Fizika

1.1. Абсолютно твърдо тялоАко разстоянието между всеки две точки не се променя, то се нарича ATT. Формата и размерите му не се променят. Понятието АТТ е абстракция, доколкото всяко тяло може да се деформира.

2. Всичките точки на тялот се движат по окръжност и центрове, лежащ на една права наречена ос на въртене. Това е в сила и за центъра на тежеста на тялото. Достатъчно е да се изследва движението само на една точка от тялото(на пр. На центъра на тежеста).

3. Формата и размерите на АТТ не се променят при движение. При въртелива движение на АТТ, всичките точки на тялото и то-самото се завъртат на един и същ правец за едно и същто време

4. Уравнението на въртеливо движение около неподвижна ос е зависимоста от времето на ъгъла на завъртене на радиус-вектора спрямо определено направление OX: α=f(t).

5. Скороста на въртене се характеризира с ъгълова скорост, равен на първата производна на ъгъла на завъртене по времето ω=dt / dα. Ъгловата скорост е вектор, насочена по оста на въртене.

6. Ъгълово ускорение ε = dω / dt Път, скорост, тангенциално ускорениеИзминат път S= r · αСкорост V= r · ωТангенциално ускорение аt = r ·ε

Линейните характ. са различни за точки с различни радиус-вектори.Първи принцип на Галилеи: всяко тяло запазва състдянието си на покой или на

равномерно праволинейно д-е, докато не въздейства някъква външна сила.

7. Нека към произволна точка на твърдото тялд се приложи сила F, лежаща на равнина, перпендикулярна на оста на вртене. Момент на тази сила спрямо оста на въртене се нарича произведението: M = F r sinβ, кадето β – ъгъл между векториге F и r.

8 & 9. Ако материална точка с маса m се върти равномерно по окържност с радиус r и ъгълова скорост ω, върху нея действат сила F, насочена към центъра на въртене. Тази сила се нарича центростремителна. Fc=mac=m ω2 r.

10. Инерчен момент на материална точка спрямо ос наричаме величината, равна на произведението на масата на точката и квадрата на разстоянието й от оста: J = m r2.

11. Основно уравнение на динамиката на въртеливо движение: ε=M/Ј, където ε е ъгълова ускорение, М е въртящтият момент, а J е инерчният момент на тялото около оста на въртене.

www.muvarna.netau.net 1

Линейни величини

12. Най-простият случай е разделяне на двукомпонентна хетерогенна система в гравитационно поле.

13. При ρ=ρs, хетерогенната система не може да бъде разделен чрез утаяване.

14. За частици с малка маса или плътност, близу до тази на разтворителя, гравитационното разделяне става много бавно, а понякога е и невъзможно, поради брауновото движение на частиците. Освен това, разделянето е невъзможно, ако плътностите на двете компоненти на системата са еднакви.

15. За частици с малка маса или плътност, близу до тази на разтворителя, гравитационното разделяне става много бавно, а понякога е и невъзможно, поради брауновото движение на частиците.

16. Гравитационните сили са слаби и често утаяването става бавно или е невъзможно поради брауновото движение на частиците.

Ценгрофугиране – разделяне на хетерогенни системи става под въздействието на центростремителна сила.

17. Посока на движение на частиците от суспензия при центрофугиране зависи от плътностите им и плътността на суспензионната среда. Ако плътността на частиците е по-голяма от плътността на суспензионната среда, то частиците се отдалечават от оста на въртене и обратно.

18. Когато ρ = ρs не може да се раздели чрез центрофугиране.

19. Скороста на седиментация на частиците при центрофугиране е величина, която е необходима при определяне времето за центрофугиране на пробата.

20. Скороста на седиментация на частиците на една суспензия е право пропорционална на разликата (ρ - ρs ) на частиците и растворителя.

21. Величината G = ac / g = ω2r / g се нарича относително ускорение на седиментация. Тя показва колко пъти центростремителното ускорение при центрофугиранего е по-голяма от гравитационното.

22. Приборите, в които е реализирана идеята за разделяне на компонентити на хетерогенни система чрез поле на центростремителна сила, се наричат центрофуги.

23. Основни части: 1.Ос 2. Ротор 3. Двигател

24.Скица25. За осигуряване на равномерно въртене без вибрации и без прекалено големи механични усилия, които могат да разрушат центрофугата.

- Контеинерите се подреждат в ротора симетрично- При зареждане масите на контеинерите се изравняват много грижливо.


26. 1. Препаративни – за разделяне на клетки, органели, мембрани, 2. Аналитични – за анализа на биологични макромолекюли ДНК, протеини...

27. 1. Нискооборотни G ≤ 104g 2. Високооборотни 104g ≤ G ≤ 2·104g

3. Ултрацентрофуги G ≥ 2·104g. G достига около 106g

28. Имаме хомогенна суспензия. Пръво действаме с ниски обороти – движат се само големите частици. При по-високи обороти силата е по-голяма и предизвиква разделяне на леките частици от раствор.

29. Градиент е промяната на някаква величина в пространството пример: температурата в стаята. Когато е топло тя се увеличава и обратно. Зонална скоростна техника зависи от плътноста на разтворителя. В епруветка се създава стълб от разтворителя с нарастваща от дъното плътност. Препаратът се нанася върху разтворителя. При центрофугиране частиците формират зони съдържащи частици с еднаква седиментациона скорост.

30. Всякя частица се движи до плътноста равна до нейната плътност. Препаратът се хомогенизира в специален разтворител, формиращ плътностен градиент при центрофугиране. Разтворителя е с еднаква плътност но при центрофугиране плътноста му се променя и той се преслойва. Частиците се прсдвижват и при достигане на плътност равно на тяхното, преустановяват да се движат.

31. - Нека човека се намира върху платформа издигаща се с ускорение а

- Реакцията на опората N е поголяма от силата на тежеста G. Възниква пренатоварване, където N = m(g + a) N > G

32.При него силата е насочена от краката към главата, кръвта отива в краката. При около 3g се затруднявя движението, намалява кръвното налягане При 4 – 4.5g се появяват нарушения в сърдечната дейност При 5 – 9g слепота, появяват се "черни петна"

Най-леко се понася пренатоварването в положения легнал на гръб – ембрионално положение.

33. Силата е насочена от главата към краката, кръвта отива в главата. При около 2g се замъглява, появява се болка в очити и световъртеж. При 2.5 – 3g кръвотечението от носа, пред очите "червена петна" Около 4g настъпва дезориентация и обърканост на съзнанието.

34. Претоварването се понася най-лесно от организма, когато: силата е насочена не по дължина на тялото, а напречно от гръба към гърдите


тялото е в свито положение

35. Ако човека се движи с ускорения на долу, то реакцията на опората N е по-малка от силата на тежеста G и човека попaда в безтeгловност: N = m(g - a). N < G

36. Безтегловност води до: Снижаване на работоспособността Намаляване на мускулната маса Деминерализация на костната тъкан Кръвта се разпределя равномерно в организма т.е горната част на тялото е препълнена с кръв в сравнение с нормалното състояние Това довежда до усещане за тежести главата, лицето, възникват вестибуларни разстройства.

37. В камерата и каналите има желеобразна маса (ендолимфа), съдържащ кристали - калциев фосфат и калциев карбонат(отолит).

38. Когато главата се премества с ускорение, ендолимфата и отолитите се преместват, който се възприема от влакната на нервните клетки.

39. Вестибуларният апарат не различава гравитационните сили от силите, възникващи при ускорително движение на тялото.

40. Вестибуларният апарат не може да определя количествено ускорението на човешкото тяло.

2.1. Раздел от биофизиката, която изучава:

- механичните свойства на живите тъкани и органи- механичните явления и процеси протичащи в организма и в отделните органи.

2. Броят на степените на свобода на едно тяло е равен на броя на независимите премествания и завъртания на тялото. Колкото независими движениа може да извърши системата, толкова степени на свобода има. Пример: свободно твърдо тяло има 6 степени на свобода.

3. А.Т.Т. има 6 степени на свобода - 3 тренслационни – преместване по всяка от трите взаимно перпендикулярни оси

ако нищо не ограничава системата тя може да извърши три свободни премествания и три ротационни.

- 3 ротационни - степенни върщане околу всяка от трите взаимно перпендикулярни оси.

Свободна материална точка име три степени на свобода.


Твердо тяло вертящо се около неподвижна ос има една степе на свобода. Две твърдо свързани помеждуси материални точки имат пет степени на свобода.

4. Кинематичната връзка е съчленение в опорно-двигателния апарат на човека като звената се сверзват помежду си с неподвижни или подвижни (кинематични връзки).

5. Костите на скелета се сверзват помежду си неподвижно или чрес стави (кинематични връзки)

6. При неподвожно звено А, звеното B има една степен на свобода, като тяло, въртящо се около неподвижна ос.

7. Ставите на фалангите на пръстите.

8. Двуосното свързване допуска въртенето на звената спрямо две взаимно пер-пендикулярни оси. Звеното B има две ротационни степени на свобода спрямо звеното А.

9. Атлантоокципиталната и атлантоаксиална става.

10.Триосното сверзване допуска въртенето на звената около три взаимно перпендикулярни оси. Звеното B има три ротационни степени на свобода спрямо А.

11.Раменна става, тазобедренна става.

12.Лостови системи от първи род се характеризират с това, че опорната точка (оста на въртене на лоста) е расположена между приложената сила (силата на мускила) товара. Лостове от втори род се характеризират с това, че товарът се намират между приложената сила и опорната точка. В лостовете от трети род прилпжената сила действат между опорната точка и товара.

13.При идеална лостова система приложената работа трябва да бъде равна на извършената работа AF = F · LF ·θ. AF – приложена работа.

AW = W · LW · θ. AW – извършена работа.

14. и 15, Печалба на сила

M – големината на товара към силата която го балансираW – товар и ако няма триене в опорна точка AF = AW

F – приложена сила15.16.Видове лостове в анатомията


Лост на равновесие I род М<1 Лост на скоростта (II род , М(печалба на сила) по малка от 1), губи се сила, но се печели скорост и разстояние на преместване. Лост на силата (III род ,М поголяма от 1). Печели се сила, но се губи скорост и разстояние на преместване. М>1

17.Примери за лост на равновесие:- Череп

Опорната точка е в атлантоокципитал става Приложната точка на силата на товара (предните отдели на главата) е пред ставата Приложната точка на мускулната сила е зад ставата (в местата на залавяне на мускулите за тилната кост)

18.Пример за лост на скоростта:- Долната челюст

Опорната точка е в темпомандибуларната става Приложната точка на товара е в зъбите Приложната точка на мускулната сила са от двете страни на долната челюст.

Пример за лост на скоростта- Долната част на ръката при свиване

Опорната точка е в лакътната става. Приложната точка на товара е в дланта Приложната точка на силата на бицепса е в лъчевата кост.

19.Пример за лост на силата- Ходило при повдигане на пръстите

Приложна точка на товара е в горната скочна става. Приложна точка на мускулната сила е на задната кост на петата. Опорната точка е върху главите на предходилните кости

20.Действие на мускулната сила Векторът на мускулната сила има две компоненти:- Надлъжна компонента FL=F cosα е насочена към ставата и засилва сцеплението между костите без да предизвиква движение.- Перпендикулярната компонента Fn =F sinα предизвиква въртене около опорната точка (ставата).- α е ъгълът между направлението на мускулната сила F и задвижваната кост.- работа за преместване на товара извършва само перпендикулярната компонента

.

21.Мускулът извершва повече работи когато Fn е по-голяма т.е когато α е близък до 90°.

22. Изотонично същение – мускулът изменя дължината си, развивайки постоянно усилие (товарът се премества)


23.Изометрично същение – мускулът развива променливо усилие без да променя дължината си - товарът е неподвижен.

24.Динамична работа на мускулите – Работата, извършена при изотонично съкращаване на даден мускул. Тя е равна на приложената мускулна сила.

25. Максималната сила, развивана от един мускул е приблизително пропорционално на площа на напречното му сечене.

26.Максималната работа, която един мускул може да извершва при едно съкрещение е пропорционална на неговия обем. Съкрещението на мускула е пропорционална на дължината му.

27.При ходене човек извершва работа за: периодично повдигане на тялото, за ускоряване и забавяне на крайниците.

При скок на височина: повдигане на: масата на човека (70кг), центърът на масата се повдига (1m), времето за изтласкване(0,2s).

28. При поддържане тежест в неподвижна изпъната ръка или при товар на гърба на

седящ човек се усеща умора в мускулите. Товарът не се премества, следователно работата е 0. Появява се умора т.е мускулите извършват работа → статична работа. Мускулите непрекъснато извершват малки и кратки секрещения и отпускания

(изометрични съкрещения).

29.Динамична работа се извършва срещу силата на тежеста. Статичната работа на мускулите всъщност е динамична работа.

30.Ергометрия Изследване работоспособност на мускулите Измерване на механичната работа, извършване от човешкото тяло в различни

усливиа Изследване влиянието на извършваната работа върху организма Ергометри – прибори за измерване на извъешваната от тялото механична работа.

31.Енергията и човешки организъм Енергия постъпва в организма чрез хранителни продукти Енергията се изразходва за:

1. подържане на хемостазата2. извършване на работа (за преместване на организма от едно място на друго и

преместване на разни предмети)

32.Джаул J (в SI). Килокалория „k cal“ (1k cal = 4187 J) .


А

у

t

T

33.Скорост на изразходване на енергията За всяка дейност минимална възможна скорост на изразходване на енергията За извличане на Е от храната е необходими О2

От храната се получава около 5kcal Е на всека изразходван литър О2

Индивидуалните различия са под 30%

34.Закон на Клаиберк. При животните скоростта на изразходване на енергията в покой (само за поддържане на хомеостазата) е

пропорционалана на масата им на стапен ¾ . 3/4→ това е

число помалко ет единица, по-масивните животни са по-икономочни по разход на енергията за да поддържат хомеостазата.

3.1. Трептене – повторящо се движение или изменение на състоянието.

2. Периодично трептене – движение (състоянието) се повтаря през равни интервали от времето. Период „Т“: интервалът от време след което трептенето се повторя.

3. Честота „ν“-ни – броят на трептенията извършени за единица време:

4. Хармонично трептене Периодичното трептене, е отклонение от равновесното положение, която се описва

със синусова f (функция)

у е отместването в момента ti А е амплитудата ω е ъгловата честота φ е началната фаза

Една частица може сама да трепти, но ако подава трептенето на съседни частици, тогава говорим за вълна.

5. Вълново движение Ако трептяща частица взаимодейство със съседните й частици, трептението се

предава и на тях. Вълната – разпространена на трептенето в пространството


Вълновото движение – вълната е колективно явлениеОт края на предната страницаПримрер: Вълна по водна повърхност.

6. Механични вълни – повторящи се движения на материални частици. Разпространяват се само в материалната среда (не могат да се разпростаняват във вакума). Пример: звукова вълна, вълни по водна повърхност...

7. Електромагнетни вълни – периодични промени на електромагнетното поле. Разпространяват се и в материални среди и във вакуум. Пример: светлината, рентгенови вълни, радиовълни...

8. Видове вълни според посоката на трептене Напречни разпространяват се и в материална среда и във вакуума. Пример:

електромагнетни вълни, водни вълни Надлъжни – направлението на трептенето е паралелно на направлението на

разпространствотона велната. Пример: звукова вълна в газова среда.

9. Дължина на велната „λ“ разстояние, която вълната изминава за един период.λ = V·Т λ=[m]

10.Интензитет на вълната "I"- енергията, пренасяна от вълната за единица време, през единица площ перпендикулярна на посоката на разпространението на вълната.

11.Звук. Механична вълна с ν от 16Hz – 20'000Hz, предизвикват специфична реакция в човешкият слухов орган.

12.Ултразвуковите при ν > 20kHzИнфразвуковите при ν < 20kHz

13.В твърдите тела звукът се распространява като надлъжна или напречна вълна, а във флуидите (течности и газове) като надлъжна вълна.

14.СКОРОСТА НА ЗВУКА зависи от характеристиките на средата, в която се разпространява. Плътноста, еластичноста и температурата са някой от тях.

15.Скорост на звука е най-малка в газовете и най-голяма в металите и твърдите тела.

16.Звуково налягане . Надлъжната звукова вълна предизвиква сгъстявания и разреждания на частиците т.е промени на плътноста и налягането на средата – звуково налягане Р. Звуковата налягане е свързвано с интензитета на вълната

.

17.Акустичен импеданс . ZA = ρ ·V; ρ – плътност на средата, V - скорост на звука в нея. На границата между две среди условията за отражение и пречупване на


звуковата вълна се определят от акустичния импеданс на средата. ZA е характеристика на средата. Тя ни показва как звуковите вълни преминава от една среда в друга, каква част ще преминава и коя ще се отрази.

18.Акустичен спектър – информацията за честотите и интаензитета на всичките хармонични терптения в съставка на звуковата вълна т.е представяме звука като отделни хармонични вълни и за всичките предоставим I и ν.

Акустичниот спектър се представа в графичен или табличен вид. Различните видове звукове имат различен акустичен спектър.

19.Прост тон – е хармоничен звук т.е той може да бъде уписан със синусов закон. Такъв е звукет генериран от камертон.

20.Сложен тон – е съставен от множество прости тонове с различна амплитуда. Най-нискочестотната компонента на сложмият тон, която има и най голяма амплитуда се нарича основен тон. Останалите тонове с по-голяма честота от основният тон се наричат обертонове.

21.Шум : Има непрекъснат, сложен и хаотичен променящ се характер.

22.Звуков удар – кратковремено и силно звуково въздействие. Пример: взрив.

23.Субективни характеристики на звуковите възприятия : Звукът се оценява субективно от всеки човек поради:

а. Специфични характеристики на слуховия органб. Индивидуалния различия при отделните индивиди

Основни субективни характеристики на човешкия звукови възприятия- Височина -Тембър -Гръмкост

24. Височина е субективна характеристика, обусловена от основната честота на един звук. Ако два звука имат различна честота и еднакви останали параметри, човек ще ги възприеме като различаващи се по височина. Колкото по голяма е честота на звука толко по-висок ни се струва той.

25.Ако усещането за височина на тона нараства равномерно, честотата нараства по геометрична прогресия.

26.Тембър. Сложните тонове при еднаква основна честота могат да се отличават по своя акустичен спектър. Тези разлики се възприемат от ухото като разлики в тембъра на звука. Пример: едни и същи по интензивност и основна честота звуци изпълнени от пияно и цигулка се възприемат от ухото като различни по тембър.

27.Гръмкост. Зависи преди всичко от интензитета на звука. Тази зависимост има сложен характер, обусловен от чувстителноста на ухото към действието на звуковата вълна. Грамкоста зависи силно и от честотата.


28. Праг на чуване: е този интензитет на звука при дадена ν, които предизвиква

минимално усещане за звук.Приетата за стандартна стойност на прага на чуване при ν =1'000Hz е Io=10-12W/m2

Праг на болката . Този интензитет на звука при дадена ν, които предизвиква усещане за болкаПриетат за стандартна стойност на прага на болката при ν =1'000Hz е Io=10W/m2

29.Спектрална зависимост на прага на чуване е зависимоста на прага на чуване от честотата или още крива на нулевата гръмкост.

30.Област на чуване . Диапазонът от прага на чуване до прага на болка за всичките звукови честоти се нарича област на чуване.

31.Психофизичен закон на Вебер – Фехнер . Промяната I на силата на дразнене, предизвикват минимална промяна в усещането L, зависи от началната сила на дразнене I така, че отношението остава постоянно

32. В основата на звуковите измерване е логаритмичното съотношение между

гръмкостта и интензитета на звука. Това съотношение отразява особеността за адаптация на слуховия орган –

чувствителността се променя в зависимост от силата на дразнене.

33. Скалата за измерване нивото на звука е логаритмична. Нулата в скалата е при I0 = 10-12W/m2

Промяна на нивото с една единица [бел - B] отговаря на десетократна на I.

34. В скалата на гръмкоста интервалът между прага на болката и прага на чуване за

всяка ν е разделена не 130 равни части – единици наречени (phon) фон. При 1'000Hz промянат на гръмкоста е един фон(phon), отговаря на промяна на

звука с един децибел (dB).

35.Аудиометрия Аудиометрията е иследване на остротата на слуха. Аудиограма – графика на разликата (dB) между прага на чуване и стандартната му

стойност в зависимост от ν.

36. Пизоелектричния ефект – генериране на електрическа напрежение при механичната въздействие (например от звуковото налягане) върху плоска от пиезокристал или пиезокерамика.

37.Изкуствени генератори на УЗ, работят на принципа на обратнипиезоелектричен ефект, генериране на механични трептения от феромагнити в променливо магнитно поле

Приложения на УЗ в медицината


УЗ диагностика УЗ физиотерапия У3 хирургия Получаване на аерозоли за нуждите на фармацията Обработка на лабораторни препарати

38.Принципа на едномерната ехография Образна диагностика на меките тъкани: Звукът се отразява при достигане на ново среда Закъснението на ехото информира за дълбочната на находката. Амплитудата – за плътноста на средата

39.С помоща на пастата се намалява отражението на УЗ вълна от кожата на пациента и прави везможно проникването на вълната в организма и провеждането на изследването.

