Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Фотонное излучение: гамма-излучение и рентгеновское излучение




Вариант № 8

Контрольная работа №1

I. Написать ответы на вопросы:

1. Дать определение интенсивности волны, единицы измерения.

Интенсивность волны ( или плотность потока энергии ) ( I ) — отношение потока энергии к площади (S) поверхности, расположенной перпендикулярно направлению распространения волны. Для равномерного распределения энергии по поверхности, через которую проходит волна I = Ф / S. а в общем случае — I = dФ / dS. Измеряется интенсивность в Вт / м 2 .

Отметим, что интенсивность является тем физическим параметром. который на первичном уровне определяет степень физиологического ощущения, возникающего под действием волнового процесса ( например, звук или свет).

Представим в виде параллелепипеда длиной l участок среды, в которой распространяется волна. Площадь грани параллелепипеда, которая перепендикулярна направлению скорости волны v, обозначим через S (см.рис.9) . Введем объемную плотность энергии колебательного движения w,представляющую количество энергии в единице объема:
w = Е / V. За время t через площадку S пройдет энергия. равная произведению величины объема V = l S = v t S на объемную плотность энергии:

Разделив левую и правую части формулы на время и площадь, получим выражение, связывающее интенсивность волны и скорость ее распространения. Вектор , модуль которого равен интенсивности волны, а направление совпадает с направлением ее распространения носит название вектора Умова :

Формулу можно представить в несколько ином виде. Учитывая, что энергия гармонических колебаний (см.формулу) и выразив массу m через плотность вещества r и объем V. для объемной плотности энергии получим: w =. Тогда формула принимает вид:

Итак интенсивность упругой волны, определяемая вектором Умова, прямо пропорциональна скорости ее распространения, квадрату амплитуды колебаний частиц и квадрату частоты колебаний.

 

2. Облегчённая диффузия, виды, механизм транспорта. Отличия от простой диффузии.

Через биологические мембраны кроме воды и ионов путем простой диффузии проникают многие вещества (от этанола до сложных лекарственных препаратов). В то же время даже сравнительно небольшие полярные молекулы, например, гликоли, моносахариды и аминокислоты практически не проникают через мембрану большинства клеток за счет простой диффузии. Их перенос осуществляется путем облегченной диффузии.

Облегченной называется диффузия вещества по градиенту его концентрации, которая осуществляется при участии особых белковых молекул-переносчиков.

Транспорт Na+, K+, Сl—, Li+, Ca2+, НСО3— и Н+ могут также осуществлять специфические переносчики. Характерными чертами этого вида мембранного транспорта являются высокая по сравнению с простой диффузией скорость переноса вещества, зависимость от строения его молекул, насыщаемость, конкуренция и чувствительность к специфическим ингибиторам — соединениям, угнетающим облегченную диффузию.

Виды облегчённой диффузии:

1. с подвижными переносчиками.

Облегчённая диффузия с подвижными переносчиками происходит при участии молекул переносчиков, например, валиномицин- переносчик ионов калия. Валиномицин имеет форму манжетки (бублика) и способен образовывать комплекс с ионами калия, попадающими внутрь молекулы- манжетки. Валиномицин растворим в липидной фазе мембран. Диффундируя в мембране, молекулы переносят калий через мембрану. Перенос ионов может происходить и в одну и в другую сторону. Поэтому, если концентрация калия по обе стороны мембраны одинакова, потоки калия будут одинаковы в обе стороны, и в результате переноса калия через мембрану не будет. Но если с одной стороны концентрация К+ будет больше, чем с другой стороны, то здесь ионы будут чаще захватываться молекулами переносчика и поток К+ будет происходить в сторону меньшей концентрации К+ . Облегчённая диффузия, таким образом, происходит от мест с большей концентрацией переносимого вещества к местам с меньшей концентрацией.

