Министерство здравоохранения и социального развития

Российской Федерации

Коми филиал ГОУ ВПО

«Кировская государственная медицинская академия»

Кафедра нормальной физиологии

РУКОВОДСТВО К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ МЕДИЦИНСКИХ ВУЗОВ

(ЧАСТЬ I)

Учебное пособие

Сыктывкар

2006

УДК 618.0

ББК

Печатается по решению Центрального методического совета и Редакционно-издательского совета Кировской Государственной Медицинской Академии. Протокол № от . .2006 г.

Руководство к лабораторным работам по физике для студентов медицинских вузов (часть I). Учебное пособие./ Составители: к. ф.-м. н. М.Ю. Демина, к. ф.-м. н. Н.В. Кокина, к. ф.-м. н. С.В. Некипелов./ Сыктывкар: Коми филиал КГМА, 2006 - 169 с.

В пособии представлены описания к 9 лабораторным работам по медицинской и биологической физике. В каждом описании приведены основные определения и законы, на которых базируется данный физический эксперимент (теоретическая часть); определен порядок выполнения работы (практическая часть); сформулированы контрольные вопросы; для более углубленного изучения соответствующих тем представлен список рекомендуемой литературы. В приложении приведены образцы оформления отчетов по лабораторным работам. Пособие предназначено для студентов 1 курса медицинских вузов и факультетов.

Рецензенты:

В.Н. Сивков - д.ф.-м.н., профессор, декан физического факультета СыктГУ,

В.И. Циркин - д.м.н., профессор, зав. кафедрой нормальной физиологии КГМА,

В.А. Кудрявцев - к.ф.-м.н., доцент, зав. кафедрой физики КГМА.

 Демина М.Ю., Кокина Н.В., Некипелов С.В., 2006

 Коми филиал ГОУ ВПО «КГМА», 2006

Содержание

Предисловие ……………………………………………...…………………….....4

Методические указания ………………………………………………………….5

ГЛАВА 1 «Математическая обработка экспериментальных данных»…….7

Лабораторная работа № 1. Освоение методов проведения измерений и расчета их погрешностей…………….…………………………………...…………………..7

Лабораторная работа № 2. Изучение законов постоянного тока и действие его на организм..…...…………………………………… ...…………………………...19

ГЛАВА 2 «Акустика»……………………………………………………………40

Лабораторная работа № 3. Звуковые колебания, ультразвук и их использование в медицине. …………………………...…………………………..40

Лабораторная работа № 4. Снятие спектральной характеристики уха на пороге слышимости. ………………..……………………………………………...56

ГЛАВА 3 «Строение и свойства жидкостей»…………………………………72

Лабораторная работа № 5. Определение вязкости жидкости методом Стокса…………………………………………………………………………….....72

Лабораторная работа № 6. Определение вязкости жидкости вискозиметром Оствальда. ……………………………………………………………………….....82

Лабораторная работа №7. Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом капель. ………………………………………….. 99

ГЛАВА 4 «Магнитное поле, действие магнитного поля на организм» …113

Лабораторная работа № 8. Исследование магнитного поля постоянного магнита. ………………………………………………………………………..….113

Лабораторная работа № 9. Исследование магнитного поля индуктора ИКВ-4 и его действия на модельную систему. ……………………...…………………....128

Заключение..……………………………………………………………………...148

Приложение..………………………………………………………………...…...149

Предисловие

Учебное пособие составлено в соответствии с программой курса "Медицинская и биологическая физика", утвержденной Департаментом образовательных медицинских учреждений и кадровой политики Минздрава России в 2000 году, и предназначено для студентов 1 курса медицинских вузов и факультетов.