40.Чрез Доплерова ехография като ултразвукът намира приложение и в него. Измерва се скорост на кръвта в кръвоносните съдове, скороста на движение на сърдечните клапи и др. Излъченият УЗ се отразява от движещ се обект. По разликата между честотите, ν1 на излъчваната вълна и ν2 на отразената вълна се изчислява скороста на движение на обекта.

41.Се използва за УЗ физиотерапия. Обикновено се използва УЗ с честота 800kH и интензитет 1W/m2.

Ефекти: - променя проницаемостта на клетъчната мембрана, ускорява метаболитните процеси в клетките, влиае добре на невралгии и възпалителни процеси, ускорява зарастването на кости и костни трансплантации.

42.Разрушаване на бъбречни и жлъчни камъни. Мощна УЗ вълна се насочва към конкремента чрез рефлектор. Тъканите не се увреждат поради малката им плътност – звуковото налягане в тях е ниско, и обратно за конкремента който има високо плътност.

43. не се въсприема от човешкото ухо при по-голям интензитет има вредно въздействие влошава зрението води до нервни разстройства предизвиква загуба на паметта и др.

Действието на ИЗ се дължи на резонансното разтрептяване на вътрешните органи.

44.Вибрациите се механични трептения на различни конструкции и машини.Възможни действиа върху организма: Вредно – води до вибрационно болест Полезно – вибромасаж, вибротерапия


45.Характеристики на вибрациите: честота и хармоничен спектър; амплитуди на трептенето, на скороста и ускорението; енергиа и мощност на трептенето.

4. 1. При своето течение отделните слоеве на реалната течност взаимодействат

помеждуси със сила, допирателни към повърхността на слоевете. Това явление се нарича вътрешнп триене или вискозитет.

2. Сиалата на ветрешно триене е пропорционална на площа на взаимодействащите си пластове и на градиента на скороста . η (ню) – коефициент на динамичен вискозитет и се измерва в „Pa · s – pascal · sec " .

3. η зависи от молекулнте свойства на веществото и от t°.

4. Течности, които не се подчиняват на закон на Нютон за въртяшното триене се наричат ненютонови. При тях коефициентът на динамичен вискузитет зависи от градиента на скоростта. Течностите, които се състоят от сложни и големи молекули (пример – разтвори на полимери) и образуващи пространствени структури, благодарение на сцеплението на молекулите, са ненютонови. Кръвта е ненютонова течност.

5. Кръвта е ненютонова течност. Харектерна особеност на течащата крън е, че стойностите на вискозитета по оста и в близост до стената на кр.съд се различава. Това се дължи на факта, че кръвните клетки се движат предимно по оста на кр.съд и там хематокритът е по-висок. Ето защо се смята, че кръвта е ненютонова течност.

6. Отношението между обема на суспендираните клетки към опщия обем на течноста се нарича хематокрит.

7. Частиците когато са на еднаква разстояние от оста на тръбата се движат с еднаква скорост. Най-голямо скорост имат частиците по ост на тръбата. Кр.система се състои от съдове с цилиндрична форма.

8. Закон на Поазйой

V – обемът на флуида протичащ през тръбата за единица времеη - вискозитет на флуида


R – радиус на тръбатаP1 и P2 - входо и изходно наляганеL – дължина на тръбата

Хидравлично съпротивление на тръбата:

Х – зависи от геометричните размери на тръбата и от вискозитета на флуида

Закон на Поазйой

9. Закон на Стокс. Ако сферично тяло с радиус r се движи праволинейно равномерно, с малка скорост V във флуид с вискозитетн η, то на тялото действа с противителна сила от страна на флуида .

10.Течение, което може да се разглежда като съставено от слоеве се нарича ламинарно. При нея траекториите на частиците не се пресичат.

11.Движенито на течностите, при което става пресичане на траекторите на частиците се нарича вихрово или турбулентно.

12.Зависи от: своиствата на течноста, скороста на течението, размерите на тръбата.

Определя се от безразмерна величина наречено число на Рейнолдс: ,

ρ - плътността на течносттаV – скоростта на течениетоη- вискозитетът на течностаD – линеен напречен размер (напречен диаметър на тръбата).

Ако числото на Рейнолдс е по-голяма от някаква критична стойност, движението е турбулентно, ако е по-малко от някаква друга критична стойност – то е ламинарна, ако числото е между двете критични стойности, то движението е нестабилно и става ту ламинарно, ту тубуленнтно.

13. Числото на Рейнолд е

ρ - плътността на течносттаV – скоростта на течениетоη- вискозитетът на течностаD – линеен напречен размер (напречен диаметър на тръбата).

То определя характера на течението в тръбата. Ако числото на Рейнолдс е по-голяма от някаква критична стойност, движението е турбулентно, ако е по-малко от някаква друга критична стойност – то е ламинарна, ако числото е между двете критични стойности, то движението е нестабилно и става ту ламинарно, ту тубуленнтно.

14.Когато: Re < 1'000 - движението е ламинарно 1'000 < Re < 2'000 – движението е нестабилно (ту ламинарна, ту тубулентна) Re > 2'000 движението е тубулентноГраничните стойности на Re между различните режими са ориентировъчни.


15.В норма теченито на кръвта в артериите е ламинарни, тубулентно е в аортата и близо до клапите. При патологии, ако вискозитетът на кръвта спада, възможно е да се появи тубулентности и в артерите, тъй като числото на Рейнолдс за кръвта в артериите е близко до критична стойност.

16. Турбулентното течение е свързано с допълнителна загуба на енергия поради

увеличението вътрешно триене. Турбулентното движение води до увеличаване на работата, извършена от сърцето. Шумът, получаван при турбулентно движение на кръвта може да се използва за

диагностика.

17. При измерване на кръвното налягане Течението на въздуха в носната и усната кухина в норма е ламинарна. При някои

заболявания въздушното течение може да стане турбулентно

18.Течението на въздуха в носната и усната кухина в норма е ламинарна. При някои заболявания въздушното течение може да стане турбулентно.

19.При турбуленто движение на въздуха се налага дихателните мускули да развиват по голяма мощност.

20.Сферично тяло пада свободно в изследвания флуид. Действащи сили: Сила на тежеста (гравитация) G=ρVg Изтласкваща сила Fa = ρVg Съпротивителна сила Fd = 6 π η r V Скорост на падане в става постоянна когато G = Fa + Fd

При извесни r, P1, P0 и измерване на V може да се упредели η.

21.Утаяването на еритроцитите се разглежда като падане на телца с приблизително сферична форма в кръвната плазма. СУЕ - зависи от:

Аглутинацията (групирането на еритроцити) Вискозитета на кръвната плазма Концентрацията на еритроцитите Радиуса и обема на еритроцитите

5.1. Обикновените течности са изотропни, структурно аморфни тела. За

вътрешния строеж на течностите е характерен близкият порядък. Разстоянието между молекулите не е голямо, силите на взаимодействие се значителни, а това води до малка свиваемост на течностите: неголямо намаляване на разстоянието между молекулите предизвиква поява на големи сили на междумолекуларно отблъскване.


2. Течностите могат да се разглеждат като квазикристални тела. Наподовяват кристалното движение. Когато молекулите трептят около равновесното положение за кратко време, това се нарича време за релаксация. След определено време молекулата скокообразно преминава в ново равновесно положение на разстояние равно на средното разстояние между молекулите. Времето на релаксация зависи и от вида на течноста и от температурата.

3. В рамките на малки времени интервали във всяка течност съществуват множество области наречени “асоциации“ (пакети), в които частиците се расположени геометрично правилно, подобно на разполпжението им в кристалната решетка в твърдите тела. След късо време асоциациите се разпадат, за да се образуват нови. Самите асоциации не се подредени една спрямо друга.

4. На много малки разстояния се появяват сили на отблъскване (говорим за аморфни изотропни вещества). Изотропните имат еднакво подреждане на молекулите на всякаде. На по-голями разстояние се появяват сили на привличане, които намаляват с увеличаване на разстоянието между молекулите.

5. Молекулите на течностите си взаимодействат със сила на ван-дер-Валс. Това са сили на привличене, които бързо намаляват с увеличаване на разстоянието между взаимодействащите си молекули, както на разстояние r = 10 -9 m те са практичски пренебрежимо малки. При намаляване на разстоянието между молекулите се появяват сили на отблъскване.

6. Рдиус на молекулно действие е най-малкото разстояние между две молекули, при което ван-дер-Валсовите сили на привличане са пренебрежително малки (т.е не действат). Сфера на молекулно действие е сфера с център в молекулата и с радиус равен на радиуса на молекулно действие.

7. Резултантната сила на привличане от молекулите в сферата на действие е нула, понеже молекулите са разпределени равномерно в обема на течността.

8. Силата върху молекула в повърхностния слой с дебелина rНа всяка колекула действа сила Fk, нормална на свободната повърхност и насочена

навътре към течността-кохезионна сила.

9. Сумата от резултантните сили, действат на всички молекули от повърхностния слой, отнасена към единица от свободата повърхност на течността, се нарича молекулно или кохезионно налягане.

10.При преход на молекула от повърхносния слой във вътрешноста кинетичната енергия нараства т.е поглъща енергия. При преход от вътрешноста към повърхноста кинетичната енергия намалява а потенциалната нараства (отделя енергия).


11.Свойствата на повърхностния слой на всяка течност, могат да се характеризират и със силата на опъване, която се съсдава в него. Тази сила, тангенциална на свободната повърхност, се нарича сила на повърхносното напрежение.

12.Поради повърхносното напрежение течностите заемат винаги форма с най-малката свободна повърхност. Ако увеличим площа на свободната повърхност на една течност, то това няма да е свързано с увеличаване не разстоянието между частиците (при течностите е трудно да се промени разстояниет между молекилите), а с преход на нови молекули от вътрешноста в повърхносния слой на течноста. Това води до нарастване на потенциалната енергия на повърхносния слой. Естествената форма на течностите е сферична, понеже при даден обем тя има минимална повърхност. Ако течноста е в гравитационно поле, само капки с малък обем могат да заемат сферична форма. С увеличаване на размера се увеличава и теглото им, формата от сферична се променя в капковидна, а по-нататък течностите приемат формата на съда коята се мамират.

13.Големината на силата на повърхносното напрежение (тангенциална на свободното повърхност) за единица должинта от произволен контур върху свободна поверхност на течностоте се нарича коефицент на поверхносното

напрежение . Единица N/m.

14.Зависи от вида на течноста, от температурат и от примесите.

15.Веществата, които променят коефицента на повърхностна напрежение на течностите се наричат поверхносни активни вещества. Делят се на положително поверхносно активни вещества – намаляват коефициента (сапуни и др миещи сретства), а тези които го повишават отрицателно поверхностни активни вещества (неорганични соли, захари и др).

16.Мокренето е явление на граничната крива на допир на три среди – течност, газ и твердо тяло.

17.Ъгъл на мокрене – ъгълът между твърдата поверхност под течноста и допирателната към свободната повърхност на течноста, минаваща през точка от граничнта линия.

18.Една течност е мокреща, ако адхезионните сили са по-големи от кохезионните. При мокреща течност,ъгълът на мокрене има стойност между 0 и 90°.

19.Една течност е немокреща, ако кохезионните силе са по-големи от адхезионните. При немокреща течност ъгълът на мокрене има стойност между 90 и 180°.


20.Една течност е апсолютно мокреща, ако ъгълът на мокрене е 0°. Капка от такава течност се разпределя в мономолекулярен слой върху твърдото тяло.

21.Една течност е апсолютно немокреща ако ъгълът на мокрене е 180°. Малка капка от такава течност заема сферичана форма върху твърдото тяло.

22.Вода мокри стъклото, но не мокри парафин. Живак не мокри стъклото, но мокри желязото.

23.Мениск е изкривената повърхност на течност около стените на съда. Ако течноста мокри стените, менискът е вдлъбнат. Ако течноста не мокри стените менискет е испъкнала.

24.Изкривяването на свободната повърхност съсдава дополнително налягана, което намалява (при мокрещи) или увеличава (при немокрещи) кохезионното налягане на течноста.

25.Допълнително налягане възниква в течноста поради некомпенсираните сили

на повърхносните напрежение при искривена свободна повърхност. .

Големината на Лапласовото налягане зависи от: радиуса на кривина на мениска и коефициента на поверхносното напрежени на течноста α . Посоката на ∆P е към мениска.

26.Капилярност е издигането или понижаването на свободната повърхност на течност в капилярка спрямо нивото на течноста, в която капилярката е потопена.

27.Разликата в нивата на течноста е .

28.Когато в малък кръвоносен съд попадне газово мехурче, в резултат на капилярноста, то може да спре кръвния ток – газова емболия. Газова емболиа може да предизвиква тешки функционални разствойства и дури смърт.

29.Когато кръвта се движи, мехурчето се деформира. Причината за това е промяната на кривината на двата мениска: кривината на задния мениск се намалява, съответно радиусът на кривината му се увеличава; кривината на предния мениск се увеличава, следователно радиусът на кривинат му се намалява. В резултат допълнителното налягане на кръвта зад газовото мехурче става по-малко от допълнителното налягане пред мехурчето и действа сила, затрудняваща движението на кръвта. Когато разликата между двете налягания стане равна на пълното налягане на кръвта, газовото мехурче спира да се движи.


30.В кръвта могат да попаднат газови мехурчета при невнимателно инжектиране на течност, ако предварително от спринцовката не е отстранено грижливо и най-малкото количество въздух. Газови мехурчета могат да се създават и спонтанно при бръзо преминаване от пространство с по-високо в пространство с по-ниско налягане.

6.1. Сърдечно – съдовата система се състои от: сърце, черен gроб и слеска, и

кървоносни съдове. Сърцето осигурява циркулацията на кръвта – работи кат помпа. Три фази на работа на сърцто: gиастола, систола, пауза. Черен дроб и слеска – служат като резервуар за кръв. Резервната кръв при неопходимост се вклучва в кръвообращенеито. Количеството кръв която циркулира не е постоянно а се регулира от физическото натоварване.

2. Кръвта навлиза в аортата на порции, който съсдават пулсации. Благодарение на растегливита стени на кр.съдове, тя тече равномерно в кр.система.

3. Кръвта в аортата има скороср 50cm/s и течемието й там е турбулентно. Когато навлиза в артериите, скороста й намалява, понеже там сборното сечение на кр.съдове нараства и движението и става ламинарно. В капилярите скороста й пада до половин 0.5mm/s. При върщане на креъвта към сърцето скороста и във вените по степенно нараства поради намаляване на сборното им сечение. Най-голямат скорост във вените е 35cm/s. С изклучение на аортата, всякъде другаде в кр.система кръвта тече ламинарно.

4. Хидродинамичният модел разглежда система от механична помпа, еластичен резревуар и тръба с тверди стени след резервуара. Артериалната част на системата за кръвообращение се моделира с еластичния резервоар. Предполага се, че хидраоличното съпротивление на периферната кр.система е постоянно и това се моделира с тръба с тверди стени. Този модел позволява да се установи връзката между ударния обем на сърцето, хидравличното съпротивление на системата за кръвообращение и изменението на налягането в артрите.

5. При електирчня модел за аналог на сърцето служи източник на несинусоидално електрическо напрежение, а един диод е анлог на сърдечната клапа. Електрическата верига съдържа още кондензатор и съпротивление. Действието на кондензатора е аналогично на действието на еластичния резервуар (аорта, артери). Активното съпротивление е аналог на периферната съдова система.

6. Разпросттраняващата се по стените на аортата и артериите вълна на деформация и повишено налягане се нариче пулсова вълна или само пулс. При всяка систола на сърцето се получва ново еластично разширение на аортата т.е. възниква нова пулсова вълна.


7. Скороста на пулсовата вълна се определя от еластичните свойства на стените на кр.съдове, като нормално е 6 - 8m/s.

8. Пулсовата вълна съответства на скороста на кръвта в големите артерии, но скороста на кръвта е по малка отколокото скороста на пулсовата вълна в помалките периферни съдове. Скороста на движение на кръвта и пулсовата вълна не са еднакви, понеже зависят от различни величини.

9. Броят на пулсовите вълни за единица време се наричат сърдечна честота. Нормално в покой тя е 1,17Hz (70 уgара в минута).

10.Разликата между налягането на кръвта в кр,съдове и атмосферното налягане се нарича кръвно налягане. Зависи от:

Работата на сърцето. Мястото в кр.система, къgето се измерва Атмосферното налягане

11. С отдалечаване от сърцето кр.налягане намалява. В артериолите пуласциите на кр.налягане вече са изгладени. Вев вените кр.налягане е близко до 0. В кървоносната система намалението на налягането зависи от опщото хивдравлично съпротивление на съдовете. Артериолите и капилярите имат доста високо хидравлично съпротивление, благодарение по малкия им радиус, за това кр.налягане в тях е по-ниско.

12.Спадане на налягането на изхода спрямо входа на кр.система. P1 – P2 = n ·Vy · X n – сърgечна честота Vy – уgарен обем на сърцето X – опщто хиgравлично съпротивление на кр.система

13.Кр.налягане има различни стойности в различните участици на кр.система. Прието е да се измери на брахиалната артерия в средата на предмишницата на лявата ръка.

14.Кр.нслягане се измерва чрез преки и косвени методи. Пряк метод за измерване на кр.налягане – в интересуващия ни кр.съд се вкарва канюла и към канюлата манометър за отчитане на кр налягане.

15.Кр.налягане в артерята се уравновесява с външното налягане. Външното налягане се прилага върху повърхноста на тялото и се предава до стените на кр.съдове чрес меките тъкани докато манометърът следи външното налягане.

16.Свигмоманометърът представлява: гумен маншет, който притиска раменната артерия; помпичка с чиято помощ в маншетата може да се скарва въздух; вентил, който осигурява еднопоспчно движени на въздуха при помпене; манометър, коит измерва налягането в маншетата.

17.Когато под дейстието на приложенето външно налчягане движението на кръвта в артерята спре, регистрираното външно налягане е равно на систолната стойност на


кр.налягане. Ако налягането в маншета има стойности по-малки от систолното и по-голями от диастолното, артериата се деформира, ламинарното движение на кръвта се превърща ве турбулентно и при преслушване с фонендоскоп се чува звук. Когато звукът в слушалките ряско затихне, манометърът отчита диастолното налягане.

18.Работата при едно съкращени на сърцето в състояние на покой е 1J(gжаол). Работата, извершвана от сърцето, се дължи най вече на съкращенията на камерите.

19.Методът се основава на ефекта на Доплер. Ултразвуковата вълна прониква в кр.съд и се отразяна от движещтите се еритроцити. Отразената УЗ вълна попада в датчик, кадето се преобразува в електричен сигнал и се усилва. Усиленото трептене преминава през устройство, в което се сравнява с трептенето на падащата вълна и се определя доплеровата честота. Тей като в големите кр.съдове скороста на еритроцитите е различна в зависимост от расположението им спрямо оста, с ефекта на Доплер може да се определи и скороста на движени на различните слоеве на кръвта.

20.Този метод за измерване скорост на кръвта се основава на отклонението на движещи се заряди в магнитни поле. Впреки че кръвта е електронеутрална, в нея има положителни и отрицателни йони. На всеки движещ се електрически заряд в магнитно поле действа сила на Лоренс. Силите, действащи на равномерни заряди, са насочени противоположно и по сечението на съда възниква електрично поле поради преразпределение на зарядите. Това физично явление се нарича ефект на Хол. Холовото напрежение зависи от скороста на движение на йоните и ако го измерим, ще получим информация за скороста на кръвта. Този матод позволява определяне само на средната скорост в кр.съд.

7.1. Зависимоста на силите на взаимодействие от разстоянието определя

пространственото разположение на молекулите в твърдото тяло. Взаимодействие между частиците в твердите тела:

Межgу граgивните частици gействат ванgервалсови сили с електромагнитен характер

Разстоянието нежgу частиците е малко – от поряgъка на раgиуса на електронните орбити

Тверgите тела (ТТ) имат голяма плътност.

2. Пространственото подреждане на частиците на ТТ се определя от: Силите на взаимоgействие межgу частиците Съотвеgства на минималната стойност на потенциалната енергия на

взаимоgействие межgу частиците


3. Кристална решетка – периодично повтаряща се в пространството постройка от точки в която са разполижени частиците на ТТ. Кристалните решетки са изградени от повтарящи се единици с различна форма – елемнетарни клетки.

4. ТТ, изградени в целия си обем от еднакви правилно подредени елемнтарни клетки се наричат монокристали. Монокристалите са анизотропни т.е. имат нееднакви свойства в различни направления, например: различна механична якост, различна топлопроводимост и др.