Отличия облегченной диффузии от простой:

1) перенос ионов с участием переносчика происходит значительно быстрее по сравнению со свободной диффузией;

2) облегченная диффузия обладает свойством насыщения - при увеличении концентрации с одной стороны мембраны плотность потока вещества возрастает лишь до некоторого предела, когда все молекулы переносчика уже заняты;

3) при облегченной диффузии наблюдается конкуренция переносимых веществ в тех случаях, когда одним переносчиком переносятся разные вещества; при этом одни вещества переносятся лучше, чем другие, и добавление одних веществ затрудняет транспорт других;

4) есть вещества, блокирующие облегченную диффузию, они образуют прочный комплекс с молекулами переносчика, препятствуя дальнейшему переносу. Разновидностью облегченной диффузии является транспорт с помощью неподвижных молекул переносчиков, фиксированных определенным образом поперек мембраны. При этом молекула переносимого вещества передается от одной молекулы переносчика к другой по типу эстафеты.

2. с фиксированными переносчиками.

· Эстафетная передача с помощью переносчиков. Транспорт с помощью переносчиков используется и в варианте эстафетный передачи. В этом случае молекулы-переносчики образуют временную цепочку поперёк мембраны и передают друг другу диффундирующую молекулу. Примером может служить антибиотик грамицидин А. Его молекулы не ходят, как челноки, с одной стороны мембраны на другую, встраиваются в мембрану друг за другом. Захватив ион щелочного металла, крайняя молекула грамицидина передаёт её следующей и так дальше, «по эстафете». В результате ион калия проходит через мембрану, перескакивая от одной молекулы грамицидина к другой. Такое представление о механизме действия грамицидина совпадает с тем, что известно о наличии в мембране специфических каналов. Только канал в данном случае образуется не компонентами мембраны, а антибиотиками.

· «симпорт» и «антипорт». Транспорт некоторых веществ с участием переносчика зависит от присутствия других веществ, также переносимых через мембрану. Например, в эпителиальных клетках почки и кишечника транспорт сахаров и аминокислот через клеточную мембрану сопровождается переносом натрия в том же направлении. Это явление получило название "«импорт». Когда же транспорт одних веществ связан с переносом других в противоположном направлении, то такое явление принято обозначать словом «антипорт». Наиболее распространённый случай антипорта- сопряжённый перенос в противоположных направлениях ионов натрия и калия через плазматические мембраны различных клеток.

3. Дать определение ламинарного и турбулентного течения жидкости, привести примеры. Число Рейнольдса. Смысл.

1. слоистая упорядоченная течение - ламинарный движение, при котором слои жидкости скользят друг друга, не смешиваясь между собой

2. турбулентная неурегулированная течение, при котором частицы жидкости движутся по сложным траекториям, и при этом происходит перемешивание жидкости.

От чего зависит характер движения жидкости, установил Рейнольдс в 1883 году путем. Эксперименты показали, что переход от ламинарногоруху жидкости к турбулентному движению происходит при определенной скорости (критическая скорость), которая для труб различных диаметров неодинакова: при увеличении диаметра она увеличивается, критическая скорость так же увеличивается при увеличении вязкости жидкости. Рейнольдс вывел общие условия существования ламинарного и турбулентных режимов движения жидкости. По Рейнольдсу режима движения жидкости зависят от безразмерного числа, которое учитывает основные, определяющие это движение: среднюю скорость, диаметр трубы, плотность жидкости и ее абсолютную вязкость. Это число называется числом Рейнольдса:

Число Рейнольдса, при котором происходит переход от одного режима движения жидкости в другой режим, называется критическим. При числе Рейнольдса наблюдается ламинарный режим движения, при числе Рейнольдса - турбулентный режим движения жидкости. Чаще критическое значение числа принимают равным , это значение соответствует переходу движения жидкости от турбулентного режима к ламинарного. При переходе от ламинарного режима движения жидкости к турбулентному критическое значение  имеет большее значение. Критическое значение числа Рейнольдса увеличивается в трубах, сужаются, и уменьшается в тех, что расширяются. Это объясняется тем, что при сужении поперечного сечения скорость движения частиц увеличивается, поэтому тенденция к поперечного перемещения уменьшается.

