.

Определение показателя преломления жидкости рефрактометром.

4

Изучение дифракции лазерного излучения на препарате крови.

Определение концентрации раствора поляриметром.

4

Концентрационная колориметрия.

Количественный спектрофотометрический анализ.

Определение концентрации вещества флуориметром.

5

Физика микромира

Изучение закона радиоактивного распада.

2



^ 3.4. Курсовые проекты (работы)


Не предусмотрены.


3.5. Формы текущего контроля



Разделы

Форма контроля

Неделя

Все

Защита лабораторных работ (текущий рейтинговый контроль); 25 баллов

7, 13, 19 (1 семестр);

6, 12, 18 (2 семестр).

Механика

Контрольная работа; 10 баллов

8 (1 семестр).

Термодинамика

Коллоквиум; 15 баллов

16 (1 семестр).

Мембраны

Тестирование; 5 баллов

19 (1 семестр).

Электричество

Контрольная работа; 10 баллов

7 (2 семестр).

Оптика

Коллоквиум; 15 баллов

16 (2 семестр).

Физика микромира

Тестирование; 5 баллов

18 (2 семестр).


^ 3.6. Самостоятельная работа


Элементы биомеханики. Эргометрия. Понятие о неинерциальных системах отсчёта. Перегрузки и невесомость. Вестибулярный аппарат. Понятие о моменте инерции. Центрифугирование. [1], стр. 64-71; опрос на семинарском занятии.

Автоколебания. [1], стр. 86-87; ответ на экзамене.

Ударные волны. Вибрации. [1], стр. 90-91, 112; ответ на экзамене.

Распределения Максвелла и Больцмана. [1], стр. 41-45; [2], стр. 29-30; опрос на семинарском занятии.

Кристаллические и аморфные тела. Полимеры и биополимеры. Жидкие кристаллы. [1], стр. 129-139; ответ на экзамене.

Термометрия и калориметрия. [1], стр. 180-182; ответ на экзамене.

Интерферометры и их применение. [1], стр. 345-347; ответ на экзамене.

Понятие о голографии и её возможном применении в медицине. [1], стр. 360-364; ответ на экзамене.

Специальные приёмы оптической микроскопии. Волоконная оптика и её использование. [1], стр. 399-404; ответ на экзамене.

Решение задач по всем темам (домашнее задание). Текущая проверка.


^ 4.1. Рекомендуемая литература


4.1.1. Основная литература


1) А.Н.Ремизов и др. Медицинская и биологическая физика, М., Дрофа, 2003 г.-5экз; 2005-43экз.

2) А.Н.Ремизов, А.Г.Максина. Сборник задач по медицинской и биологической физике, М., Дрофа, 2001 г. – 53 экз.

3) М.Е.Блохина и др. Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике, М., Дрофа, 2001 г.- 5 экз.; 2002г- 45 экз.


4.1.2. Дополнительная литература


4) Электрофизиологическая и фотометрическая медицинская техника. Под ред. Е.П.Попечителева, М., ВШ, 2002 г.

5) А.Н.Ремизов. Медицинская и биологическая физика, М., ВШ, 1987 г.


4.2. Средства обеспечения освоения дисциплины


Компьютерный класс.


5. Материально-техническое обеспечение дисциплины


Лаборатория медицинской и биологической физики.