5. ТТ, изградено от голям брой хаотично орйентирани монокристали се наричат поликристал. Поликристалите са изотропни – имат еднакви свойства във всички направления. Ако монокристалите не са хаотично орйентирани, това съсдава определяне анизотропия на тези поликристали. Пример: зъбен емайл, които проявява нееднакви механични свойства при външни въздейстиа в различна посока.

6. Аморфни тела са другият вит ТТ. При тях не могат да се открият отделни кристалчета. Неправилното подреждане на молекулите в аморфните тела е причина за тяхната изотропност.

7. Аморфното състояние на ТТ е матастабилно. Наблюдават се спонтанни преходуи към термодинамично равновесното състояние – кристалното, на което съответства минимална потенциална енергия. Преходът от аморфно в течно състояние става плавно в широк температурен интервал. При този процес плавно се изменят свойсвата на веществото от характерни за аморфното н свойстна на течното състояние. Поради липса на ряска граница между аморфното и течната състояние, аморфните тела се разглежд като преохладени течности.

8. Йонните кристални решетки са изградени от положители и отрицателни йони, между койито действат Кулонови сили. Връзката между йоните е хетерополярна (Колонови сили).

9. Тези кристали са твърди и здрави и имат висока температура на топене. Всичките окиси и соли имат йонни кристални решетки.

10.Метални кристални решетки – във възлите на решетката има само положителни йони докато валентните електрони се движат свободно из целия кристал. Кристалите са твърди и здрави, свободните електрони осигуряват добра електропроводимост и голяма топлопроводимост. Пример: метали.

11.Атомните кристални решетки са изградени от елекртонеутрални атоми. Връзката между тях се осъществява обмяната на валентните електрони връзки (ковалентна връзка), при което между атомите се образуват опщи електронни слоеве.

12.Тези кристали са много твърди, слабо разтворими и с висока температура на топене. Въглеродът и другите елементи от четверта група са със атоман кристална решетка.


13.При молекулните кристални решетки, молекулуите запазват своята самостоятелност в решетката. Между молекулите на тези кристали действат слаби вандервалсови сили.

14.Тези кристали имат малка маханична здравина, ниска температура на топене и в повечето случаи голяма разтворимост. Йод, бром и др са със мулекулни кристални решетки.

15.Когато едно вещество в различно условия образува различни кристални решетки, това явление се наричи полиморфизъм. Пример: въглерод (графит и диамант).

16.Полимери се наричат веществата, чиито молекули представляват дълги вериги съставени от голям брой атоми или атомни групи, свързани с химични връзки. Примери: кожа, памук, пластмаси.

17.Свойства на полимерите: Здрави и способни на значителни еластични дефорамции Нямат газово състояние – разлагат се при ниски температури. Разтворите им са силно вискозни Образуват ципи и дълги влакна

18.Макромолекулата на полимера не е с постоянна конфигурация. Тя може да се видоизменя вследсвие на топлиното движение или под външно въздействие. Тези изменения се наричат конформационни превърщания. Двете крайни конформации са:

Фибрила – твърда права верига Глобула – гъвкава верига, завита на кълбо

19.Течни кристали са наричат веществата, които претежават свойствата и на течностите и на кристалите. По механичните си свойства те приличат на течностите – текат. По оптичните си свойства приличат на кристали – те са анизотропни.

20.В нематичните течени кристали молекулите са орйентирани успоредно, но центровето им са расположени хаотично.

21.Смектичните течени кристали се състоят от успоредни слоеве, в които молекулите са подредени.

22.Холестеролните течени кристали се намират в слоеве както смектичните. Вътре в даден слой расположението е както при нематичните, а при преход от един в друг слой опщата ориентация на молекулите е завъртяна на определен ъгъл.

23.Измененията на формата и размерите на ТТ под въздействието на външни сили се наричат механична деформация.


ε

σ

0

c

ba

24.Ако след прекратяване на действието на външната сила, предизвикала появата на деформация, тялото възстанови предишните си размери и форма, деформацията се нарича еластична.Ако след прекратяване на действието на външната сила, предизвикала появата на

деформацията, тялото невъзстанови предишните си размери и форма, се нарича пластична.

25.Видове деформации:Опъване, свиване, усукване, хлъзгане, огъване.

26.Костите и москулите са подложени на действието на сили предизвикващи деформации на свиване и опъване.

27.Механично напрежение - е съотношението между деформиращата сила (F) и

площа на напречното сечение на тялото (S).

Относителна деформация - е съотношението между удолжаването на ТТ (∆L)

и началната дължина на ТТ (L).

28.Закон на Хук – маеханичното напрежение G е пропорционално на относителната деформация ε. G = Е · ε.Е – моgул на линейна gеформация(моgул на Юнг); ε – относителна gеформация

29.Големината на Е зависи от вида на материала и от температурата.

30.Области на gеформация на ТТ: Оа – линеина, еластична gеформация (закон на Хук) Оb – еластична bc – пластична gеформация.

Граници на gеформация: а – пропорциалност b – еластичност с – изgържливост

31.Крехки са веществата с малка пластичност, т.е. с тясна облас на пластична деформация (стъкло). Свойсвата пластичност и крехкост зависят от ширината на областа на пластичните дефекти.

32.Границата на издържливоста е най-малката стойност на механичното напрежение, при което тялото се разрушава. Тя е мярка за яакоста на твърдите тела. Якоста е повисока при по големи стойности на тази граница.

33.34.Твърдоста се изразява в противодействието, което дадено тяло оказва на другите

тела, които проникват в него. От две тела по-твърдо е това което може да надраска ила деформира повърхноста на другото.


35.Еластичност на полимерите. Между ечластичните свойства на ТТ и полимерните материали съществува огромна разлика. При деформаця на ТТ се променят междумолекулните разстояния.

36.При еластомерите разрушаването настъпва при много голяма относителна деформация. Високоеластичноста е свойството, позволяващо получаване на големи относителни деформации. Пример: гумата може да се разтегла до 300% бес да се скъса.

37.Високоеластична деформация – това е деформацията на ТТ, която има свойсвото вискозност. Пример: кожа, костна тъкан, мускулна тъкан...

38.Приблизително 2/3 от масата на костната тъкам представлява неорганичен материал, минералното вещество хидроксиапатит, което се намира в вид на кристалчета. Останалата част е органичен материал, главво колаген. Колагеновите нишки при костите осигуряват еластичноста и здравината(издръжливоса), а хидрокисаапатитът – твердоста.

39.Костната тъкан има свойството пълзене. В резултат на това свойство, за продолжителен период коста не възстановява първоначалните си размери и запазва някаква остатъчна деформация. Това свойство се използва за удължаване на костите.

40.Кожата се състои от фибриларни белтъци (еластомери) – колаген 70% и еластин. Кожата е високоеластичен материал с високоелстични свойства. Еластинът се разтяга до 300% а колагенът до 10%.

41.Мускулите са изградени от съединителна тъкан, състояща се от колаген и еластин. Има малък модул на еластичност и широка област на еластична деформация. Деформацията се обуславя от изправянето на молекулните на колагена.

42.Основни градивни компоненти на стените на к.р седове са еластин и колаген. При по-голямо съдържание на колаген, съдовете са по-неразтегливи, но с по-голяма здравина. В сънната артерия, съотношението еластин / колаген е 2/1, а в бедрената артериа е ½.

8.1. Под атмосфера се разбира плътната газова обвивка на Земята. Земната атмосфера е

без ряска граница. Условно различаваме треи слоя: тропосфера, стратосфера и йоносфера.

2. Тропосфера: височина до 10-17km. Съдържа повече от 75% от въздуха и всичките водни пари. Атмосферните процеси, формирaщи климата протичат в тропосферата.


Стратосфера: - височина 80-100km. Съдържа целиа озон. Озонет поглъща вредното късоволново ултравиолетово излъчване на слънцето.

Йоносфера: височина 1000-1300km. Състои се от йонизирани частици. Поглъща вредното космическо лъчение.

3. Атмосферата се състои от: азот 78%, кислород 21%, аргон 1%, CO2, водни пари и други газове. Атмосферата се задържата околу Земята от силите на гравитацията.

4. Закон на Болцман – концентрацията N на атмосферните частици намалява с

увеличаване на надморската височина. .

N0 – концентрация на газовите молекули върху земната повърхност, т.е. при височина 0.Nh – концентрацията им на височина hm – маса на отделната молекулаg – земно ускорениеk – константа на БолцманТ – абсолютна температура.

Болцмановото разпределение настъпва в резултат на баланса между: гравитацията, брауновото gвижение, атмосферната циркулация.

5. Атмосферата оказва налягане върху земята, което се нарича атмосферна налягане(АН). Числено то е равно на теглото на стълб въздух с напречно сечени 1m2 и височина равна на височината на атмосферата. Единица за измерване паскал (Pa).

6. Атмосферната налягане е пропорционална на концентарцията на молекулите в въздуха. Тей като плътноста намалява експоненциално с надморската височина h, -

.

b0 – атмосферно налягане на морското равнищеf(t) – функция на температурата на морското ниво.

Нормално атмосферно налягане се преиема стойноста 101325Pa при температура 273,15К и географска ширина 45°.

7. Организмът на човека функционира нормално при налягания между 900-1050 hPa. Пониженото или повишеното атмосферно налягане влиае наблагоприятно върху организма. Пониженото АН влошава снабдяването на организма с кислород.

8. При ниско АН се понижава парциалното налягане на кислород следователно не може да насища кръвта и настъпва хипоксия, кислороден дефицид.

- 100% насищане настъпва при височина 0m - 85% при 4000m - 75% при 6000m

9. Болесното състояние на организма, възникващо у човека при големи надморски височини се наричат височинна (планинска) болест. Симптомите са: мускулна


слабост, задух, главоболие, прилошаване, кървотечениа от носа, до загуба съзнание.

10. Tъканите изпитват кислороден глад, защото разтворимоста на азота в кръвта е по-голяма от това на кислорода.

11.Кесонна болест – възниква при бързо преминаване от повишено към нормално налягане. Разтворениат в кръвта азот се отделя във вид на мехурчета и предизвиква газова емболия. Симптоми: главоболия, болки в ставите, гръдите, парализа.

12.Дишането е процес на поемане на кислород от въздуха, транспортирането и отдаването му на тъканите както и изнасянето на CO2 навен от организма.Етапи на дишането:

Обмяна на въздух между атмосферата и алвеолите, която се осъществява чрез белодробната вентилация. Обмяна на O2 и CO2 между алвеолите и кръвта, която се осъщестява в белодробните капиляри чрез дифузия. Транспорт на кислород с кръвта от белите дробове до тъканите и обратното за CO2. Обмняна на O2 и CO2 между кръвта в капилярите и клетките на организма чрез дифузия.

13.Белите дробове са разположени в гръдния кош. Физично, те могат да се разглеждат като пластична газова торба, обвита с въздухонепроницаем плас-плевра. Те се намират във въздухонепроницаем контеинер – гръдния кош. Те са сверзани с атмосферата чрез въздухоносните пътища: носоглътка, трехеа, бронхи. В механично отношение те са пасивни – нямат сопствена мускулатура.

14.Най-важни инспираторни мускули са диафрагмата и междуребрените мускули. Те осъщъствяват коремното и гръдното дишане. Ако във винтелационниа процес по-голям дял се пада на диафрагмата, имаме диафрагмено или коремно дишане. Ако по-голям дял се пада на междуребрените мускули – гръдно дишане. Задачата на инспираторните мускули е да увеличават обема на гръдния кош. Като междуребрените мускули разширяват го в страни, а диафрадмата на-долу.

15.и 16. Белите дробове са обградени от двуслойна обвивка – плевра. Външният лист прилепва към стената на гръдния кош, а вътрешният кем белодробния паренхим. Между тях се формират затворена плеврална кухина. В тази кухина налягането е по-ниско от атмосферното. При увеличаване на обема на гръдния кош налягането в плевралната кухина намалява още, белите дробове се разширяват и това води до нахлуване на въздух през въздухоносните пътища – човек вдишва. И обратното настъпва при исдишване. Ако се наруши целост на плеврата, дишането спира и настъпва смърт.

16.17.Понякога с лечебна цел в междуплевралното пространство се вкарва въздух, които

намалява отрицателното налягане. Това води до изклучване на части от белите дробове от вентилацията. Процедурата се нарича пневмоторакс.


18.Отрицателното налягане в плеврата не е достатъчно, за да преодолее силите на поверхносното напрежение на водните капчици обнити алвеолите. За да се преодолеят тези сили и да се получи разширение на белите дробове, вътрешната повърхност на алвеолите е покрита с мономолекулярен слой на повърхностно активно вещество. То непозволява слепване на алвеолите. При липса на това вещество у новородени, алвеолите остават слепнати.

19. 1. Дихателен обем – обемът въздух които се поема при едно спокойно вдишване - 500ml. 2. Инспираторен резервен обем – обем от въздух които се поема при едно максимални вдишване 2-3l3. Инспираторен капацитет – сумата от дихателния обем и инспираторния резервен обем.

20.Експираторен резервен обем – допълнителният обем въздух, които може да издишваме волево. Остатъчен обем – обемът въздух, който остава в белите дробове след едно

максимално издишване.

21.Жизнена вместимост – е сумата от дихателен обем, инспираторен резервен обем и експераторен резервен обем. Измерването му се извършва с прибори респирометри.

22.При апаратното искусвено дишане, външният край на трахеата се сверзва с апарата, които периодично напомпва свеж въздух в белите дробове и изпомпва отработения въздух.

23.Пасивно искуствено дишане – за целта гръдният кош се херметизира в кутия, налягането в която може да се променя периодично около стойноста на атмосферното налягане. При намаляване на налягането в кутия, гръдният кош се стреми да увеличи обема си. Това води до пасивно раздуване на белите дробове, т.е. до вдишване. Обратно, при нарастване на налягането в кутията, гръдният кош намалява обема си предизвиквайки свиване на белите дробове и отделяне на съдържащия се в тях въздух.

24.Целта на тази процедура е на базата на изменения в обема на грдния кош да се постигне пасивно раздуване и свиване на белите дробове.

25.Това е специална херметична камера, в която се поддържа повишено или понижено налягане. Използва се за изследване на въздействието на промененото налягане върху човешкия организъм. Може да се използва и за тренировка и за привикване към по-високи или по-ниски налягания. Може да се използва за лечение, ако на болния е нижен специалне режим при определено АН.


9.1. Електричното поле е силово поле, което се създава от електрични заряди и действа

само на електрически заредени обекти. Характеристики на Ел.поле: интензиетет и потенцила.

2. Интензитетът е вектор на величина, равна на силата, действаща на дадена точка на полето не единичен точков заряд. Интензитетът е вектор с посока, съвпадаща с посоката на силата, действащ на положителен заряд.

3. Полето е потенциално защтото работат на електрическите сили не зависи от траекторията на заряда а само от началната и крайната точка на преместване.

4. Величината която характеризира работата, извършвана от силита на полето се нарича потенциал. Потенциалът в дадена точка на полето се дефинира като работа, която извършват силите на полето за преместване на единичен товар от дадена

точка до безкрайност .

5. Напрежемие – потенциална разлика между две точки на полето . Единица за измерване V(волт).

6. Нека полето е хомогенно т.е. с интензитет Е, еднакъв във всички точки на полето. Нека изберем две точки M и N със сответнит потенциали φM и φN и разстояниет

между точиките d. Тогава:

7. Интензитета се представя чрез силови линии: Посоката на Е във всичките точки на полето е допирателна към силовата

линия през тази точка. Големината на Е се представя чрез гъстотат на силовите линии.

8. Потенциалът се представя чрез еквипотенциални повърхности: Във всички точки на еgна еквипотенциална повърхност, потенциала е с

еgнаква стойност Еквипотенциалните повърхнини са перпенgикулярни на силовите лини във

всичките точки на полето. Силовите линии започват в безкрайност или от “+“ заряg и завършват в

безкрайност или в “-“ заряg. Еквипотенциалните повърхнин са концентрични сфери с център в заряgа.

9. Електричен дипол се нарича системата от два равни по големина и

противоположни по знак точкови заряда, намиращи се на разстояние (L) един от друг (рамо на дипола).


10.Характеристика на дипола е неговият електричен диполен момент. Това е вектор, равен на произведението между заряда и рамото на дипола и е с посока от “-“ към “+“ заряд .

11.Ако поставим дипола в хомогенна електричан поле, на всеки от зарядите ще действа равна по големина и противоположна сила (двойка сили). Тази двойка сили съсдава въртящ момент, стремящ се да завърти дипола в направлениа на полето.

12.Ако поставим дипола в нехомогенно ел.поле, то първо на него му действат двойка сили, стремящи се да го завъртят, така че той да се ориентира тангенциално по силовите линии и второ действат сили, стремящи се да го вмъкнат към точките на полето с по-висока интензивност.

13.Биопотенциали – електрически потенциали, генерирани от живите тъкани. Електрография – регистриране на биопотенциалите.

14.Диагностични методи: електро-кардио-графия, електро-мио-графия, електро-енцефало-графия.

15.Сърцето се разглежда като електричен дипол, намиращ се в проводник – човешко тяло. Биопотенциалите на сърцъто се предават по проводящата среда и могат да се регистрират на повърхноста на тялото.

16.Отвеждания на Айнтхофен. Отвеждането е разликата между биопотенциалите на две точки от тялото. Три основни отвеждания:

I отвежgане – дясна ръка – лява рака II отвежgане – дясна ръка – ляв крак III отвежgане – лява ръка – ляв крак

17.Големината на бионапрежението регистрирано в дадено отвеждане зависи от големината на проекцията на диполния момент върху оста определена от двете точки на отвеждането. Зависи и от дебелината на гръдната стена.

18.Промяната във времето на бионапрежението, снемани от отвежданията се нарича електрокардиограма.

19.Вектор-кардиограмата е траекторията на върха на вектора на диполния момент на сърцето. Получава се чрез сигналите от три взаимноперпендикулярни отвеждания.

20.Диелектрици наричаме телата, които не провеждат електричен ток. Пример: тверди тела - порцелан, пластмаси; течности – чиста вода, масло и газове.

21.Процесите протичащи в различни диелектрици, намиращи се в електрично поле и свързани с преместване на заряди се наричат поляризация на диелектрик.


22.Относителна диелектричан проницаемост εr е съотношението между интензитета

на външното поле Е0 и вътрешното поле Е .

23.Капацитет С – коефициент на пропорциалност между заряда Q на един проводник и потенциала му Q = C · U. Единица за измерване е F(фараg).

24.Кондензатор – прибор съставен от два проводника, разделени с диелектрик. Характеризира се със своя капацитет. Пример: плосък кондензатор.

25.Капацитет на плоския кондензатор:

ε0 – относителна gиелектричан проницаемост на вакуумаεр – относителна gиелектрична проницаемост на gиелектрикаS – площ на еgната плочаd – разстояние межgу плочите.

26.Пиезо електричен ефект – това е поляризиране на кристални диелектрици вслетствие на механични деформации. Дължи се на деформация на елемнтарните клетки на кристалната решетка.

27.Възниква в костна тъкан, сухожилия и др. В костите спомага за премахване на последствията от патологични деформации.

10.1. Електричен ток – насочено движение на електрични заряди

2. Големина на електричния ток – зарядъд преминаващ за единица време през даден

проводник . Единица зе измерване А (ампер).

3. Плътност на ел.ток – плътноста на тока е вектор на величина, числено равна на силата на тока, преминал през единица площ, перпендикулярна на насоченото

движение на електричните заряди. единица А/m2.

4. Условия за протичане на ток: В провоgника gа има свобоgни електрични заряgи Межgу краищата на провоgника gа има потенциална разлика

5. Преместване в електричната верига на ел.заряди срещу силите на ел.поле може да се извърши по действието на други сили наречени странични сили. Страничните сили могат да бъдат от химичен, механичен, електромегнитен и друг произход. Страничните сили извършват работа срещу силите на ел.поле и могат да поддържат потенциална разлика между две точки.

6. Електодвижаща сила – работата извършвана от страничните сили за преместване на единичен “+“ заряад по проводника.


7. Ако два метала 1 и 2 с различна концентрация на свободни електрони n1 > n2 се приведат в контакт, ще започне дифузия на електрони от единия метал в другия и обратно. Тъй като концентрациата на електроните е различна, дифундиращтите потоци в двата метала ще са различни. Това ще доведе до зареждането им с противоположни заряди и възникване между тях на потенциална разлика, наречена контактна потенциална разлика. При това първият метал ще е с “+“ потенциал спрямо втория. U= φ1 – φ2

8.

R – универсална газова константаТ – абсолютна температура в зоната на контактаF – число на Фараgейn1, n2 – концентрации на свобоgните електрони в gвете тела.

9. Нека имаме затворане верига от два метала с различна концентрация n на свободните електрони. Температурите Т на спойките са различни, следователно контактните потенциални разлики UA и UB в спойките са различни – възниква термоелектродвижеща сила.