В пособии представлены описания к лабораторным работам по медицинской и биологической физике на темы: "Математическая обработка экспериментальных данных" (глава 1), "Акустика" (глава 2), "Строение и свойства жидкостей" (глава 3), "Магнитное поле, действие магнитного поля на организм" (глава 4). Каждое описание содержит основные физические понятия и законы, на которых основан данный эксперимент (теоретическая часть); порядок выполнения работы и методику обработки полученных данных (практическая часть); контрольные вопросы и список литературы, рекомендуемой для более углубленного изучения соответствующих тем и разделов по медицинской и биологической физике. Образцы оформления отчетов (протоколов) по лабораторным работам вынесены в приложение.

Данное руководство к лабораторным работам по физике позволит учащимся самостоятельно разобраться в теоретических вопросах изучаемой темы и подготовиться к выполнению практических заданий. Описание устройства, принципа действия и порядка работы с медицинской аппаратурой и физическими приборами может быть использовано студентами при изучении ряда общих и специальных медицинских дисциплин.

Методические указания

Дисциплина "Медицинская и биологическая физика" входит в учебный план 1 и 2 семестров всех медицинских вузов и факультетов. На изучение этого предмета отводится 136 аудиторных академических часов, из которых 36 часов приходится на лекции, 90 часов - на практические занятия по выполнению лабораторных работ и решению задач (как правило, 72 и 18 часов, соответственно). Самостоятельная работа студентов составляет 42 академических часа.

Для успешного изучения медицинской и биологической физики студенты медицинских вузов должны знать предметы "физика", "математика" в рамках школьного курса и усвоить дисциплины 1 семестра "Высшая математика" (темы "Основные понятия теории вероятностей и математической статистики"), "Информатика" (темы "редактор электронных таблиц Microsoft Excel: вычисления функций и построение графиков").

Основное внимание в ходе преподавания медицинской и биологической физики обращается на прикладные вопросы этой науки в области медицины. Будущему врачу необходимо усвоить основные физические представления и понимать наиболее общие физические закономерности, лежащие в основе протекающих в организме процессов, чтобы в дальнейшем эффективно использовать свои знания при диагностике и лечении заболеваний.

Вследствие ограниченного времени, некоторые темы по курсу медицинской и биологической физики на лекциях приходится излагать в сокращенном варианте или выносить на самостоятельное изучение. (К таким темам, например, относятся отдельные технические вопросы, связанные с медицинской аппаратурой и электроникой, методами использования магнитных полей для лечения и диагностики, дозиметрией ионизирующих излучений и т.д.) Подбор определенной тематики лабораторных занятий позволяет скомпенсировать недостаток лекционного материала.

Наиболее оптимальным методом обучения в этом случае представляется такой, при котором каждый студент самостоятельно в течение лабораторного практикума выполняет определенный цикл практических заданий, включающий в себя в обязательном порядке темы, вышедшие за рамки лекционного курса. Теоретический опрос учащегося в начале занятия позволяет преподавателю контролировать степень усвоения материала в ходе самостоятельной работы студента, а его итоговый отчет - оценить полученные практические навыки.

Учебное пособие содержит описания к лабораторным работам как по темам, которым уделяется значительное внимание на лекционных и семинарских занятиях ("Колебания и волны", "Звук и ультразвук", "Строение и свойства жидкостей" - № 3, 4, 5, 6, 7), так и по тем вопросам, которые традиционно выносятся на самостоятельное изучение ("Магнитное поле, действие магнитного поля на организм"- № 8, 9), или представляют наибольшие затруднения у студентов ("Математическая обработка экспериментальных данных" - № 1, 2). Выбор тематики лабораторных занятий определяется преподавателем.

В лабораторных работах № 1 "Освоение методов проведения измерений и расчета их погрешностей" и № 2 "Изучение законов постоянного тока и действие его на организм" с целью уменьшения объема расчетов обработку экспериментальных данных рекомендуется проводить с использованием прикладной программы Microsoft Excel. Лабораторная работа № 9 "Исследование магнитного поля индуктора ИКВ-4 и его действия на модельную систему" должна выполняться после работы № 8 "Исследование магнитного поля постоянного магнита", в которой проводится градуировка магнитометра и строится градуировочный график, используемый в работе № 9.