Число Рейнольдса есть мера отношения сил инерции, действующих в потоке, к силам вязкости. Плотность в числителе выражения {\displaystyle \mathrm {Re} ={\frac {\rho vD_{\Gamma }}{\eta }}={\frac {vD_{\Gamma }}{\nu }}} характеризует инерцию частиц, претерпевающих ускорение, а величина вязкости в знаменателе характеризует склонность жидкости препятствовать такому ускорению.

Также число Рейнольдса можно рассматривать как отношение кинетической энергии жидкости к потерям энергии на характерной длине (ввиду внутреннего трения).

Если у потока число Рейнольдса многократно превышает критическое, то жидкость можно рассматривать как идеальную. В таком случае вязкостью жидкости можно пренебречь, так как толщина пограничного слоя мала по сравнению с характерным размером канала, то есть силы вязкого трения существенны только в тонком слое, в потоке наблюдается развитая турбулентность.


II. Дать ответы на тесты и занести в таблицу (тесты содержатся в пособии: Рабочая тетрадь по биофизике ).

 

Модуль № 1

Регистрация кривой порога слышимости

Изучение аппарата для измерения артериального давления

Снятие электрокардиограммы и построение вектора ЭДС сердца

№ вопроса Ответ № вопроса Ответ № вопроса Ответ
1. 1 1. 2 1. 2
2. 1 2. 2 2. 1
3. 2 3. 2 3. 5,2,3,1,4
4. 2 4. 3 4. 1
5. 1 5. 3 5. 3,4,2,5,1
6. 4 6. 1 6. 3
7. 1 7. 4 7. 3
8. 1 8. 1 8. 2,4,1,5,3
9. 3 9. 2 9. 3
10. 1 10. 3 10. 2

 