10.Ако имаме затворена верига, състояща се от два метала 1 и 2, с концентрация на зарядите n1 и n2 и зоните на контакта на двата метала се намират при температури съответно ТA и ТB. В областа на контакта А възниква потенциална разлика

, а в областа на контакта B : . Тъй като в контактните

области, металите имат различни температури, то и UA ≠UB . Поради това във веригата, състояща се от различни метали, везниква термоелектродвижеща сила, под чието действие протича ток наречен термоток. Това явление е извесно като ефект на Зеебек.

11.Приборите за измерване на температурни разлики са наричат диференцирани термометри.

12.Ефекта не Пелтие (обратен на ефекта на Зеебек) е явление при което в верига от последователно споени проводници от различни метали, протича ел.ток от външен източник. Някои спойки се затоплят а други се охлаждат/тази промяна в температурата на спойките от влиание на протичащия през тях ток се нарича ефект на Пелтие. Дали една спойка ще се охлажда или затопля зависи от вида на металите и посоката на ел.ток. ако посоката на тока се смени, споиките, което са затоплени ще се охлаждат и обратно.

13.Механизъм на ефекта на Пелтие: носителите на електричеството в двата споени проводника имат нееднакви механични енергии. Ако заряди с по-високи енергии навлизат в проводника с по-ниски енергии, те отдават излишната им механична енергия на решетката на проводника и неговата температура в зоната на контакта се повишава. И обратното настепва когато навлизат нискоенергетични заряди.


14.Проводимост и съпротивление. Протичащ през проводника ток I е пропорционален на приложеното напрежение U (закон на Ом) I = G · UG – провоgимост на провоgника

; R – съпротивление на провоgника (еgиница Ом).

15.Специфична проводимост – проводимоста на проводник със сечение 1m2 и дължина 1m.

16.Полярна (диполна) молекула е с пространствено разделени “+“ и “-“ заряди. Пример: вода, неорганични соли, киселини и др.

17.Електролитна дисоциация. Когато веществото с диполни молекули се разтвори в полярен разтворител, двата вида полярни молекули се разполагат така че да бъдат орйентирани една спремо друга с противоположните си полюси. Молекулите на раствореното вещество се оказват в електричното поле на диполните молекули на разтворителя. Това отслабва връзката между противоположно заредените участъци на молекулите и може да доведе до распадането и на йони. Този процес на разпадане на неутралните молекули на йони се нарича електролитна дисоциация.

18.Солватация - обвиване на получените йони при електролитна дисоциация с молекули на полярния разтворител (солватна обвивка)

Хиgратация – обвиване на йоните с водни молекули (разтворителя е вода, хидратна обвивка)

19.Степен на електролитна дисоциация α наричаме отношението между концентрацията на дисоцииралите милекули n към концентрацията на всичките

разтворени молекули с.

20.Фактори от които зависи степента на дисоциация: Диполния момент на молекулита на разтворемите вещество Концентрацията на разтворемото вещество Температурата( с увеличаването й gесоциацията нараства)

21.Електролити – вещества с йонна проводимост (носители на ел.ток са “+“ и “-“ йоните). Токът в електролита се състои от два насрещни потока йонни.

22.Подвижност на зарядите. U – скороста им в поле с интензитет единица.

23.Големина на проводимоста прии електролити. Ако върху даден електролит е приложено външно електрично поле E и протича ток с плътност “ “, то според закона на Ом: , кадето γ е специфичната електропроводимост на електролита. В случая плътноста на тока се дължи на плътноста на тока, обословен от


насоченото движени на “+“ зарядите и “-“ зарядите.

Специфичната електропроводимост γ зависи от: Концентрацията Температурата – при увеличаването им проводимоста нараства Вида на електролита

24.Носителите на електричния ток в електролитите се движат във взаимно противоположни посоки, образуват се два насрещни йонни потока. Достигнали съответните електроди, йоните се неутрализират и се отлагат върху електродите. Този процес на отделяне не вещества върху електродите се нарича електролиза.

25.Закон на Фарадей . m – масата на отделеното вещество върху

електродита, M – моларна маса на веществото, F – константа на Фарадей, Q – протекъл електричен заряд, Z – валентност на йонита.

26.Отделяните при електролиза вещества обикновено променят химичния състав на електродите, върху което се отделят, при което възниква поляризационна електродвижеща сила, насочена обратно на външно електрично поле. Това явление се нарича поляризация не електродите. Поляризациата на електродите е нежелана при работа с биологични системи – препятства регистрирането на слабите бионапрежениа.

27.Неполяризуеми електроди са тези при който поляризационното им напрежение е много малко. Това са електроди:

с много голяма ефективна повърхност – черна платина комбинация метал – сол на метал каломелов електроg

28.Устройство на каломелов електрод:Отвор за gобавяне на разтвор; Платинен тел; Наситен разтвор KCl; Каломелова паста Hg2Cl2 ; Течен живаг; Пореста преграgа; Кристалчета KCl

29.В стъклен съд върху живак се поставя слой от живачен хлорид Hg2Cl2, а над него разтвор от KCl. Когато такъв електрод се използва като катод, от електролита върху него се отделят калиеви йонни, които реагират с хлора от каломела и образуват KCl, а освободениат живак пада на дъното на съда. Ако се употребява като анод, върху него се неутрализират главно хлорни йони, които реагират с живака и образуват живачен флорид (каломел).

Състав: KCl, Hg, Hg2Cl2

Вклучване като анод 2Cl + 2Hg = Hg2Cl2

Вклучвание като катод 2K+Hg2 Cl2 = 2KCl + 2Hg


30.Биологичните тъкани са изградени от белтъчни липиди и течни електролити. Белтъците и липидите имат незначителна проводимост, а електролитите висока проводимост, която се дължи на йонте на: Nа, K, Cl, Mg, P. Ету защо най-голяма е електропроводимост на гърбначно-мозочната тъкам и кръвната плазма, а най-малка – сухата кожа и костите.

31.При поставяне на електроди върху повърхноста на тялото: Съпротивлението на тялото зависи от съпротивлението на кожата В тялото, тока протича по кръвоносните и лимфните пътища През кожата тока минава през порите на пъпните жлези.

32.Реография – метод за изследване кръвонапълването на органи чрез измерване на проводимоста.

33.Чистите газове са изградени от електрически неутрални атоми и молекули. Газовите не съдържат свободни носители на електричния ток и затова са диелектрици. За да стане възможно протичането на ток през газове, нопходимо е газа да се йонизира.

34.Йонизационнен потенциал – енергията неопходима за отделяне на единица заряд от атома.

35.Ударна йонизавия – йоните се движат бръзо и при удар с неутрален атом, последните се йонизират. Удар на йонизация възниква ако напрежението, която ускорява йонит, превишава определена критична стойност.

36.Носители на електричеството в газовете възникват под действието на различни йонизиращи фактори: висока температура, ултаравиолетова светлина, облъчване с йонизиращи частици, рентгенова радиация. Йони могат да се образуват и при наличие на течности с полярни молекули например: водни капки във въздуха.

37.Омова област – AB, област на насищане BC, област на лавинен разряд CD.А-В-С – несамостоятелен разряд. С-D – самостоятелен разряд – ток без външен

йонизационнен фактор.

38.С увеличаване на напрежението пропорционално нараства броят на йоните, които достигат до електродите за единица врема – омова област.

39.Област на насищане – всички йони, създадени от йонизиращия фактор за единица време, успяват да достигнат до електродите и увеличаването на напреженирто не може да доведе в нарастването на интензитета на йоните.

40.Област на лавинен разряд – поради задействане на механизма на ударнаат йонизация, броят на йоните сезданани в газа за единица време силно нараства. Съответно нараства големината на интензитета на тока и разрядът се самоподдържа.


41.Аеро йони – йони във въздуха. Възможно е групиране на неутрални газови частици с йони. Видове аеро йони:

Леки – единични йони Средни – газов йон и няколку молекули Тежки – газов йон и голям брой частици Ултра тещки – съставени са от водни капчици или прахови частици на

повърхноста на коити има адсорбирани йонизирани газово молекули.

42.Всеки от видовите аеройони може да бъде носител както на положителни, тъка и на отрицателни заряди. С тонизиращо действие върху човека и животнита са само леките отрицателни аеройони. Останелите видове йони са вредни. Тежките аеройони замърсяват атмосферата.

43.Аеройонотерапия – лечебна процедура за дишане на въздух с повишена концентрация на леки отрицателни йони. Видове:

Естествена аеройонотерапия – разчита се на повишената концентрация на леки отрицателни йони в планинските куроти с гори и бързо течащи реки.

Изкуствена аеройонотерапия: електростатичен душ, дълбока аеройонотерапия.

44.При електростатичния душ пациентет е стъпил на метален анод а над главата му е катодата. Между катода и анода е проложена напрежение около U=50-60kV. Под действието на електричното поле, около катода се получава леки йони от двата знака. Леките “-“ отрицателни йони се насочват към анода и пациентът ги вдишва. При този метод леките отрицателни йони не могат да проникват в дълбочина на дихателните пътища.

45.Дълбока аеройонотерапия – този метод е разработен на базата на електростатичния душ. Пациентът стъпва върху анода, а лежи върху дополнителен електрод, чиито потенциал може да се промени синхронно с дишането на пациента. Този метод осигурява проникване на леките отрицателни йони до алвеолите.

11.1. Магнитното поле е силово поле, което се създава от движещти се електрични

товари, и действа само върху движещи се електрични товари. Магнитното поле е неделима съставка на ел.ток, доколкото той представлява движение на ел.заряд.

2. Магнитното поле се характеризира с величината магнитна индукция B, която съответства на величината интензитет на ел.поле. измерва се в единица тесла Т.

3. Графично магнитното поле се изобрзява със силови лини, допирателни във всяка своя точка на вектора на магнитната индукция. Гъстотата на линиите е пропорционалан на модула на вектора. За разлика от силовите линии на ел.поле, магнитните силови лини са винаги затворени криви. Таково поле са наричат вихрово.


4. Закон на Био-Савар .

μ0 – магнитна проницаемост на вакуумI – големина на токаdL – дължина на проводникаr – разстояние от токовия елемент до някаква определена точка

5. На всеки движещ с заря в магнитното поле действа сила F, наречена лоренцова сила, зависеща от скороста на заряда V, големината му q, и индукцията на полето B. F=q·V·B·sinφ кадето φ е ъгълът между вектора на скороста и вектора на магнитната индукция.

6. Посоката му се определя от правилото на десния винт. На север.

7. Частица с заряд q, навлиза в поле с индукция B, с скорост V. Силата на Лоренц действа като центростремителна сила. Частицата ще се движи по кръгова траектория.

8. Около всеки проводбник, по който тече ток се създава магнитно поле. На движащите се заряди в друг проводник действа сила на Лоренц следователно проводниците по които тече ток си взаимодействат.

9. Между два проводника, по който тече ток, действат сили на взаимодействие (лоренцови сили). Ако в два успоредни проводника текат токове в една и съща посока, те се привличат. Ако посоките са обратни, те се сблъскват. Силата на взаимодействие между два токови елемента с дължина dL1 и dL2, по които текат токово съответни I1 и I2 и който се намират на разстояние r един от друг, се

определя от закона на Ампер. .

10.Магнитен момент на токов контур по който тече ток е вектор, перпендикулярен на равнината на контура. Посоката му се определя по правилото на десния винт.

11.Ако контурът се помести във външно магнитно поле, то ще взаимодейства със зарядите на контура и ще се получат двойка сили, стрмящи се да завъртят контура в равнина, перпендикулярна на посоката на външното магнитно поле.

12.Орбитален магнитен момент на електрона – електрон със заряд e, скорост V, радиус на кръговата орбита r, притежава орбитален магнитен момент Pm0 =½еVr.

13.Магнотния момент на електрона обусловен от неговия спин се нарича спнов

магнитен момент на електрона, и се приема числено равен на .

ħ – констаната на планк, e, m – заряд и маса на електрона.


14.Магнитните свойства на вещесвата зависят от орбиталното движение и спина на електроните. Тези движения може да се разглеждат като микротокове, образуващи собствените магнитните полета на атомите и молекулите.

15. Вещества с магнитен момент на атомите (молекулите) равен на 0 се наричат диамагнитни вещества. Пример: водата, азот, CO2, много от органичните съединения и други.

16.Вещъествата, с магнитен момент на атомоите (молекулите) различен от 0 се нарича парамагнетици. Примери: алуминият, течният кислород, някои свободни радикали и др.

17.Ако на атома действа външно постоянно магнитно поле, то под действието му, електроните орбити променят своето положение и извършват т.н. процесионно движение. Това допълнително двиежение създава допълнителен магнитен момент, което е насочено обратно на външното поле. Сумираното дъполнително поле на всички атоми в дадено тяло абразува сопствено магнитно поле, което е насочено обратно на външното и го отслабва. Този ефект се нарича диамагнитен ефект и е присъщ както на диамагнитните, така и на парамагнитните вещества.

18.Появява се диамагнитния ефект. Магнитното поле в тялото е по слабо от външното. Диамагнитните тела приближени към магнит се отблъскват.

19.Парамагнитен ефект. В магнитно поле, магнитните моменти на атомите (молекулите) на парамагнитните вещества се преориентират по посоката на външното поле. В тялото възниква сопствено магнитно поле, еднопосочно с външното. Ефектът е характерен само за парамагнитните вещества.

20.При парамагнитните вещества под действието на външно магнитно поле става при ориентация на собствените магнитни моменти на атомите и молекулите по посока на външното поле. Така парамагнитните вещества получават собствено магнитно поле усилващо външното.

21.Феромагнитни вещества са парамагнитни вещества, които са изградени от области (домени), в които магнитните моменти на атомите имат еднаква ориентация. Пример: желязо, никел, кобалт и др.

22.Феромагнитен ефект. Под действието на външното магнитно поле, домените на феромагнитните вещества се преориенторат по посока на полето. Собственото магнитно поле надвишава многократно външното. Феромагнитен ефект – голямо усилване на магнитното поле във феромагнитното вещества. След спиране на външното поле собственото магнитно поле не изчезва.

23.При нагряване на феромагнетиците може да се разруши структурата на домените. Съществува температура, наречена точка на Кюри, при която те се превърщат в обикновени парамагнитни вещества. Тя е различна за всяко феромагнитно вещество.


24.Феромагнитните вещества се използват когато трябва да се създават силни магнитни полета. В очните клиники феромагнетиците се се използват са отстраняване на феромагните парчета попаднали в очите.

25.Хистерезисна крива – зависимоста на собственото магнитно поле на феромагнетиците от външното поле. Собственото магнитно поле се променя по различен начин в зависимост от това дали външното поле нараства или намалява.

26.Повечето биологични тъкани са диамагнитни вещества. В организма има и парамагнитни атоми, молекули, йони, радикали. Спорно е наличието на феромагнетици в организма на човека.

27.Биопотенциалите създават слаби токове, а те слаби магнитни полета. Магнитокардиография – регистрация на изменението на магнитното поле на сърцето с времето. Той е безконтактен метод за иследване на сърцето.

28.Под влиание на постоянни магнити полета в живите обекти могат да възникват три основни вида физични ефекти: Магнито-хидро-динамично забавяне на циркулацията на кръвта и други течнсти. Еластични вибрации на нервни и мускулни влакна при разпространение в тях на електрични импулси. Ориентационни и конформационни промени на биологично активните макромолекули в разтворите.

12.1. Видове токове: постоянни и променливи. Постоянен ток се нарича токът, който не

се променя в времето по посока и големина. Променлив ток се нарича всеки ток, който се променя във времето по посока и големина. Ако променливият ток се променя по периодичен закон във времето, се нарича периодичен променлив ток. Периодичен променлив ток, кийто се променя само по големина, но не и по посока се нарича пулсиращ. Хармонично променлив ток се нарича този, при което силата и напрежението се променят по синусов закон.

2. Квазистационарен ток е периодичен променлив ток, чиято големина, в даден момент е еднаква в цялата верига.

3. При хармоничния ток, напреженито U, се променя с времето ;ω = 2π/T=2πν. ν=1/T

U – момент на стойностUm – максимална или амплитудна стойностω – ъгълова честотаν – честотаТ - период


4. За характеризиране на променливия ток се използват понятията ефективна стойност на напрежението и силата (големината) на променливия ток. Под ефективна стойност на напрежението и големината на променливия ток се разбират напрежението и силата на такъв постоянен електричен ток, който при протичане през дадена електрическа верига за време значително по-голямо от периода Т на променливия ток, отделя същата топлинна енергия каквато отделя променливия

ток за същото време. ; ;

5. Мощноста на променловия ток се дфинира като: P = Ueff Ieff · cosφ. От израза се вижда че максимална стойност на мошноста се получава при cosφ=1 т.е. за електрични вериги в който токът и напрежението са във фаза. Максималната мощност се нарича номинална. Мощноста се измерва във ватове W а номиналната във волтампер VA.

6. Под активно съпротивлени се разбира съпротивлението в което загубата на ел.енргия е необратима. При протичане на променлив ток през верига, имаща само активно съротивление, няма фазово отмесване между силата на тока и напрежението. Максималната стойност на напрежението може да бъде изразена чрез максималната сила на тока и големината на активното съпротивление:

, където R – е големината на активното съпротивление и е константна величина.

7. При протичане на променлив ток през верига която има само капацитивно съпротивление (само кондензатор с капацитет С), също възниква фазово отместване между силата на тока и напрежението. Изменениата на силата на тока

предхождат изменениата на напрежениата. Фазовото отмесване в случая е .

Максималната стойност на напрежението може да бъде изразено чрез максималната сила на тока и големината на съпротивлението: , кадето X

– капацитивно съпротивление. .

.

8. При протичане на променлив ток през индуктивност в неа се самоиндуцира електродвижещо напрежение, което има такава посока че се противопоставя на това което го е съсдал. По тази причина силата на тока закъснява по отношение на

напрежението. Фазовото отмесване е: .

Максималната стойност на напрежението може да бъде изразена чрез максимална сила на тока и големината на съпротивлението. , където - индуктивно съпротивление.

9. Реактивни съпротивления – капацитивно и индуктивно съпротивления. Реактивните съпротивления зависят от честота на променливия ток.


10.Импеданс (пълното съпротивление) Z – това е коефициент на пропорциалност между амплитудите на напрежението и интензитета на тока, протичащ през верига,

съдържаща и трите вида съпротивление.

11.Ако във верига няма фазово отмесване межу тока и напрежението, казваме че е настъпил електричен резонанс. При електричен резонанс реактивното

съпротивление е равно на нула и мощноста е максимална. . 0 - резонансна

честота.

12.Импеданс на веригата : . Фазова разлика между I и U. .

Резонанс във веригата има когато φ=0, тогава Z=R, XL = XC .

13.Резонансна честота .

14.Импеданс на тъканите . Тъканите течности се характеризират с активно съпротивление. Мембраните притежават капацитивно съпротивление. Тъканите не претежават индуктивност. Имедансът на тъканите е с капацитивен характер.

15.Чрез честотната зависимост на импеданса на тъканите се отценява жизнеспособноста на тъканите.

16.Реография – диагностичен метод за регистрация на промяната на импеданса на тъканите. Чрез нея се получава информация за кръвонапълването на органите. При кръвонапълването на органите, импедансът им намалява защтото импедансът на кръвта е най-малък.

13.1. За ефективно използване на апаратурата лекарът трябва:

Да знае правилно да избере типа на апаратурата за да постигна съответната цел. Да използва апарата според предназначението му Да усигури необходимите условия за експолатация Да пази правилита за безопасност

2. Лекарят е длъжен пръв та обърне внимание на необичайната информация получена от апарата, да уточи неиния характер и при необходимост да извика специалист за отстраняване причините за тези нарушения. Целта е на време да се откиват неизправностите в апаратурата и да се избегнат евентуалните грешки.


3. Достатъчно е да се знае физичния принцип на работа на апаратурата, работните процеси протичащи в тях, признаците на евентуални неизправности и характеристиките на апарат.

4. Класификация: Диагностични устройства – за получаване, предаване и регистрация на медико-биологична информация. Пример: електрографи, реографи и др. Терапефтични устройства и устройства за стимулация – обезпечават дозирано въздеиствие върху организма на различни фактори с цел лечение. Пример: кардиостимулатори, физиотерапефтични апарати и др.

5. Електрическите взаимодействиа имат решващо занчение за нормалните функции на организма. Дишането, сърдечните контракции, съкращениата на скелетните мускули и други се контролират с помоща на електрични сигнали. Поради тази причина, ако токове от външи източници преминават през жизнено важни органи, могат да доведат до блокиране на тяхната дейност и даже до смърт. Особено чувсвителни са: мозъкът, гръдната мускулатура и нервните клетки. При по голям интензитет на тока може да се предизвиква и изгаряне на тъканите.

6. Преминаването на електричния ток през сърцето предизвиква: Нарушаване работата на миофибрилите

Води до фибрилация на камерите. Фибрилацията е трайно състояние и изисква спешни мерки.ако не се взимат сърцето вече не е в състояние да взъзстанови нормалната си работа и настъпва смърт.

