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 II)

Учебное пособие

Сыктывкар

2006

УДК 618.0

ББК

Печатается по решению УМО по медицинскому и фармацевтическому образованию вузов России. Протокол № 432 от 26.06. 2006 г.

Руководство к лабораторным работам по физике для студентов медицинских вузов (часть II). 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 - 185 с.

Данное пособие является продолжением пособия «Руководство к лабораторным работам по физике для студентов медицинских вузов (часть I). В части II пособия представлены описания к 10 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 I. Механика 7

Лабораторная работа № 10 7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ С ПОМОЩЬЮ КРУТИЛЬНОГО МАЯТНИКА 7

Глава II. Общая и медицинская электроника 14

Лабораторная работа № 11 14

ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ТРАНЗИСТОРА 14

Лабораторная работа № 12 28

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ 28

Лабораторная работа № 13 41

ПРИНЦИП РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ. ЛЕЧЕБНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА 41

Глава III. Оптика 67

Лабораторная работа № 14 67

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ФОТОЭЛЕМЕНТ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСВЕЩЕННОСТИ 67

Лабораторная работа № 15 81

ЛАЗЕРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ 81

На этих свойствах основано применение лазеров. 87

Лабораторная работа № 16 97

СВОЙСТВА ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА В МЕДИЦИНЕ 97

Лабораторная работа № 17 113

КОНЦЕНТРАЦИОННАЯ КОЛОРИМЕТРИЯ 113

Глава IV. Физика атомов и молекул 124

Лабораторная работа № 18 124

ИЗУЧЕНИЕ СПЕКТРА АТОМА ВОДОРОДА 124

Глава V. Ионизирующие излучения 142

Лабораторная работа № 19 142

ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА И СПОСОБОВ ЗАЩИТЫ ОТ РАДИОАКТИВНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 142

ПРИЛОЖЕНИЕ 170

ОБРАЗЕЦ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 10 170

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 186

Предисловие

Данное пособие является продолжением пособия «Руководство к лабораторным работам по физике для студентов медицинских вузов (часть I). Учебное пособие (часть II) 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 данной части пособия представлены оригинальные описания к 10 лабораторным работам по медицинской и биологической физике на темы: «Механика», «Общая и медицинская электроника», «Оптика», «Физика атомов и молекул», «Ионизирующие излучения».

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.

Настоящее руководство поможет учащимся самостоятельно разобраться в теоретических вопросах изучаемой темы и подготовиться к выполнению лабораторной работы.

Описание устройств, принципа действия и порядка работы с медицинской аппаратурой и физическими приборами может быть использовано студентами при изучении других дисциплин (общей и физической химии, физиологии, физиотерапии и др.).

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.

В данной части пособия представлены оригинальные описания к 10 лабораторным работам по медицинской и биологической физике на темы: «Механика» - № 10, «Общая и медицинская электроника» - №№ 11 - 13, «Оптика» - № 14 - 17, «Физика атомов и молекул» - № 18, «Ионизирующие излучения» - №19.

Указанные темы традиционно выносятся на самостоятельное изучение. Выбор тематики лабораторных занятий определяется преподавателем.

В лабораторных работах № 12 «Электрические методы измерения температуры», № 14 «Полупроводниковый фотоэлемент и его применение для измерения освещенности» и № 19 «Изучение закона радиоактивного распада и способов защиты от радиоактивного излучения» обработку экспериментальных данных методом наименьших квадратов рекомендуется проводить с использованием прикладной программы Microsoft Exсel.

Лабораторную работу № 13 «Принцип работы генератора электромагнитных колебаний. Лечебное применение переменного электрического тока» рекомендуется выполнять после выполнения работы № 11 «Изучение работы транзистора», в которой проводится исследование режимов работы и определение характеристик транзистора.