Контрольная работа №2

I. Написать ответы на вопросы:

1. Дать определение метода гальванизации, её применение. Объяснить эффекты, возникающие в тканях организма под влиянием постоянного тока (электролиз, поляризация, ионная асимметрия, электродиффузия, электроосмос). Гальванизацией называется метод физиотерапии, при котором используется воздействие на организм человека с лечебной целью постоянным током малой силы (40-50 мА) и низкого напряжения (40-50 В). Электрический ток при гальванизации подводится от источника тока к телу человека с помощью проводов и свинцовых электродов. Для улучшения проводимости тока через кожу необходимо применять прокладки, смоченные физраствором. Ток проходит в организм человека через неповрежденную кожу в основном по выводным протокам потовых желез. Вследствие небольшого количества потовых желез и высокого омического сопротивления кожного барьера при гальванизации большая часть напряжения, подводимого к электродам, приходится на кожу и здесь преимущественно поглощается электрическая энергия. Именно поэтому при гальванизации, прежде всего, происходит раздражение кожных рецепторов. Действие постоянного тока на организм определяется прохождением тока через ткани и вызываемыми в них физико-химическими сдвигами. Вследствие сложности состава и неоднородности микроструктуры тканей 24 прохождение тока и вызываемое им перемещение заряженных части происходят неравномерно и не по кратчайшему пути между электродами, как это наблюдается в однородных средах. В организме ток распространяется по пути наименьшего омического сопротивления, преимущественно по межклеточным пространствам, кровеносным и лимфатическим сосудам, оболочкам нервных стволов, мышцам. Эффекты, возникающие в тканях организма под действием аппарата для гальванизации: 1. электролиз 2. поляризация 3. ионная ассиметрия 4. электродиффузия 5. электроосмос 1.Электролиз При прохождении постоянного тока через тело человека между электродами возникает электрическое поле. Под воздействием электрического поля молекулы в тканях распадаются на электрически заряженные ионы. Положительно заряженные ионы (H+, K+, Na+, Ca+ и т.д.) движутся по направлению к катоду (отрицательному электроду) и называются катионами. Отрицательно заряженные ионы (ОН-, Cl-, CO3-, SO3- и т.д.) движутся к аноду (положительному электроду) и называются анионами. Достигнув электродов ионы теряют свой электрический заряд и превращаются в нейтральные атомы. Этот процесс называется электролизом. Взаимодействуя с водой эти атомы образуют продукты электролиза. Под анодом образуется кислота (HCl), а под катодом щелочь (KOH, NaOH). Продукты электролиза являются химически активными веществами и могут вызвать химический ожог подлежащих тканей. Для предотвращения ожёга необходимо применять прокладки, смоченные физраствором. 2. Поляризация Электрическая поляризация — это скопление у мембран противоположно заряженных ионов с образованием электродвижущей силы, имеющей направление, обратное приложенному напряжению. Мембраны создают препятствия для движения токов, так как обладают ёмкостными свойствами (свойствами конденсатора). Ионы скапливаются у мембран и формируют добавочные полюса в толще тканей, между которыми возникают добавочные токи, получившие название «поляризационных токов». Эти токи повышают сопротивление прохождению гальванического тока в тканях организма. Поляризация происходит в тканях, находящихся на пути прохождения тока. Затухает поляризация в течение нескольких часов, с чем в какой-то степени связано длительное последействие постоянного тока. 3. Ионная ассиметрия При прохождении через ткани постоянного тока катионы движутся к катоду, а анионы—к аноду. Неодинаковая скорость перемещения ионов 25 связана с различиями в их физико-химических свойствах (заряд, радиус, гидратация и др.). Поэтому после гальванизации возникает ионная асим- метрия, сказывающаяся на жизнедеятельности клеток, скорости протекания в них биофизических, биохимических и электрофизиологических процессов. Наиболее характерным проявлением ионной асимметрии можно считать преобладание у катода одновалентных катионов, а у анода — двухвалентных анионов. Такие изменения сопровождаются повышением возбудимости нервных окончаний у катода. У анода происходят противоположные сдвиги. 4. Электродиффузия Электрический ток изменяет проницаемость тканей и увеличивает пассивный транспорт крупных белковых молекул и других веществ. 5. Электроосмос- это перенос воды, заряженными ионами. Под действием электрического поля в тканях возникает разнонаправленное движение молекул свободной и захваченной в гидратные оболочки ионов (Na, K, Cl) воды примембранного слоя относительно клеток. Из-за того, что количество молекул воды в гидратных оболочках катионов больше, чем у анионов, содержание воды под катодом увеличивается, под анодом – уменьшается.

2. Дать определение ионизирующего излучения. Виды ионизирующего излучения. Дать определение альфа, бета и гамма излучений.

Ионизи́рующее излуче́ние — потоки фотонов, элементарных частиц или осколков деления атомов, способные ионизировать вещество.

К ионизирующему излучению не относят видимый свет и ультрафиолетовое излучение, которые в отдельных случаях могут ионизировать вещество. Инфракрасное излучение и излучение радиодиапазонов не являются ионизирующим, поскольку их энергии недостаточно для ионизации атомов и молекул в основном состоянии

Различают несколько видов ионизирующих излучений: альфа-, бета-, гамма-излучение, а также нейтронное излучение.

Альфа-излучение

В формировании положительно заряженных альфа-частиц принимают участие 2 протона и 2 нейтрона, входящих в состав ядер гелия. Альфа-частицы образуются при распаде ядра атома и могут иметь начальную кинетическую энергию от 1,8 до 15 МэВ. Характерными особенностями альфа-излучения являются высокая ионизирующая и малая проникающая способности. При движении альфа-частицы очень быстро теряют свою энергию, и это обуславливает тот факт, что ее не хватает даже для преодоления тонких пластмассовых поверхностей. В целом, внешнее облучение альфа-частицами, если не брать в расчет высокоэнергичные альфа-частицы, полученные с помощью ускорителя, не несет в себе никакого вреда для человека, а вот проникновение частиц внутрь организма может быть опасно для здоровья., поскольку альфа-радионуклиды отличаются большим периодом полураспада и обладают сильной ионизацией. В случае попадания внутрь организма альфа-частицы часто могут быть даже опаснее, чем бета- и гамма-излучение.