7. Въздействието на ел.ток върху организма зависи от плътноста и честотата му. Ток с честота 50-60Hz, преминаващ между две крайни точки на тялото се счита за безопасен, ако големината му е до 20mA.

8. Токът, който протича през човешкото тяло зависи от неговото съпротивление и от напрежението му.

9. Допустим ток е със сила няколко ампера. Капацитивната компонента на импеданса на тъканите при честоти над 100kHz става определящ. Токът се отмества по фаза спрямо напрежението.

10.Допирът до части, намиращи се под напрежение, трябва да е невъзможен. Частите под напрежение се изолират една от друга и от корпуса на апарата. Тази изолация се нарича основна или работна. Самата констртукция на остройството непозволява достъп до тоководещи части.

11.Други мерки за електробезопасност: заземяване и зануляване.

12.Ако поради повреда или лош монтаж фазовото напрежение попадне на метална кутия на електроуред, контактът с него може да доведе до протичане на ток през нея а от там и през човешкото тяло. Това може да се избягва чрез заземяване на металните корпуси не електрическите уреди.


13.Защтитно зануляване – заземява се нулевия проводник и не се прокарва отделен заземителен проводник. Корпусът на апарата се свързва чрез трети проводник с нулевиа. Появата на напрежението върху корпуса води до късо съединение, изгоряние на предпазителя.

14.Основни правила за безопасност: Не бива да се пипат приборите едновремено с две раце Да не се работи на влажен под Да не се пипат едновремено корпусите на два електроуреда

15.Надеждност – способноста на даден уред да не се поврежда при работа в дадени условия и да съхранява работоспособноста си в течение на даден интервал.

16.Вероятност на безотказна работа.

n – броят на изправните прибори след време на работа.N – общ брой изпитани прибори.

17. Интензивност на повредите – λ - брой повреди за време

N – общ брой изпитани прибори

18.Зависимост на λ от времето. I фаза – начален период (повреди поради производствени дефекти) II фаза – нормална експлоатация (повреди поради външни причини) III фаза – стареене (повреди поради стареене на уреда)

При постоянна интензивност на повредите λ, вероятноста за безотказна работа P(t)

намалява експоненциално с времето. 19.Между вероятност за безотказна работа и интензивноста на повредите, съществува

определена връзка. При постоянна интензивност на повредите λ, вероятноста за безотказна работа P(t) намалява експоненциално с времето. .

14.1. Схема2. Електродите са проводници със специална форма, съединяващи измерителната

верига в биологичната система. Понякога електродите се исползват не само за снемане на електрични сигнали, но и за предаване на външно електро-магнитно въздействие. Пример: в реографията.

3. Изисквания към електродите: Бръзо да се фиксират и махат Да имат висока стабилност на електрическите параметри Да не създават смущения в сигнала Да са здрави Да не дразнят тъканите


4. Съпротивлението електод – тъкан трябва да е ниско поради загубата на полезна информация. За да се увеличи проводимоста на средата между електрода и тъканта се използва марлички, напоени с физиологичен разтвор или електропроводящи пасти. Би могло да се увеличи и площа на електрода, но това не винаги е възможна.

5. Видове елктроди: За кратковремено използване За продолжително използване За изследване на подвижни пациенти Електроди за бръза помощ

6. Датчиците са устройства, преобразуващи измерваната величина в електрически сигнал, удобен за предаване, усилване или измерване.

7. Генераторните датчици генерират електрично напрежение по въздействието на измерваната величина.

8. Параметричните датчици са уреди които променят някакъв свой електричен параметър под въздеиствието на измерваната величина.

9. Функция на преобразуване: Y=f(x). Най простията вариант е, ако зависимоста е линейна.

10.Чувствителноста е една от характеристиките на датчиците. .

11.Възможни грешки при използване на датчици: темпертурна зависимост на функцията на преобразуване възможен хистерезис въздействие на датчика върху биологичната системата и промяна на показанията инертност на датчика

12.Усилвателите на сигналите трябва да имат голям коефициент на усилване и не трябва да видоизменят получените сигнали, за да се запазва нужната медико-биологично информация.

13.Задачата на усилвателите е да усилват полезните и да потискат паразитните напрежения. Тази задача решават най-добре диференциалните усилватели. Диференциалният усилвател представлява два усилвателя, свързани помежду си. Колкото по-еднакви са двата усилватели, толкова по-добре диференциалният усилвател потиска паразитните шумови.

14.Телеметрия. Снетият и усилен сигнал е необходимо да се предаде на измерителната система. Ако последната се намира на значително разстояние от биологичната система, то предаването става по телеметричен път. Връзката между устройството за снемане и измерителната система се осъщесвява или чрез проводници или по радио (радио-телеметрия).


15.На последък интензивно се развива телемедицината при която лекарят и пациентът се намират на голямо разстояние един от друг. Телемедицинското консултиране се извършва или на живо или чрез изображения, който се записват и изпращат на консултиращия лекар.

16.Регистриращата система има функция да регистрира биопотенциалите генерирани от чоешкото тяло, които понататък се предават на усилвателя.

17.18.19.Електрография се нарича комплексът от методи за отвеждане, усилване и

записване на бионапрежения от човешкото тяло с диагностича цел. Електрографите вклучват: двойка електроди, усилвател и регистриращо устройство. Една двойка електроди заедно със усилвателя и регистриращо устройство образуват един канал на електрографа. Съществуват едноканални, дву и много канални електрографи.

20.Големината на най-слабия сигнал, който един елктрограф може да измери зависи от неговата чувствителност. Тя се измерва с напрежението на електричния сигнал, който трябва да се подаде на входа и, за да се получи максимално усилване.

15.1. Електромагнитна вълна е тази, при която трептения на векторите на електричното

и магнитното поле са винаги перпендикулярни междуси и едновремо с това перпендикуляни на посоката на разпространение на вълната.

2. Означава, че трептеното на ел.вектор е перпендикулярен на трептенето на вектора на магнитното поле. Равнините на векторите E и B са перпендикулярни на посоката на распространени на вълната.

3. Скороста на разпростарнение на електромагнитните вълни зависи от диелектричните и магнитните свойства на средата. Максималана е във вакуум.

.

4. Диапазон: радиовълни, инфрачървени лъчи, видима светлина, ултарвиолетови лъчи, рентгенови лъчи, γ лъчи.

5. Светлината представлява разпространяваща се в пространството напречна електромагнитна вълна.

6. Фотомерията е дял от оптиката, който се занимава с количествена оценка на светлините потоци.

7. Лъчистия поток се дефинира като елементарно количество енергия (dE)λ на вълните с делжина λ, която се пренася, отделя се от даден генератор, или поглъща


от веществото за безкрайно къс интервал от време λdt. Измерва се вев ватове W.

.

8. Ако детекторът или приемникът на електромагнитните вълни е чувствителен за всяка дължина, се нарича неселективен приемник (детектор). Пример: термодвойка.

9. Когато приемникът е чувствителен само в определена спектрална област, той се нарича селективен приемник (детектор). Пример: око, селенов фотоелемент.

10. Спектрална чувствителност на човешкото око е зависимоста от дължината на вълната λ на отношението на възприятията на човека за светло към падащия монохроматичен лъчист поток.

11.График

12.При слабо осветление, максимумът се измества към по-късите вълни.

13.Спектралната чувствителност на окото е евулуционно пригодена. Пръво, максимумът и съвпада приблизително с максимума в излъчването на слънцето. Второ, ако се премести горната граница към по-дълговълновото лъчение, то окото ще започне да реагира на сопственото инфрачервеното излъчване (когато човек има висока температура се появява лека червена пелена).

14.Светлините фотометрични величини отчитат спектралнатa чувствителност на окот Vλ. Най-употребявани са: светлинен поток, интензитет, осветеност, яркост.

15.Светлиният поток Φλ е равен на произведеноето на относителната чувствителност на окото Vλ и потока на електромагнитното лъчение : . Единица е лумен(Lm).

16.Интензитетът на светлинен поток е отношение между светлиния поток dΦ, излъчен

в единица пространствен ъгъл dΩ, от точков светлинен източник. .

Единица за измерване кандела (cd).

17.Осветеноост на повърхност “Е“ е светлиният поток, падащ върху единица площ.

. Единица за измерване лукс (Lx).

18.Закон на Ламберт : осветеноста Е на повърхност, намираща се на разстояние R от

точков източник, с интензитет I при ъгъл на падане α, е: .

19.Яркост на светещо тяло . Яркост L е отношението на интензитета на светлината I, която се излъчва или отразяава от малка площ S от тялото в определена посока, към


проекцията S0 на тази площ в равнина, перпендикулярна на посоката.

. Единица за яркост е нит (nt).

20.Светлинен лъч – тесен сноп светлина, разпространяващ се праволинейно в една среда и една и съща посока.

21.Основни закони на геометричната оптика : Закон за независимост на лъчите – при пресичане лъчите не си влияят, а се разпространяват незазисимо. Закон за най-малкото време – при разпространението си светлината избира път, който се изминава за най-малко време

22.Абсолюутен показател на пречупване n на средата е отношението на скороста на

светлината във вакуум “с“ към скороста и V

Една среда е оптически по-плътна от друга, ако n е по-голям.

23.Отражение на светлината – е процес, който се състои в това, че при падане на светлинен поток върху границата на две среди, там възниква нов светлинен поток, който се разпространява отново в пръвата.

24.Пречупване на светлината – е процес, при което светлиния поток минава от едната позрачна среда в друга, при което се променя посоката на разпространение.

25.Коефициент на отражение – отношение между отразения и падащия светлинен

поток. . Фактори от които зависи:

Показателя на пречупване на средата - n Ъгъла на падане - а Дължина на светлиннат вълна - λ

26.Видове отражение : Огледало – от глатка повърхност Дифузно – от матова повърхност Албедо – коефициент на дифузно отражение

27.Закони за отражение на светлината :I. падащият лъч, отразеният лъч и перпендикулярът към граничната повърхност в точката на падане, лежат в една равнина.II. Ъгълът на отражение е равен на ъгъла на падане a'=a

28.Закон на Снелиус за пречупване на светлината :

29.Пречупване към оптично по-малко плътна среда: Ъгълът на пречупване е по-голям от ъгъла на падане


Същъствува ъгъл на падане – граничен ъгъл a0, при което ъгъла на пречупване е 90° т.е. пречупеният лъч лежи на граничната повърхност между двете среди.

30.Ако светлината преминава от оптично по-плътна в оптично по-рядка среда, то ъгълът на падане ще бъде по-малък от ъгъла на пречупване. Тогава съществува ъгъл на падане a0 при което ъгъла на пречупване е 90° т.е. пречупеният лъч лежи на граничната повърхност между двете среди. Ако увеличим още ъгъла на падане няма да има причупен лъч, а светлината из цяло ще се отрази от втората среда. Това явление, при което светлината напълно се отразява на граничната повърхност на оптично по-рядка среда се нарича пълно вътрешно отражение. Ъгълът a0 , при който настъпва явлението, се нарича граничен ъгъл. Той зависи от относителния показател на пречупване на втората среда спрямо пръвата sina0=n21 .

31.Оптичното влакно представлява два тънки концентрични слоя от прозрачен материал, като вътрешният е оптично по-плътен. С помоща на оптични влакан, светлината може да се пренася неправолинейно.

32.Ендоскопите са съставени от два гъвкави световода. Первиот от тях се използва за осветяване на съответната кухина или орган, в който е вкарван единият край на ендоскопа. За тази цел, външният край на този световот се осветява от потходящ светлинен източник. Вторият световот служи за наблюдаване на тъканите, пряко или с помоща на камера и монитор. Двата световода са поставени в обща обвивка. Световод – сноп от голям брой оптични влакна. В ендоскопите броят на влакната определя качеството на образа.

33.В стъблото на ендоскопа има допълнителни отвори: за вкарване на въздух (подобрява се видимоста), за въвеждане на инструменти и други. Видове: гастроскоп, бронхоскоп, торакоскоп, лапароскоп, ректоскоп и други.

34.Разделителна способност. Твърдите ендоскопи имат по-добра разделителна способност от гъвкавите. Разделителната способност зависи от дебелината на светлинното влакно и концентрацията на влакната на единица площ. Възможно е да се направят световоди с по-голяма концентрация на влакната, но тогава те загубват гъвкавоста си.

16.1. Оптично еднородна прозрачна среда, с показател на пречупване различен от

околната среда, ограничена с две повърхности, от който поне едната не е равнина, се нарича леща.

2. Тънки лещи – дебелината им е много по-малка от радиуса на кривината на повърхностите. Дебели лещи – дебелината им отговаря на радиуса на кривината на повърхностите.

3. Видове лещи. Според типа на повърхностите: Сферични лещи – оградени от сферични повърхности


Цилиндрични лещи – оградени от цилиндрични повърхности.Видове лещи спорет кривината на повърхностите:

Двойно-изпъкнали Плоско-изпъкнали Двойно-вдлъбнати Плоско-вдлъбнати Изпъкнало-вдлъбнати

4. Събирателни лещи – увеличават сходимоста (намаляват разходимоста) на падащия светлинен сноп.Разсейвателни лещи – увеличават разходимоста (намаляват сходимоста) на падащия светлинен сноп.

5. Главна оптична ос е правата, която съединява центровете на сферичните повърхности на лещата. Главна равнина е равнина в лещата, в която се пресичат падащите успоредно на

оптичната ос лъчи и продълженията на пречупените лъчи. Главната равнина е перпендикулярна на главната оптична ос.

6. Оптичен център се нарича пресечната точка на главната оптична ос с главната равнина. Това е точка от лещата. Лъчите, който минава през нея не се пречупват.Фокусът е точка от главната оптична ос в която се пресичат пречупените лъчи (или

техните продължения).

7. Фокусно разстояние f е разстоянието от оптичния център до фокуса. Фокална равнина е равнината, която е успоредно на главната равнина и минава

през фокуса.

8. Оптична сила. Величината се нарича оптична сила на леща. Единица за

измерване е диоптър.

9. Оптичната сила на лещта зависи от: Радиусите на кривината на повърхностите Показателите на пречупване на лещите и средата

Знакът показва вида на лещата: “+“ за събиратерни лещи “-“ за разсейвателни лещи

10.

а – разстояние от предмета до главната равнина b – разстоянието, на която се получава образът f – фокусни разстояние

11.Опщата оптична сила k на система от тънки лещи, близко расположени е алгебрична сума от оптичните сили на всяка леща: k = k1 + k2 + k3...


12.Сечението на цилиндричната леща със сагиталната равнина представлява сечение на сферична леща. От това следва, че образът на точков източник, получен от цилиндрична леща не е точка, а е права линия.

13.Центрирана оптична система. Оптичната систена е съставане от повече от една оптична леща. Ако тези лещи са сферични, и центровете на тези сферични повърхности лежат на една права, оптичната система е центрирана. Пример: оптичният микроскоп, човешкото око.

14.Геометрично подобие може да се получи ако: Точка се изобразяват като точка Точки, лежащи в равнина, перпендикулярна, да се изобразяват в точки отново

лежащи в равнина, перпендикулярна на оста

15.Условия за геометрично подобие: Образът да се формира от тесен сноп лъчи. Лъчите да сключват малки ъгъли с главната оптична ос. Показателят на пречупване на лещата да е еднакъв за всички дължини на вълните.

16.Получаваните от реалните оптични системи образи са изкривено копие на обекта. Тези изкривявания на образите се получават когато не се изпълняват условията за идеалност при реалните оптични системи и се наричат аберации или надостатъци на лещите. Сферичната аберация се изразява в това, че при използването на широки снопове,

периферните части на лещата пречупват лъчите по-силно, отколкото е пречупването на централните лъчи. В резултат образат на точката е кръгло петно.

17.Сферичната аберация може да се избягва чрез използването на бленди, осигуряващо пропускането само на централни лъчи. Коригирането може да се извършва и чрез система от вдлъбната и изпъкнала леща.

18.Хроматична аберация се дължи на дисперсията на показателя на пречупване на материяла от което са направени лещите. На екрана се получава цветно петно, т.е. не се изпълнява условието в получаване на точков образ от точка. Хроматичната аберация се коригира чрез система от лещи с различна дисперсия. Такава система се нарича ахроматична.

19.Дисторзията означава, че напречното увеличение за обекти на различно разстояние от оптичната ос е различна. В резултат, образът се изкривява. Коригира се чрез система от лещи.

20.При изкривяване равнината на образа, точките който лежат в равнина, перпендику-лярна на оптичната ос, при образяването си, вече не лежат в същата равнина. Коригирането става също чрез система от лещи.


21.Астигматизъм получава се при успореден сноп, който пада косо върху лещата. Този дефект на лещата се състои в това че след преминаване през лещата, лъчите не се събират в една точка, а образуват две линии, разположени на различни разстояния от лещата. Тези линии са перпендикулярни една спрямо друга и перпендикулярни на оптичната ос. Коригирането става също чрез система от лещи.

22.Човешкото око представлява система от пречупващи среди с чиято помош на задната стена на окото се получава обърнат образ на обектите. Стените на очната ябълка се състоят от три обвивки:

Външна обвивка – склера, в предната част на око се превърща в прозрачна изпъкнала рогова обвивка – роговица. Вътрешната повърхност на средната обвивка – хороидеа. В предната част на окото тази обвивка е оцветена и се нарича ирис, в центъра на който се намира кръгъл отвор – зеница. Непостретсвено зад зеницата от вътрешната страна на окото се намира кристалинът (очна леща) – прозрачно тяло, подобно на двойно изпъкнала леща. Цялата вътрешна част на окото от лещата до задната стена е заета от прозрачна желеобразна маса, наречена стъкловидно тяло. На задната стена на окото се намира ретината, кадето са разположени светочувствителни клетки.

23.На задната стена на окото се наиора ретината, кадето са разположени светичувствителните клетки. Това е рецепторният апарат на окото. Те имат различна форма. Тези с продълговата форма се наричат пърчици, а тези с конусовидна форма колбички. Колбичките са разположени главно в центъра й, а по края на ретината има само пърчици.

24.Системата за регулиране на потока светлина включва клепачите, който отварят пътя на светлината към окото. Зеницата променя диаметъра си и регулира лъчистия поток на светлината. При намаляване на околната осветеност процесът се наричат адаптация на тъмно.

25.Адаптация – при способяване за гледане на тъмно. Протича много бавно, за околу 45мин.

26.Оптичната система на окото е съставена от четри пречупващи среди: роговица, камерна течност, леща и стъкловидно тяло. Окото е центрирана оптична система с оптична ос определена от оптичните центрове на роговицата и лещата. Пречупващите среди граничат отпред с въздуха. Най-голяма е разликата между показателите на пречупване на въздуха и роговицата. Затова тя има най-голяма пречупваща способност – около 43D. Оптичната сила на цялото око варира от 60-74D.

27.Зрителна ос – правата, съединяваща оптичния център на кристалина с жълтото тяло. Несъвпада с оптичната ос на окото. Определя направлението в което окото има най-голяма разделителна способност.

28.Образите върху ретината са: умалени, действителни и обърнати.


29.Акомодация – увеличаване на оптичната сила на кристалина за наблюдаване на блиски предмети.

30.Разстояние на най-ясното виждане – минималното разстояние до наблюдавания предмет, при които акомодацията се извършва без напрежение на зрителния апарат. Това разстояние е сторого индивидуално. Увеличава се с възраста – еластичноста на лещата намалява. За нормално се приема 25cm.

31.Чувствителноста на окото на бяла светлина се нарича обща светочувдтвителност. Мярка за общтата светочувдтвителност е абсолютният праг на виждане. Светпчувствителноста на пръчиците е заначително по-голяма от тази на колбичките. Светочувствителноста за колбичките и пръчисците са близки по големина само в червения край на спектъра на видимата светлина.

32.Чувствителноста на окото към цветовете се нарича спектрална чувствителност, и тя обуславя цветното зрение. Тя се дължи на колбичките, който реагират на честотата на светлинната вълна. Съгласно теорията за цветното зрение в ретината има три вида колбички, който имата избирателна светочувствителност към един от трите основни цвята – червен, зелен, синю-виолетов.

33.Ъгъл на зрение – ъгълът между крайните лъчи от наблюдаваните предмети, пресичащи се в оптичният център на очната леща. Ъгълът на зрение определя големината на образа в ретината.

34.Граница на разделяне – най-малкият ъгъл на зрение, при който две точки се виждат разделени. Две точки се възприемат отделно, ако се проектират в два рецептора, границата на разделяне е 1´(една минута) – отговаря за разстояние между точките 0,15-0,30mm за предмети на разстояние 25cm.

35.Инертност на зрителното възприятие – задържане на зрителното възприятие след попадането на светлината в окото – околу 0,1s. Киното и телевизията използват тази особеност.

36.Сферичната аберция се ограничава от зеницата, която пропуска тесен сноп светлина, разпространяващта се предимно по оста на окото. Този недостатък става забележим само при слаба осветеност.

37.Хроматичната аберация на окото става незабележима, защото ретината има голяма светочувствителност за жълто-зелената светлина и много малко за останалите цветове.

38.Дисторзията на окто е доста голяма, но не се забелязва, тъйкато важи само за периферното зрение и мозъкът свиква и автоматично коригира недостатъка.

39.Ако не може да се достигне долната граница на пречупващата сила на окото, човек не може да фокусира предмети, който се намират далече от окото. Този недостатък


се нарича миопия и се коригира с разсейвателна леща. При миопия предметите се проектират пред, а не върху ретината.

40.Ако не може да се достигне горната граница на оптичната сила на окото, човек страда от хиперметропия. При хиперметропията образите на предметите се проектират зад, а не върху ретината. Недостатъкът се коригира със събирателна леща.

41.Ако роговицата на окото няма правилна сферична форма, получава се астигматизъм. Образите върху ретината не са геометрично подобни на обектите. Коригира се с цилиндрични лещи.

42.Миопиата се коригира с разсейвателна леща, хиперметропията със събирателна леща, астигматизма с цилиндрична леща.

43.Апарати за диагностика на окото: Офталмоскоп – апарат за визуално изследване на окото Ретиноскоп – измерване оптичната сила на окото Кератометър – за измерване кривината на роговицата Тонометър – за измерване на вътереочното налягане Електроретинограф – за пасивна електодиагностика

44.Лупата предатавлява оптична система, която служи за увеличаване на зрителния ъгъл, под който се наблюдават предметите. Обектът се разполага в предната фокална равнина. Образът върху ретината е увеличен.

45.Ъгълово увеличение на лупа W – отношението на ъгъла на зрение b´, под който се вижда образът през лупата, към ъгълът на зрение b, ако предметът е на

разстоянието на най-ясното вижне. a0=25cm.

17.1. При разглеждане на много малки прдмети са необходими значителни увеличения,

които на могат да бъдат постигнати с помоща на лупа. За целта е необходим по-сложен прибор, какъвто е оптичният микроскоп. Оптичният микроскоп е прибор с помоща на който се увеличава зрителният ъгъл, под който се наблюдават обектите. Оптичният микроскоп има три ситеми: оптична, осветителна и маханична. Оптичната ситема се съсои от обектив и окуляр.

2. Главни части на механичната система на микроскопа са: тубусът, предметната масичка и стативът. В горната част на тубуса се намира окулярът, а в долната въртящ се диск със сменяеми обективи. Тубусът може да се приближава и отдалечава от предметната масичка с помоща на два винта. По такъв начин се прави грубото и финото фокусиране на образа. На статива са прикрепени всички части на микроскопа.


3. Целта на осветителната система е да създаде сноп светлина с нужната интензивност и диаметър. Осветителната система се състои от източник на светлина (лампа) и оптични елемнети за формиране снопа светлина. Лампата е расположена във фокуса на една събирателна леща. Снопът успоредни лъчи се ограничава от първа бленда, насочва се към втора бленда и след неа към кондензатора на микроскопа – една или няколку събирателни лещи.

4. Наблюдателна система: елементи Обектив – състои се от няколку групи лещи – челната леща определя увеличението а останалите са за корекция на образа. Окуляр – състои се от няколку лещи – горната очна леща определя увеличението.

5. Обективът е най-важната част, от която в голяма степен зависят оптичните параметри и качеството на образа на микроскпа. Той е съставен от 5-7 сферични лещи, от който най-голяма пречупваща способност има челната леща, разположена най-блиско до изследвания обект. Тя дава увеличението на обектива, а останалите служат за отстраняване на оптичните недостатъци на челната леща. Образът от обектива (междинен образ) се получава между фокуса и първата леща на окуляра и е: Увеличен, обърнат, действителен.

6. Окулярът се състои най-често от две сверични лещи: горна(очна) и долна (събирателна). Основното увеличени се дава от очната леща.Обект за окуляра е междинният образ, получен от обектива. Образът на окуляра е: увеличен, прав, недействителен.

7. Особености на крайния образ, получен от микроскопа: увеличен, обърнат, недействителен.

8. Напречно увеличение на оптичната система – е отношението между напречния размер на образа към съответния напречен размер на обекта.

9. Напречното увеличение на обектива на микроскопа зависи от: Фокусното разстояние на обектива (fоб) Оптичната дължина на тубуса (L – разстоянието между задния фокус на обектива и

предния фокус на окуляра)

10.Напречното увеличение на окуляра на микроскопа зависи от: Фокусното разстояние на окуляра (fок) Разстоянието на най-ясното виждане D.

11.Напречно увеличение на целия микроскоп: .


12.Микроскопи с безкрайна оптика: Зад обектива има пространство, в която лъчите са успоредни – осигурява се

чрез допълнителна леща в тубуса. При добавяне на допълнителни оптични елементи в тубуса, образът не се

изкривява. Недостатъците на образа са по-добре коригирани

13.Граница на разделяне (δ,µm) наричаме най-малкото разстояние между две точки на предмета, при който тези точки се наблюдават като отделни.Разделителна способност на микроскопа се дефинира като реципрочна стойност на

границата на разделяне: , µm-1.

14.Разделителната способност се ограничава от дифракцията на светлината. Ако разстоянието мажду точките е малко, дисковете частично се припокриват. Ако разстоянието между центровите им стане по-малко от радиуса на диска, то образите ще се слеят.

15.Апертурен ъгълъ – половиата от ъгъла при върха на конуса, образуван от лъчи излизащи от обекта и влизащи в лещата на обектива.

16.Числена апертура (А) A=n·sinγ.n – показател на пречупване на средата между обекта и обектива.γ – половината на ъгъла при върха на конуса.

17.Разделителната способност зависи от числената апертура и дължината на вълната.

18.Имерсионни обективи – в пространството между обекта и обектива има течност, наречена имерсионна, с показател на пречупване равен на този на челната леща. В имерсионните системи се получава по-голям апертурен ъгъл и разделителната способност е по-голяма. Като имерсия се използват различни течности: вода, монобромнафталин, кедрово масло и др. Обективите се конструират да работят с точно определена имерсионна течност, и даден обектив може да работи само с тази имерсия,

19.Максимално полезно увеличение на микроскопа (ωmax). Това е увеличение при което: – объкт с напречен размер, равен на границата на разделяне на микроскопа – δМ

– изобрязяване с напречен размер равен на границата на разделяне не човешкото

око δО. .

20.Подбиране на елементите при работа с микроскоп: Обектив – трябва да е с числена апертура, осигуряваща необходимата

граница на разделяне за наблюдение на обекта Окуляр – се подбира да е с такова увеличение, че пълното увеличение на

микроскопа да съодветства на максималното полезно увеличениъ.


21.Приблизителни стойности:

Обектив А δ ωmax

За суха система 0,94 0,3 500-1000Водна имерсия 1,25 0,22 700-1400

Маслена имерсия 1,4 0,19 800-1600

22.Нблюдение с микроскоп в светло поле. При наблюдени в светло поле, в обектива влизат лъчи, минали през обекта или отразени от него. Този метод се прилага за контрастни обекти, по-големи от границата на разделяне.

23.При намблюдение в тъмно поле, лъчи от кондензатора не попадат в обектива. Наблюдават се само лъчи, разсеяни от обектите и навлезли в обектива. По този начин не се наблюдават подробностите в обектите. Прилага се за обекти, по-малки от границата на резделяне.

24.Луминесцентна микроскопия – метод за наблюдение на луминсциращи обекти, при който се използват багрила. За наблюдение необходимо е: осветение с ултравиолетови лъчи, допълнителни приспособления – кондензаторът и предметното стъкло да бъдат от кварцово стъкло, което е прозрачно за ултаравиолетовите лъчи. В кондензатора се поставят филтри, който спират видимите лъчи.

25.Многофотонна луминесцентна микроскопия – този метод позволява да се наблюдават тъкани с дълбочина до 0.5mm. Този метод изисква лазерни източници на светлина, осветяващи малък обем от обекта. Луминесцецията се възбужда едновремено от два или повече фотони инфрачервена светлина. Фотоуврежданията са малки.

26.Фазово-контрастен метод: изполозва се за наблядение на слабоконтарстни обекти. Светлината преминала през такива обекти се различава само по фаза от преминалата светлина през околната среда.

27.Наблюдение в блиско поле: за осветяване и наблюдение се използва оптично влакно, чийто връх е на разстояние от обекта по-малка от дължината на вълната. Разделителната способност зависи от диаметара на влакното и разстоянието между обекта и влакното. Може да се получи информация за ралефа на обекта.

28.Конфокална микроскопия – обектът се осветява в много малко петно с лазерна светлина и се сканира. Измерва се отразената светлина. Получава се много висока разделителна способност.

18.www.muvarna.netau.net 5

1. Интерференция на светлината – сумиране на светлинните вълни, при което се образува устойчива картина на тяхното усилване и отслабване.

2. Сумиране на вълни. За два източника с интензитет I1 и I2, фазова разлика Δφ, еднакви честоти, успоредни вектори на електрично поле, интензитетът на резултантната вълна е: .

3. Сумиране на вълни от обикновени източници. Всеки такъв източник представлява съвкупност от огромно количество излъчващи атоми. Всеки атом излъчва електромагнитна вълна в течение на 10-8s и средната стойност на cosΔφ е 0. Тогава

Следователно създаваната осветеност навсякъде е еднаква.

4. Кохерентни вълни – това са вълни с постоянна във времето фазова разлика Δφ в различни точки на пространството. За кохерентност е необходимо вълните да са с еднаква честота. Кохерентните вълни се получават чрез разцепване на светлинната вълна от един източник.

5. Сумиране на вълни, идващи от кохерентни източници. При сумиране на кохерентни вълни cosφ е различен от нула. Интензитетът на резултантната вълна варира между максимума и минимума в различни точки в пространството. Получава се интерференчна картина.

6. Условия за усилване/отслабване: Конструктивна интерференция (max) се получава, когато вълните са във

фаза:Δφ=2kπ Дестуктивна интерференция (min) се получават когато вълните са в противо

фаза : Δφ=(2k+1)π, k=1,2,3,...

7. Оптичен път – произведение от геометричния път на вълната и показателя на пречупване на средата.

8. Фазова разлика Δφ на две вълни е пропорционално на разликата δ между

оптичните им пътища. .

Условия за максимум – разликата в оптичните пътища да е четен брой

полувълни

Условие за минимум – δ да е нечетен брой полувълни

9. Приложения на интерферометрите: За измерване с голяма течност на дължината на вълната λ За измерване на показателя на пречупване n За определяне качеството на оптични повърхности

10.Холография – е метод за запис на изображеня, основан на интерференцията на светлината. Холографията позволява да се фиксира значително по-голяма информация за обекта, отчитайки както интензитета, така и фазата на вълните, разсеяни от обекта. Регистрацията на фазата е възможна, благодарение на


интерференция на вълните. Фазата позволява да се получават тримерни (обемни) изображения на обектите.

11.Холограма – към плака се насочват две кохерентни вълни: опорна, идваща от източника на светлина; и предметна, която се появява при разсейване на част от опорната вълна от предмета. Върху плаката двете вълни интерферират.

12.Дифракция на светлината – отклонение на вълните от праволинейното разпространение и заобикаляне на краищата на препядствието, расположено на пътя на распространение на вълната. Наблюдава се навлизане на вълната в областа на геометричната сянка. Геометричната сянка е пространството зад преградата, ограничена от крайните лъчи.

13.Ъгъл на дифракция – ъгълът(α), на който се отклоняват лъчите зад преградата от първоначалното си направление.

14.Ъгълът на дифракцията зависи от дължината на вълната λ и от ширината на

преградата или процепа d.

15.Дифракция от големи тела почти не се наблюдава поради занчителните им размери в сравнение с дължината на вълната.

16.Принцип на Хюйгенс: всяка точка, до коята е достигнала вълната, става център на вторични сферични вълни. Сферичните вълни от крайните точни навлизат в геометричната сянка.

17.Принцип на Френел: вторичните вълни интерферират и образуват обща вълнова повърхност.

18.Съгласно принципа на Хюйгенс, дифракцията т.е. заобикалянето на краищата на препядствието, се обяснява с распространението на вторични сферични вълни, образуващи се във всяка точка от пространството.

19.В дадените условия всичките точки в процепа, стават центрове на вторични вълни. Лъчите, се отклоняват на различни ъгли спрямо посоката на първоначалното разпространение. Лъчите, отколняващи се от всички точки на процепа под ъгъл φ, се събират с помоща на леща L в точка О на екрана, намиращи се във фокалната и равнина. В екрана се получава интерференция, зависеща от разликата в оптичните пътища на лъчите. Лъчите, който на са променили посоката си, няма да имат разлика в оптичните пътища и ще се фокусират в точка О на екрана. Там ще се получи светла ивица – централен максимум. Лъчи разпространяващи се по някакъв ъгъл φ, имат разлика в оптичния ход δ. По такъв начин в резултат на дифракцията се наблядава интерференчна картина – редуващи се максимуми и минимуми.

20.Дифракционна решетка – пластинка с голям брой успоредни процепи. Разстоянието между центровете на съседните процепи се нарича период на решетката, а реципрочната му стойност – константа на решетката. Преминалата


светлина образува интерференчна картина, подобна на тази от единичен процеп. Приложение: спектрално разлагане на светлината. Два вида решетки:отпускащи и отражателни.

21.Дифракционното изображение на кръгъл отвор при монохроматична светлина ще има форма на централно светло петно, окръжено от редуващи се светли и тъмни пръстени. При осветяване с бяла светлина, пръстените ще са спектрално оцветени.

22.Централният максимум на дифракционата картина е с ъглов радиус φ. .

D – диаметър на отвора.

23.При точки на малко ъглово разстояние, образите им се припокриват. Ъглова граница на разделяне (δ) е най-малкото ъглово разстояние, при която точките се

изобразяват разделени. Критери на Релей: . D – диаметъра на лещата.

24.Диамтърът на заницата при нормално осветление е 2mm. Ако приложим формулата за раделителната способност, ще се получи, че окото разделя два обекта ако те се намират на ъглово разстояние околу 1 ъглова минута. Следователно минималното ъглово разстояние на което окото възприема обектите пооделно е една ъглова минута. Разстоянието между светочувствителните клетки в ретината съответства на това ъглово разстояние.

25.Разсейване на светлината. Нееднородностите в дадена среда предизвикват дифракция на разпространяващата се в нея светлина. Всяка нееднородност става център на сферични вълни. В резултат на разсейването на светлината интензитетът на основната вълна намалява, а нови светлинни вълни се разпространяват в всички посоки.

26.Рентгено-структурен анализ – изследване на структурата на веществата чрез изучаване на дифракционната картина, получена при преминаване на рентгеновите лъчи през кристалните им структури. Приложение: изучаване структурата на макромолекули – колаген, хемоглобин, ДНК, миозин и други.

27.Съотношение на Булф и Брег. Нека върху кристал MN пада вълна рентгеново лъчение под ъгъл θ спрямо кристали. Вълната прониква в кристала и всеки атом става източник на вторична сферична вълна. Тези вълни са кохерентни и образуват както преминала през кристала вълна така и отразена вълна. В отразената вълна лъчите, отразени в еднаква посока от успоредни слоеве атоми, са с различни оптични пътища и интерферират помежду си, образувайки максимуми. Те се определят от: , кадето d – разстояние между атомите, k=1,2,3,4,... Това формула се нарича формула на Булф и Брег.

19.


1. Векторът на електричното поле е от съществено значение при взаимодействието на светлината с веществото и затова се нарича светлинен вектор. Равнината, определена от вектора на трептене на ел.поле и посоката на распространение на светлината се наричат равнина на поляризация.

2. Ако излъчват група атоми, свеки атом излъчва с посока на светлиният вектор, независеща от посоката на излъчването на другите атоми. Ето защо ако се разглежда излъчването на даден източник, във всеки един момент, в коя и да е точка, светлиният вектор трепти във всички направления в равнина, перпендикулярна на посоката на распространение на светлината. Амплитудата на вектора е еднаква във всички посоки на равнината, а краищата на светлинните им вектори образуват окръжност. Такава светлина се нарича естествена светлина.

3. Ако трептенето на светлинния вектор във всеки един момент, в коя да е точка по посоката на разпространение на светлината се извършва винаги в една посока, светлината се нарича поляризирана. Възможна е комбинация от естествена и линейно поляризирана светлина. В този случяй светлинният вектор трепти във всички посоки, но амплитудата му в различните посоки се променя, като краищата на вектора описват елипса в равнината, пепрендикулярна на оптичната ос.

4. Окото на човека реагира само на интензитета на светлината и нейната честота и възприема еднакво при полярзирана и неполяризирана светлина.

5. Поляризирана светлина може да се получи при отражение и пречупване от диелектрична повърхност. Ако светлинен лъч попадне на границата на две среди той търпи отражение и пречупване. Ако втората среда е диелектрик, то и отразеният и пречупеният лъч са частично поляризирани. Светлиният вектор на пречупения лъч трепти предимно в равнината на падане, а светлинният вектор на отразения лъч трепти перпендикулярно на равнината на падане.

6. Степента на поляризация на отразения лъч зависи от ъгъла на падане и показателя на пречупване на втората среда спрямо пръвата. Съществува ъгъл - ъгъл на Брюстер – ъгъл на падане при което отразеният лъч е линейно поляризиран, а степента на поляризация на пречупения лъч е максимална .

7. Ъгъл на Брюстер : . Зависи от ъгъла на падане на светлината и от показателя на пречупване на втората среда спрямо пръвата. Ако ъгълът на падане е равен на ъгъла на Брюстер, то отразеният и пречупеният лъч са перпендикулярни.

8. Електричното поле на светлината, прониквайки във веществото предизвиква принудени трептения на електроните в атомите и молекулите. Трептящите електрони стават източници на вторично излъчване.

9. Под оптична анизотропия се разбира зависимостта на оптичните свойства на средата от пространственото направление.


10.В кристалите съществува направление, в което скороста на светлината е еднаква за всички вълни, независимо от тяхната поляризация. Това направление се нарича оптична ос на кристала.

11.12.В направление на кристала, различна от оптичната ос, светлинната вълна с

произволна поляризациа се распада на две вълни (явлението се нарича двойно лъчепречупване), който се разпространяват с различни скорости и с взаимно перпендикулярни поляризации.

13.В направление на кристала, различна от оптичната ос, светлинната вълна с произволна поляризациа се распада на две вълни. Едната от вълните чийто светлинен вектор лежи в равнина, определена от посоката на разпространение и оптичната ос на кристала, се нарича необикновен лъч. За него скороста на светлината е различна в различните направления на кристала. Другата, със светлинен вектор, трептящ перпендикулярно на тази равнина, се нарича обикновен лъч. За него скороста на светлината е еднаква в всички направления на кристала.

14.Съществуват кристали, наречени дихроични, в който обикновеният лъч се поглъща и кристала напуска един лъч, линейно поляризиран (необикновеният). Такива кристали са турмалинът, херапатитът и др. Те се използват за поляризатори – за получаване на поляризирана светлина.

15.Закон на Малюс. Ако верху поляризатора пада линейно поляризирана светлина с интензитет I0 и със светлинен вектор E0 сключващ ъгъл α с равнината на пропускана на поляризатора, то интензитетът на прминалата светлина е: .

16.Ако върху поляризатор попадне естествена светлина с интензитет I0, то на изхоха на поляризатора ще се получи линейно поляризирана светлина с интензитет I0/2. Светлинният вектор ще лежи в главната равнина на кристала, тъйкато поляризатора напуска нообикновените лъчи. Ако тази светлина попадне върху втори поляризатор, сключваща ъгъл φ с главната равнина на пръвия поляризатор, то равнината и на поляризация ще се завърти също на ъгъл φ а интензивноста й ще зависи от интензивноста на падащата светлина и квадрата на косинуса на ъгъла.

17.Вещества, който завъртят равнината на поляризираната светлина, се наричат оптично активни. Пример: захарите, аминокиселините, някои антибиотици и др.

18.Веществата, които въртят равнината на поляризация по посока на часовниковата стрелка, се наричат дясно въртящи (D - тип), а веществата, който я въртят в обратна посока – ляво въртящи (L – тип). Много от оптично активните вещества съществуват и в двете разновидности. Веществата, при който и двете форми (D и L) са еднакво представени и оптичната активност е компенсирана се наричат рацемични смеси.

19.Ъгълът на въртене на равнината на поляризация зависи от дебелината на слоя на оптично активно вещество и от вида му. Ако светлината преминава през разтвор на оптично активно вещество, то ъгълът на въртене зависи и от конвентрацията му.


20.Поляриметрия – метод за определяне на концентрацията на дадено оптично активно вещество чрез определяне ъгъла на въртене на равнината на поляризацията при определена дължина на вълната. Спектрополяриметрия – метод за изследване структурата на веществото чрез

изследване на функционалната зависимост на специфичния ъгъл на въртене от дължината на вълната.