Бета-излучение

Заряженные бета-частицы, скорость которых близка к скорости света, образуются в результате бета-распада. Бета-лучи обладают большей проникающей способностью, чем альфа-лучи – они могут вызывать химические реакции, люминесценцию, ионизировать газы, оказывать эффект на фотопластинки. В качестве защиты от потока заряженных бета-частиц (энергией не более 1МэВ) достаточно будет использовать обычную алюминиевую пластину толщиной 3-5 мм.

Фотонное излучение: гамма-излучение и рентгеновское излучение

Фотонное излучение включает в себя два вида излучений: рентгеновское (может быть тормозным и характеристическим) и гамма-излучение.

Наиболее распространенным видом фотонного излучения являются обладающие очень высокой энергией при ультракороткой длине волны гамма-частицы, которые представляют собой поток высокоэнергичных, не обладающих зарядом фотонов. В отличие от альфа- и бета-лучей гамма-частицы не отклоняются магнитными и электрическими полями и обладают значительно большей проникающей способностью. В определенных количествах и при определенной продолжительности воздействия гамма-излучение может вызвать лучевую болезнь, привести к возникновению различных онкологических заболеваний. Препятствовать распространению потока гамма-частиц могут только такие тяжелые химические элементы, как, например, свинец, обедненный уран и вольфрам.

 

3. Определение предельно допустимого безопасного времени пребывания человека в поле бета и гамма – излучения.

Для измерений используется изотоп (источник β и γ -излучений) небольшой активности (опасность облучения практически равна нулю).

Нас интересует продолжительность безопасного времени, в течение которого человек может находиться около изотопа.

Для выполнения расчетов воспользуемся формулой:

P = Dпр/t

При этом следует учесть, что предельно допустимая доза за рабочий день для лиц, непосредственно работающих с радиоактивными источниками, составляет 0,017 Р. Выразим эту дозу в мкР:

Dпр. =0.017 Р=17∙10ˉ³ Р=17∙10ˉ³∙ 106мкР=17∙10³мкР

Чтобы измерить время нахождения вблизи от этого радиоактивного источника в часах необходимо измерить мощность дозы, создаваемой этим источником (Ри), а затем рассчитать время безопасного нахождения непосредственно около источника облучения в часах по формуле: P = Dпр/t

 t= P/Dпр .

I. Дать ответы на тесты и занести в таблицу (тесты содержатся в пособии: Рабочая тетрадь по биофизике).

 

Модуль № 2

 

Изучение аппарата УВЧ-терапии

Изучение медицинского аппарата для гальванизации

Определение подвижности ионов методом электрофореза

№ вопроса Ответ № вопроса

Ответ

№ вопроса

Ответ

1. 3 1.

3

1.

1

2. 3 2.

1

2.

2

3. 1 3.

4

3.

1

4. 2 4.

2,4,1,3,5

4.

2

5. 2 5.

4

5.

2

6. 3 6.

2

6.

4

7. 1 7.

2

7.

1

8. 1 8.

3

8.

1

9. 2 9.

4

9.

1

10. 3 10.

4

10.

1

Определение радиоактивного фона с помощью индикатора радиоактивности РАДЭКС

Определение концентрации веществ в растворах с помощью колориметра фотоэлектрического

Гигиеническая оценка естественного и искусственного освещения помещений

№ вопроса Ответ

№ вопроса

Ответ

№ вопроса

Ответ
1. 2

1.

1

1.

4
2. 1

2.

4

2.

3
3. 1

3.

4

3.

2
4. 1

4.

4

4.

2
5. 3

5.

3,5,6,4,1,2

5.

1
6. 3

6.

2

6.

3
7. 1

7.

2

7.

2
8. 2

8.

2

8.

1-в,2-а,3-б
9. 2

9.

1

9.

4
10. 4

10.

2

10.










Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 566.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...