21.Поляризационната микроскопия е метод за изследване на оптично активни микроструктури. Той позволява да се откриват редица подробности в строежа и структурата на изследваните обекти, който не е възможно да се наблюдават чрез друди методи. Оптична активност проявяват повечето нишковидни структури като мускули, съединителна тъкан, нервна тъка и др.

22.Поляризационният микроскоп се отличава от обикновения микроскоп по това, че има два поляроида. Единият от тях е разположен пред кондензатора и служи за поляризатор, а другият е поставен в тубуса между обектива и окуляра и служи за анализатор.

20.1. Инфрачервените лъчи са електромагнитни лъчи с дължина на вълната в диапазона

760nm до 1mm. Те заемат широка част от спектъра на светлината, от червения край на видимата област до ултракъсите радиовълни.

2. Три области:близка, средна и далечна.

3. Източници на инфрачервена светлина са всички нагрети тела. Излъчената от тях светлина е с непрекъснат спектър. Слънцето е естествен източник. Изкуствени източници са: лампите с нагряваща се жичка. Човещкото тяло е също източник.

4. Човешкото тяло излъчва в средната ИЧ област, с максимум околу 9500nm.

5. Използват се преобразуватели на топлина и светлина. Топлинните преобразуватели са неселективни детектори, а светлинните са селективни.

термоелементи, болометри – неселективни преобразуватели фотоелементи, фоторезистори – селективниОкото не възприема ИЧ лъчи.

6. Свойства на ИЧ лъчи: Имат ниска честота, затова техните фотони са със ниска енергия и не могат да

предизвикват йонизация на вещството, не предизвикват химични реакции.


Разсейват се слабо , поради голямата дължина на вълната. Проникват до 2cm в тъканите и предизвикват топлинно въздействие. Обикновеното стъкло пропуска само лъчи от близката ИЧ област.

7. Термографията е метод за образна диагностика. Термографският образ представлява разпределение на температурата по повърхноста на тялото. Това разпределение се нарича терморелев, дава диагностична информация не само за кожата, но и за подлежащите органи.

8. Електромагнитното лъчение с дължина на вълната в диапазона 10-360nm се нарича ултавиолетово лъчение.

9. Дълговълновото УВ лъчение в медицината се дели на три области: Зона А (антирахитна) – обхваща УВ лъчи с дължина 315-380nm Зона B (еритемна) – 280-315 nm Зона C (бактерицидна) – 200-280 nm

10. Слънцето е най-големият естествен източни на УВ лъчи. До Земята достигат само лъчи с дължина над 290 nm, тъй като лъчението с по-малка дължина се поглъща от атмосферата и озона. Изкуствени източници са газоразрядни живачни лампи.

11.Свойства на УВ лъчи: Имат йонизиращо действие Предизвикват химични реакции – окисление, редукция... Предизвиква луминесценция Поглъща се силно от обикновеното стъкло и се пропуска од кварцовото.

12.Въздействие на УБ лъчите върху очите, не се везприемат от човешкото око и предизвикват:

Възпаление Помътняване на кристалина

13.УВ лъчите от зона А имат: Антирахитно действие (дължи се на стимулацията на продукцията на витамин D) Играе основна роля за образуването на кафяв пигмент в кожата.

14.УВ лъчите от зона B предизвикват: Възпалителни реакции на кожата, водещи до зачервяване (еритем) Канцерогенен фактор

15.УВ лъчите от зона C предизвикват: Бактерицидно действие – използва се за стерилизация Силно канцерогенно действие

16.Външен фотоефект наричаме явлението при което се отделят електрони от метални повърхности под действието на лъчисти потоци.


17.Зависимоста на тока от приложеното напрежени се нарича волтамперна характеристика на фотоклетка.

18.Графика19.Пръви закон на Столетов – токът на насищане расте с интензитета на падащата

светлина.

20.Втори закон на Столетов – напрежението на задържане се увеличава с честотата. Съществува максимална дължина на вълната на падащата светлина (червена граница), на която не се наблюдава фотоефект.

21.Трети закон на Столетов. Аинщаин обяснява законите на Столетов: Светлината се поглъща на порции (кванти), чиято енергия зависи от честотата на

светлината.E=h·ν Един квант във веществото взаимодейства само с един електрон, като му придава

цялата си енергия. Електронът използва енергията на светлиния квант за преодоляване на

потенциалната бариера на повърхноста на метала(извършва се отделителна работа)

и за ускоряване.

22.Приложение на фотоелектронния умножител – има голяма чувствителност и се използва за измерване на слаби светлинни потоци

при изследване на хемилуминесценция в радионуклидната диагностика.

23.Вътрешън фотоефект – увеличаване на проводимоста на някои вещества при облъчване със светлина.

24.Закони за вътрешния фотоефект: С увеличаване на интензитета на светлината, продоводимоста расте Съществува честота, под която фотоефекта не се неблюдава

25.Фоторезистори – проводник, чието съпротивление силно се променя при осветяване. Те са фотопреобразуватели при който се използва вътрешният фотоефект. Светочувствителната им част е тънък полупроводников слой, нанесен върху подложка от диелектрик. Двата метални електрода служат за свързване на фоторезистора в различни схеми. Те имат висока чувствителност. Малки размери и много широк честотен обхват.

26.Фотоелемнт – устройство, в което облъчването с светлина създава електродвижеща сила. Те са вид фотопреобразуватели. Пример: Слънчева батерия.

21.1. Светлинната енергия се излъчва, распространява и поглъща на порции, наречени

кванти или фотони. Тези светлинни частици имат енергия, импулс и маса.

E=hv


h – константа на Планкν – честота на светлинната вълнас – скорост на светлината в вакуум.

При преход от по-високо енергетично ниво на по-ниско се излъчва квант светлина.

2. При поглъщане на квант светлина се извършна преход от по-ниско към по-високо енергетично ниво.

3. Емисионнен спектър – разпределение на излъчената електромагнитна енергия по дължината на вълнатаАбсорбционен спектер – разпределение на погълнатата електромагнитна енергия по дължината на вълната. Телата излъчват кванти с тези енергии, който могат да поглъщат.

4. Спектрите зависят от: Структурата и състоянието на излъчващите частици Взаимодействието на излъчващите частици помежду им, и с други частици Външни причини – електрични и магнитни полета

5. Спектър от едноатомни газове или пари. Газовете и парите (особено едноатомните) се сътоят от еднакви невзаймодействащи се частици и при малки налягания поглъща само в тесни спектрални интервали т.е. в спектрите им се наблюдават отделни линии на поглъщане или излъчване. Това е така, защото при излъчване или поглъщане на светлината от отделни атоми се извършват преходи между електронни нива с точно определени енергии. Такъв вид спектър се нарича прекъснат, линеен или атомен спектър.

6. Във веществата с голяма плътност (течности, твърди тела, газове при високо налягане), взаимодействието между частиците е силно, електронните нива се разширяват. Следователно, с увеличаване на налягането, спектрите на газовете се усложняват, линиите се разширяват до сливането им. Спектрите на ТТ и течностите образуват широки ивици на поглъщване. Това са т.н. молекулни спектри на поглъщане.

7. Преди всичко, по спектъра може да се идентифицират атомите или молекулите, което е задача на качествения спектрален анализ. По интензитета на спектралните линии да се определи количеството на излъчващите атоми и това е задача на количествения спектрален анализ. По спектрите може да се съди за строежа на атома или молекулата, за структурата на енергетичните нива, подвижноста на отделните частици на голяма молекула и др.

8. Закон на Бугер – преминалият през поглъщаща среда лъчист поток Φe, намалява експоненциално с дебелината d на слоя вещество.

9. Линеен показател на поглъщане α зависи от: Концентрацията на поглъщащите частици


Вида на поглъщащите частици Дължината на вълнатаЕдиница за измерване [m-1]

10.Закон на Беер – линейния показател на поглъщане α е пропорционален на концентрацията на поглъщащите частици α=ε'·cε' – моларен показател на поглъщане

11.Закон на Бугер-Беер: . Използва се във вида: .ε – десетичен молерен показател на поглъщанеε'= ε ln10

12.Коефициент на пропускане. Отношението между преминалия и падащия

лъчист поток се нарича спектрален коефициент на пропускване. То е безразмерна величина със стойност между 0 и 1, но често се изразява в проценти.

13.Безразмерната величина се нарича оптична плътност или

екстинкция.

14.Фотометричен метод – за определяне концентрацията на поглъщащата светлина чрез измерване на оптичната плътност D.

15.Абсорбционна спектрофотометрия – метод за определяне поглъщителната способност на веществата в зависимост от дължината на вълната. Такива измервания могат да се правят в ултравиолетовата видимата и инфрачервената област. Това дава възможност чрез молекулните абсорбционни спектри да се изследват динамичните свойства на биологичните системи (трансформации на градивните компоненти) в резултат на окислително-редукционни реакции, агрегация и др.

16.Разсейване на светлината. Когато веществото е оптично нехомогенно, всяка нехомогенност става източник на вторични вълни. Те не изчезват и резултантната вълна се разпространява във всички посоки т.е. светлината се разсейва.

17.Молекулно разсейване е разсейването на светлината, причинено от топлинното движение на молекулите.

18.От формулите на Рейли следва, че интензивноста на расеяната светлина е обратно пропорционално на четвъртата степен на дължината на вълната и е най-голяма при разсейване под ъгъл 90° и най-малка при наблюдение под ъгъл 0 и 180°.

19.Следствие от закона на Рейли: Дълговълновото лъчение се разсейва много по-слабо от късовълновото.


Дълговълновото лъчение ИЧ прониква по-дълбоко в тъканите, до няколку сантиметра, а късовълновото УВ – до 0,1cm.

20.Мътни среди се наричат: Дим – ако имаме твърди частици в газ Облак – капки течност в газ Суспензия – твърди частици в течност Емулсия – неразтворими течни частици в течностРазсейването на светлината от мътна среда се нарича явление на Тиндал.

21.Намаляване на лъчистия поток на светлината при разсейване. Разсейването предизвиква експоненциално намаляване на преминалия през средата лъчист поток. . d – дебелина на слоя, β – линеен показател на разсейване, - падащ лъчист поток.

22.Общ закон за отслабване на лъчистия поток.,

23.Концентрацията на разсвйващите центрове в мътни среди може да се определи чрез два метода – нефелометричен и турбидиметричен. Ако концентрацията на веществото се намира чрез изследване интензивноста на разсеяната светлина под някакъв ъгъл(обикновено този ъгъл е 90°) методът се нарича нефелометричен.

24.Турбидиметрия – метод за определяне на концентрацията на разсейващи центрове в дадено вещество. Може да се използва за определяне на концентрация на дадено вещество в разтвор, като чрез химична реакция последното се превърне в трудноразтворимо съединение, а разтворът стане суспензия. При турбидиметричния метод се определя намаляването на интензитета на светлината при преминаване през разсейващата среда.

22.1. Поглъщането на фотон с енергия, равна на разликата в енергията на две електронни

нива води до преминаване на атома от основно във възбудено състояние.

2. Спонтанен преход на възбуден атом в основно състояние, при което се излъчва фотон с енергия, равна на разликата между енергиите на двете състояния се нарича спонтанно излъчване.

3. Излъчване на фотон с енергия h·ν= E2 - E1 от възбуден атом, при взаимодействие на атома с фотон със същата енергия се нарича стимулирано (принудено) излъчване.

4. Характеристики на принудено излъчване: те имат еднаква честота; фаза; поляризация; посока на разпространение.

5. Распределението на електроните по енергийни нива се описва по закон на Болцман – населеноста N на енергийните нива намалява експоненциално с нарастване на


енергиата им. N1, N2 – населености, Е1, Е2 – енергиини нива, Т –

термодинамична температура на веществото, k – константа на Болцман.

6. Инверсна населеност – означава че населеноста на възбуденото ниво Е2 е по-голяма на енергийното ниво Е1.

7. Условия за усилване на поток фотони: Ако частиците на средата имат двойка нива с инверсна населеност Енергията на фотоните е равна на разликата между енергиите на

инвертираните нива.

8. Закон за експоненциално усилване на светлината. D – дължина на активната средаα – коефициент на усилване на среда с инверсна населеност

9. Фактори: α е пропорционален на разликата в населеностите в двете нива. Увеличаването на интензитета е толкова по-голяма, колкото α е по-голям.

10.Активна среда – е веществото, в което се създава инверсна населеност. Градивните частици на активната среда могат да бъдат атоми, йони или молекули който общо се наричат активни центрове.

11.Устройството за възбуждане създава инверсна населеност на активните центрове. Най разпространеният начин на възбуждане е оптичният. Източник на възбудаща светлина са лампи или други лазери. Начини на възбуждане:

Облъчване със светлина Пропускане на ел.ток Протичане на химични реакции

12.Оптичен резонатор, изграден от две успоредни огледала, ограждащи активната среда. Фотоните, падащи перпендикулярно се отразяват (напълно или частично) обратно в активната среда.

13.Коефициента на усилване α на активната среда по оста й, става много по-голям, отколкото в другите посоки – усилва се само лъчението по оста.

14.Възбуждане на нива Е2 (краткоживущо) и Е1 (метастабилно). При преминаване на фотон от Е2 към Е1 имаме безизлъчвателен преход. Инверсна населеност на Е1

спрямо Е0 . Фотон с енергия преминаващ от Е1 към Е0 стимулира излъчването.

15.Възбуждане на нива Е3 (краткоживущо) и Е2 (метастабилна). Безизлъчвателни преходи имаме при преход на фотон от Е3 към Е2 и Е1 към Е0 – инверсна населеност на Е2 спрямо Е1. Фотон с енергия преминаващ от Е2 към Е1 стимулира излъчване.

16.Видове лазери според продължителноста на излъчване:


С непрекъснат режим – възбуждането и излъчването са непрекъснати С импулсен режим – краткотрайнои възбуждания и излъчванияВидиве лазери според спектралната област:

УВ област Видима област ИЧ област СВЧ диапазон

17.Видове лазери с твърдотелна среда: Кристали - рубин Стъкло с примеси Полупроводници - палиеварсенит

18.Видове лазери с газообразна среда Молекулни (CO2, NH4...) С неутрални атоми (He – Ne) С ЙОНИЗИРАНИ АТОМИ (Ar+, Kr+) С кетални пари (Cu)

19.Лазери с течна активна среда – те са разтвори на: Органични бои (родамин, пиронини...) Реткоземни елементи.

20.Кохерентни вълни са вълните чиито светлинни вектори трептят с еднаква честота и постоянна фазова разлика.

21.Дължина на кохерентност – максималната разлика в оптичните пътища от източника до две точки с кохерентни вълни. Дължината на кохерентност за обикновено излъчване е до 1mm а за лазерното излъчване е km.

22.Ъгъл на разходимост – половината от ъгъла при върха на конуса на светлинниа сноп. Той е приблизително 1m rad.

23.Лазерна фотодиагностика на рака. Въвеждат се луминофори със специфичен спектър се включват избирателно в туморите. При въздействие с лазерен лъч, фотолуминесценцията показва разположението и размерите на рака. Той има висока разделителна способност. Лазерното лъчение оказва тези ефекти в клетките: топлинен, фотохимичен, фотобиологичен.

24.Топлинен ефект – се изразява в повишаване на температурата на облъчваните тъкани, което може да доведе до тяхното изпаряване. Степента на топлинния ефект се определя:

От показателя на поглъщане на различните тъкани, който зависи от дължината на вълната

Големината на лъчистия поток Породължителноста на облъчването Вида на тъканта.


Ефекта е локален

25.В хирургията лазерите се използват за: Безкръвен скалпел (прявява хемостатичен ефект) Разширяване на кр.съдове Лекуване на увреждания в стомаха и червата

26.Фотодинамична терапия на рака: Поглъщането на лазерните лъчи от туморните клетки е по-голяма от здравите

клетки. Нагряването води до унищожаване на злокачествените клетки Ефекта е локален и е с малък неблагоприатен ефект върху здравите тъкани.

27.Офталмология. Корекция на формата на роговицата Пробиване на отвори за оттичане на вътрешната течност при глаукома

28.Лазерна литотропия е метод за раздробяване на бъбречни и жлъчни камъни. Раздробяването на конкрементите се дължи на топлинния ефект на лазерното облъчване. Лазерната сонда се въвежда в органите по естествени пътища или през малък отвор през кожата. Лазерната литотрипсия е по-добре локализирана в зравнение с ултразвуковата.

29.Лъчи от средната ИЧ област увреждат роговицата, което се дължи на топлинния ефект. Лъчи от видимата област увреждат ретината. УВ лъчите водят до фетоофталмия. Лъчението е опасно поради високата плътност на енергията.

30.Основни правила за безопасност. Целта е да се изключи попадането на лъчи (преки или отразени) върху очите.

По апаратите и вратите трябва да има предупредителни табелки. Използване на предпазни очила Не се гледа върху прекия или отразения лъч Не се допускат външни и некомпетентни лица. Не се остава включена инсталация без надзор.

23.1. Дължина на вълната на Де Бройл. Импулсът на фотон се определя от дължината на

съответната вълна.

Дължината на вълната на Де Бройл за частица се определя аналогично и зависи от

скороста им . Скороста на заредена частица – зарадена частица може да се

ускорява чрез електрично поле. Кинетичната енергия на частицата с маса m и заряд q,

ускорена от поле с напрежение U:


Скорост на частицата: .

Вълна на заредена частица: за частича с маса m и заряд q, дължината на вълната λ

зависи от ускоряващото напрежение U.

2. Предимства от замяната на светлината с поток ускорени електрони: Повишава разделителната способност

Позволява наблюдаването на многу по-малки обекти от дължината на светлинната вълна.

Характерна за електронен микроскоп е, че към обекта се насочва поток ускорени електрони и формирането на образ се дължи на нееднаквото разсейване на ускорените електрони от електроните на обекта.

Видове електронен микроскоп: трансмисионен и сканиращ.

3. В електрония микроскоп носител на информацията е поток от ускорени електрони. Електроните за осветяване на обекта се получават чрез термоелектронна емисия от волфрамова жичка – катод, през която се пропуска електричен ток за да я нагрява. Електроните се ускоряват от електрично поле с ускоряващо напрежение. Ускоряващо напрежение може да достигне до 106V. Ускоряването на електроните трябва да става във вакуум защото:

Намаляват се енергиините загуби от ударите с молекулите на въздуха. В газова среда електроните биха се ускорили до различни енергии – образът ще се

изкриви.

4. Ускоряването на електроните става при понижено налягане на въздуха в микроскопа. Това е необходимо за намаляване на енергиините загуби на електроните при удари с молекулите на въздуха. В противен случай електроните биха се ускорили до различни енерги, което предизвиква изкривяване на образа. Обектите се приготвят по специални технологии, правят се много тънки срезове с микротом и се прави отпечатък на повърхноста на обекта върху пластмаса – реплика.

5. По ниското налягане в електронния микроскоп усложнява работата с него. То може да предизвиква ускорено изпаряване или деформиране на изследвания обект. За това те се приготвят по специални технологии. За раглеждане в електронния микроскоп се правят много тънки срезове с помоща на специални прибори наречени микротом. В някои случаи необходимо е да се прави отпечатък на изследваната повърхност на обекта върху тънък слой пластмаса. Тази процъдура се нарича репликация, а пластмасово копйе на повърхноста – реплика.

6. Обработка на препаратите: В ултартънките срезове се включват метални йони чрез потапяне в разтвори на

олово, уран и др. Върху репликите се правят много тънки метални покрития.


7. Електростатични лещи – система от електроди (кондензатори), между който се прилага постоянно електрично поле.

8. Магнитни лещи – система от намотки(бобини) по който тече постоянен ток, създаващ магнитно поле.

9. Полученият образ се наблюдава върху флуоресциращ екран, на фотофилм, на монитор. Може да се наблюдава и междинният образ – флуоресциращ екран се поставя в равнината на междинния образ. След разглеждане на образа, същият може да бъде документиран с помоща на фотографска плака. Под екрана се намира набор от фотографски плаки. За снемането се извършва като за кратко време се отстранява флуоресцентния екран и образът се проектира върху някоя от плаките.

10.Чертеж11.Фокусното разстояние на електронните лещи не е постоянно като на оптичното. То

може да се променя чрез изменение на изтензитета. Интензитета на електричното или магнитното поле, който се прави чрез промяна на електричното напрежение между електродите или чрез промяна на големината на тока в бобините. Това дава възможност за регулиране увеличението на електронния микроскоп, тей като то

зависи от фокусните разстояния f0 и fр на електронните лещи L0 и Lр .

f0 – фокусно разстояние на обективаfр – фокусно разстояние на проекционната леща.L – разстояние между съседните фокуси на обектива и проекционната леща

12.Граница на разделяне. Определя се както при светлинния микроскоп

λ – дължина на вълната на Де Броил ns – способноста на изследваните обекти да разсейват електрони. Тя за

биологичните обекти е приблизителни равна на единица. γ – апертурен ъгъл. Апертурния ъгъл при електронния микроскоп е малък, 0.6°.

Синуса на апертурния ъгъл на оптичния микроскоп е почти 100пъти по-голям.

13.Дължината на вълната на Де Броил зависи само от ускоряващато напрежение U: колкото то е по-голямо, толкова дължината на вълната е по-малка и следователно разделителната способност е по-добра. При електронните микроскопи за изследване на биологичен материал обикновено се работи с ускоряваща напрежение до 100kV. При по-големи ускоряващи напрежения енергията на електроните става толкова голяма, че при взаимодействие с обекта те я увреждат.

14.Рзликата се дължи на нееднаквата скорост до която се ускоряват електроните, което затруднява фокусирането на електронният сноп и води до изкривяване на образа. Максималното полезно ускорение е 106 и се достига с ускоряващо напрежение 1´000kW.

15.При сканиращия електронен микроскоп, електронният поток е много тесен с който се сканира обекта. Електроните проникват дълбоко и някои се разсейват а други


предизвикват вторична електронна емисия. Събират се и двата вида електронни и полученият ток служи за формиране на образа.

Особености: Полученият образ е обемен т.е. съдържа информация за вътрешноста а не само за повърхноста на обекта поради проникване на електроните в дълбочина Разделителната способност на сканиращия електронен микроскоп е по-малка от тази на трансмисионния.

24.1. Ефект на Зееман, когато един атом попадне в постоянно магнитно поле, магнитните моменти на неговите електрони изпитват действието на полето. В резултат енерийните им нива се разцепват на енергийни поднива. Това предизвиква разцепване и на спектралните линии на излъчваната от атома светлина (Ефект на Зееман).

2. Електронен парамагнитен резонанс е избирателно поглъщане на енергията на електромагнитното поле от поставени във външно магнитно поле вещества, съдържащо парамагнитни частици (атоми, молекули, йони, радикали) чиито магнитен момент се дължи на техните електрони.

3. Условия за електронен парамагнитен резонанс. За наблюдението му е необходимо честотата на електромагнитната вълна ν0 и магнитната индукция B0 да удоволетворява условието: . За максимално поглъщане магнитният вектор на електромагнитната вълна трябва да е 1 на постоянното магнитно поле.

4. Чертеж

5. Получаване информация: Стойности на фактора на Ланде, от който се опредейя характера на магнетизма на парамагнитните частици в пробата. Информация за структурата на междумолекулните връзки и техните промени при въздействие с различни агенти.

6. Приложения в медицината: За изучаване на металоензими: (цитохромаоксидаза – с мед, цитохром – с желязо) За изучаване на свободни радикали: радикали на ненаситените мастни киселини,

супероксидни радикали, хидроксилни радикали и др.

7. Спинови маркери. С помоща на тези методи могат да се изучават свойствата на много видове молекули, който нямат парамагнитни центрове, както и да се проследи как те се вграждат в различни биологични структури. За тази цел, към интересуващата ни молекула се свързва химически нереактивен свободен радикал. След такова маркиране, молекулата може да се регистрира с електронен парамагнитен резонанс. Също така се използва за иследване на биологични мембрани.

8. Възможни ориентации:


Ориентацията на магнитните моменти в отсъствие на външно магнитно поле е хаотично.

Във външно магннитно поле магнитните моменти на ядрата могат да имат само дискретна ориентация.

За ядрата на водорот (един протон) ориентациите са две: по посока на полето и срещу посоката на полето.

9. Енергиите на поднивата на протон във вънщно магнитно поле се различават с: . - фактор на Ланде; - елементарен магнитен момент.

По-малко енергия имат протоните, с магнитен момент, ориентиран по полето – това е предпочитано състояние.

10. Ядрен магнитен резонанс (ЯМР) – избирателно поглъщане на електромагнитна вълна от ядрата на атоми, поставени във външно магнитно поле.

11. ЯМР-сигнал – след изключване на възбудащата електромагнитната вълна, ядрата на атомите излъчват погълнатата енергия – електромагнитни кванти, със същата честота.

12. Времена релаксация на ЯМР-сигнала (τ) времето за което ЯМР-сигналът спада “е“пъти. τ зависи от: вида на ядрата, магнитните им свойства, окръжението им...

13. Чертеж: апаратурата за ЯМР съдържа: електромагнит за създаване на постоянно магнитно поле, генератор на възбудни импулси, намотка за възбуждане и приемане на ЯМР-сигнала, регистриращо устройство на ЯМР сигнала, изследвана проба.

14. Томография – е метод за получаване на образи на сечения през тялото, съдържащи диагностична информация.

ЯМР томография – образът се формира чрез компютърна обработка на данни, съдържащи най ценната информавия на ЯМР-сигнала.

15. Измервани величини: Концентрацията на протоните във всеки отделен обемен елемент от изследваното

сечение Времена релаксация на сигнала

25.1. Рентгенови лъчи (Р-лъчи) – са електромагнитни вълни, който в спектъра

заемат място между УВ и γ - лъчи. Тяхната дължина е 10nm - 3pm.

2. Рентгенова тръба – устройство за генериране на рентгенови лъчи. Тя представлява вакуумиран стъклен балон с два електрода. Катодът се нагрява чрез ел.ток и е източник на електрони, отделяни от металната му повърхност при висока темпертура (явлението се нарича термоелектронна емисия).


Постоянното високо напрежение между електродите е причина електроните да се придвижват към анода и ги ускорява. При сблъскване на електроните с анода, част от енергията им се преобразуват в рентгенови лъчи, а останалата енергия в топлина. Получените Р-лъчи са перпендикулярни на посоката на движение на електроните.

3. Постоянното високо напрежение между електродите е причина електроните да се придвижват към анода и ги ускорява. При сблъскване на електроните с анода, част от енергията им се преобразува в рентгенови лъчи, а останалата енергия в топлина. Получените Р-лъчи са перпендикулярни на посоката на движение на електроните.

Ускорители на електрони:работят на същия принцип като рентгеновата тръба и получените Р-лъчи са с голяма енергия (еквивалентана на приложеното напрежение)

Кинетичната енергия на електроните: . U – ускоряващо напрежение. Тази енергия се измерва в електронволти [eV].

4. Енергията се изразходва за: Създаване на фотони За йонизация и възбуждане (ударни загуби)Видиве Р-лъчение генерирано от тръбата: спирачно и характеристично. Те се

различават по механизма на получаването им и по своя спектър. Излъчват се едновремено

5. Спирачно лъчение – всички ускорявани електрони достигат анода с кинетична енергия: . Бръзо движещите се електрони се забавят в атомното поле на веществото през което преминават. Движещиат се електрон може да се разглежда като електричен ток, образуващ своето магнитно поле. Забавянето на движението им се съпровожда с промяна в магнитното му поле, която създава електромагнитна вълна. Честотата на излъчване на тази електромагнитна вълна зависи от кинетичната енергия ЕК и скороста на забавяване в атомното поле.

6. Лъчистият поток на спирачното лъчение: Лъчист поток зависи от:

Силата на тока I през търбата Ускоряващото напрежение U Атомния номер Z на веществото на анода.

7. Особености на спектъра на спирачното лъчение: Непрекъснат спектър

Ограничен в късовълновия край

Максимума на излъчването


8. Фактор: ускоряващо напрежение U. с увеличаване на ускоряващото

напрежение , минималната дължина на вълната , намалява.

9. Регулиране а лъчистия поток чрез: Силата на тока в тръбата Чрез ускоряващото напрежение

10.Характеристично лъчение. Ускорените в рентгеновата тръба електрони

избиват орбиталните електрони от атомите на мишената. Освободените места се заемат от електрони от по-външни слоеве. Излишната енергия се излъчва под формата на характеристично лъчение.

11.Особености на характеристичното лъчение: Зависи само от вида на веществото в анодата

Неговият спектър е характерен за всеки химичен елемент, за това се нарича характеристично.

12.Кохерентно разсейване – се наблюдава най-вече, когато енергията на електроните е малка или преминават през вещество чиито електрони са здраво свързани с ядрото. Тази енергия е недостатъчна за отделяне на електрон от атомите.

13.Фотоефект. Ако енергията на фотоните е равна или по-голяма от извършената работа на електроните във веществото, при взаимодействие електроните се поглъщат от атомите на вещесвото, при което веществото отделя електрон, наречен фотоелектрон. Този процес се нарича фотоефект. Чрез фотоефекта рентгеновият фотон се поглъща изцяло и затова фотоефекта се нарича фотоелектрично поглъщане.

14.Поради високата стойност на линеен коефициент на отслабване μ.

15.Комптънов ефект. Ако енергията на фотоните значително превишава извършваната работа от откъсване на електрона, то се нарича комптънов ефект. Електронът се откъсва от атома т.е. пак се получава фотоелектрон който понякога се нарича комптънов електрон. Енергия на фотона се намалява, и съответно дължината на вълната му се увеличава и се променя посоката му на разпространение.

16.Образуване на двойка електрон-позитрон.-Рентгеновият квант взаимодейства с ядрото и престава да съществува и възникват две нови частици – електрон и позитрон.

17.Във въществото протичат едновремено и независимо и двата ефекта – фотоефект и комптънов ефект. Кой ефект ще преобладава зависи от вида на веществото и енергията на рентгеновото лъчение. При енергии на фотоните под 80keV има по-голяма вероятност да настъпва фотоефект, а при енергии над 80keV преобладава комптънов ефект.


18.Закон за отслабване на Р-лъчите. В резултат на взаимодействието на лъчите с въществото се намалява интензивноста на падащите Р-лъчи. Този процес се подчинява на закона на Бургер, съгласно който: . μ – линеен коефициент на отслабване; d – дебелина на слоя; I0 – първоначална стойност на Р-лъчи.

19.Фактори от кийто зависи линеен коефициент на отслабване μ: вида на веществото и дължината на вълната на Р-лъчите.

20.Рентгеновата диагностика се основава на различното намаляване на интензитета на Р-лъчите при преминаването им през различните тъкани на човешкото тяло. На пътя на Р-лъчите се поставя човешкото тяло а зад тялото флуоресциращ екран. Лъчите се отслабват нееднакво защото човешкото тяло се състои от органи и тъкани, различно поглъщащи Р-лъчите. Ето защо на екрана се получава различно плътна сянка в зависимост от коефициента на отслабване. Този сянков образ дава картина на формата и разположението на тъканите и органите. В много случаи по тази картина може да се съди за нормалното и патологичното състояние на организма.

21.В органи, който не дават добро сянково изображение се въвеждат контрастни вещества, добре поглъщащи Р-лъчите.

22.Рентгеноскпия – при нея лекарят директно наблюдава картината, получена на флуоресциращия екран при непостредствено облъчване на пациента. Флуоресциращия екран преобразува рентгеновата сянка във видим образ и той се наблюдава на монитор. Интензитетът на излъчената светлина от екрана е пропорционален на интензитета на Р-лъчите. Следователно, Р-лъчите който преминават през тъкани който поглъщат по-силно Р-лъчите ще се визуализират на екрана като по-тъмни области.

23.Рентгенография – при нея вместо флуоресциращ екран се поставя плака с фотоемулсиа, чувствителна към Р-лъчите. Полученият сянков образ се фиксира на фотоплаката и може да се разглежда. По-слабо поглъщащите тъкани отслабват по-малко Р-лъчите и то почернява по-силно фотоплаката. На рентгенова снимка силно поглъщащите тъкани се виждат по-светли, а слабопоглъщащите по-тъмни.

24.Основни елементи на рентгенова уредба за медицинска диагностика: Рентгенова тръба Високоволтов генератор Управляващо устройство


Статив Флуоресциращ екран или фотоплака

25.Компютърен томограф – рентгеновата тръба и детекторът се въртят около пациента. Въртенето се редува със странично преместване. За всяка ъглова и линейна позиция се измерва коефициентът на отслабване на Р-лъчите. От обработката на получените дани компютърът изчислява коефициента на отслабване за различните точки. Яркоста на всяка точка е пропорционална на линейния показател на отслабване в съответната точка на тялото.

26.Рентгенова терапия - се използва за лечебни цели. Р-лъчите поразяват жизнената дейност най-вече на слабо диференцираните и бръзо размножаващи се клетки. Ето защо се използва за борба против злокачествените новообразувания.

26.1. Радиоактивен разпад е спонтанно изменение на масата, електричния заряд или

енергията на атомите и ядра, придружравано от излъчването на α и β частици и γ лъчи.

2. Радионуклиди – нестабилни (радиоактивни) ядра. Притежават способност за радиоактивен разпад. Видове:природни и техногенни.

3. α разпад. Наблюдава се при тежки ядра. Променят се: масата, заряда и енергията на атома. Излъчват се:

α частици (хелиево ядро) γ лъчи (често)

4. Електроннен β разпад. Неутрон се превърща в протон и електрон. Променят се: заряд и енергия. Излъчват се:

β – частици (електрон) Антинеутрино γ – лъчи (често)

Освободеното електронно ниво се заема от електрон от външен слой.5. Позитронен β разпад. Протон се превърща в неутрон и позитрон. Променят се:

заряд и енергия. Излъчват се: β – частици (позитрон) γ – лъчи (често)

Получаваните β частици са с непрекъснат спектър.

6. К-улавяне. Ядрото обхваща електрон от К-слоя и протон се превърща в неутрон. Променят се: заряд и енергия. Излъчват се:


Неутрино γ – лъчи (често)

Освободеното електронно ниво се заема от електрон от външен слой.7. Активност на радиоактивен източник – средното количество разпадащи се ядра за

единица време . единица за измерване: бекерел(Bq) или кюри (Ci)

1бекерел = 1 разпад в секунда.

8. Константа на радиоактивния разпад. Активноста А на източник е пропорционална на броя N на радиоактивните ядра в него: . λ – константа на радиоактивния разпад, измерва се в “s-1“.Физичен смисъл на λ – вероятност за разпад за единица време.

9. Закон за радиоактивен разпад. Активноста А на източник намалява експоненциално с времето: N – броя на радиоактивните ядра

10.период на полуразпад Т1/2 – времето за което се разпадат половината от ядрата.

11.Съществува обратна зависимост.

12.Биологичен период на полуизвеждане Tв – времето за което радиоактивното вещество в организма намалява на половина поради отделянето му.

13.Зависи от: Химичната форма на радиоактивното вещество Функционалното състяние на организма и тъканите в който се натрупва.

14.Ефективен период на полунамаляване Tен – времето за което броят на ядрата

намалява два пъти .

15.Йонизиращо лъчение – всяко лъчение, фотонно или корпоскуларно, което при преминаване през веществото предизвиква йонизация. Йонизиращи лъчени са и продуктите на радиоактивен разпад: алфа и бета частици и гама лъчи.

16.Три основни механизми на загуба на енергията от фотоните: фотоефект, Комптънов ефект, образуване на двойка електрон-позитрон.

17. Два основни механизма на загуба на енергията от корпускуларните лъчениа: йонизационни загуби – възбуждане и йонизиране на атом при удари радиационни загуби – излъчване на спирачно Р-лъчения.

18.Линейна йонизация – е мярка за йоназационната способност на заредената частица. Зависи от:

Масата, заряда и кинетичната енергия на частицата


Вида и плътноста ва беществото19.Пробег – дълбочина на проникване на частицата във въществото. Единица за

измерване – метър (m). Зависи обратно пропорционално от линейната йонизация. Определя дълбочината на облъчване на тъканите.

20.Радиофармацевтик – химични съединения с включени в тях радионуклиди. Те се въвеждат в организма. В организма може да се следи миграцията, натрупването, распределянето и изхвърлянето на радиофармацевтик.

21.Радиоизотопна диагностика. Прилагана In vivo се използва за: Локализационна диагностика – къде колко се натрупва радионуклидът

Функционална диагностика – каква е скороста на натрупване(отделяне)в даден орган

22.Радиотерапевтичен интервал – разликата в радиочувствителноста на нормалната и раковата клетка

23.Лъчелечение. Лечение на злокачествените новообразованиа:

Раковите клетки са по радиочувствителни от здравите Радиотерапевтичен интервал – разликата в радиочувствителноста на нормалната и

раковата клетка.Ефекти върху злокачествените заболяваниа зависи от: еднократната доза, сумарната погълната доза, разпределението на дозите във времето.Принципи на лечението:

Създаване на достатъчна доза в раковото огнище за пълно потискане на неговия растеж.

Опазване на здравите тъкани от лъчение.

27.1. Предмет на дозиметрията – изучава величините, характеризиращи

въздействието на йонизиращите лъчения върху облъчваните среди и методите за измерване на тези величини.

2. Погълната доза – е отношението между погълнатата енергия ΔΕ и масата

Δm на веществото . Единица за измерване Грей (Gy). Използва се и

rad. 1 rad=0,01 Gy.

3. Мощност на погълнатата доза – характеризира скороста на натрупване на

дозата: . ΔD – погълната доза, Δt – интервал от време. Единица за

измерване Gy/s.

4. Биологичният ефект нараства с мощноста на дозата.


5. Еквивалентн доза H – произведение от погълнатата доза D и качествения фактор на лъчението Q. . Единица Sv – сиверт. Използва се и единицата rem. 1rem=0,01Sv.

6. Величината еквивалентна доза е въведена за целите на радиобиологията и лъчезащитата, за да отчете зависимоста на биологичния ефект от вида и енергията на йонизиращото лъчение.

7. Експозиция X – е мярка за йонизиращата способност на йонизиращите лечения във въздуха. Експозицията се дефинира като отношение между сумата от електричните заряди ΔQ на йоните от един и същи знак (само “+“ или само “-“) получени при взаимодействие на фотоните с въздуха с

маса Δm. . Единица за измерване кулон/килограм (C/kg). Извън

системна единица е рентген.

8. Погълнатата доза D е пропорционална на експозицията X. .f – конверсионнен коефициент.

9. Дозиметрите са уреди за измерване на погълнатата доза и експозицията, както и техните мощности. Радиометрите са уреди за измерване активноста на радиоактивни източници.

10.При йонизационните детектори се използва свойството на лъченията да йонизират газовете и по-специално въздуха, при което се увеличава тяхната проводимост за електрическия ток. Представляват запълнени с газ балони с два електрода. Недостатък: газовете не се йонизират еднакво с тъканите. Съдържа йонизационна камера в която лъчението йонизира газа, а от друга страна има измерващо устройство.

11.Кондензаторен дозиметър. Устроен е от йоназационна камера, която няма собствено захранване – зарежда се от външен източник. Има просто устройство за индикация на напрежение между електроните. В зависимост от спадането на напрежението се съди за дозата. Използва се за индивидуален дозиметричен контрол.

12.Сцин-ти-лационни детектори – използа се свойството на йонизиращите частици да предизвикват луминесценция (сцинтилации) във веществото. Сцин-ти-латорите имат фотоумножители за регистриране на луминесценцията. Недостатък: сцинтилаторите не са еквивалентни на тъканите.

Честота на сцинтилациите е пропорционална на мощноста на дозата.Интензитетът на сцинтилациите зависи от енергията и вида на частиците.

13.Фотографски дозиметър. Принцип на работа: йонизиращите лъчения предизвикват почерняване на фотоемулсията. Степента на почерняване зависи от погълнатата доза или експозицията. Непостатък: ниска точност. Използват се индивидуален дозиметричен контрол.


14.Природен радиационен фон. Създава се от природни източници на йонизиращото лъчение:

Космически лъчи – поток йонизиращи частици, създавани от навлизащи от космоса в атмосферата частици с високи енергии. Средната годишна еквивалентна доза зависи от географската ширина и от надморското равнище. Радиоактивност на повчи, води и др. Дължи се на радионуклиди от родовете на урана.

15.Техногенни източници – рентгенова диагностика, радионуклидна диагностика, професионално облъчване, глобални отлагания и др.

16.Радиационна защита – комплекс от мероприятия за ограничаване облъчването на персонала, на ограничена част на населението и на цялото население до най-ниските възможни нива, постижими с приемливи за общноста сретства.

17.От дефиницията на радиационната защита излиза необходимоста от разделяне на населението на групи, за който нормите за радиационна защита са различни. Идеята е, че йонизиращите лъчения представляват риск от лъчеви увреждания за малка част от населението. За всички останали граждани нормите за радиационна защита са максимално строги.

18.Категория А (персонал) са здрави пълнолетни лица, който са подложени на облъчане с йонизиращо лъчение от тъхногенни източници при изпълнение на служебните си задачи. В медицината към тази категория спадат работещите в рентгеновата и радионуклидната диагностика, в лъчелечението. Бремените жени и страдащите от някои заболявания временно се изключват от категорията. Годишната граница на дозата е 50mSv.

Категория B са отделни пълнолетни лица или ограничена част от населението над 18години, който поради битови или служебни причини могат да бъдат подложени на допълнително облъчване от техногенни източници. Към тази група принадлежат работещите в съседство с радиологичните отделения, живеещите в близост до АЕЦ. Годишната граница на дозта е 5mSv.

www.muvarna.netau.net


Documents

Fizika