- •Глава I. Механика 7
- •Глава II. Общая и медицинская электроника 14
- •Глава III. Оптика 67
- •Глава IV. Физика атомов и молекул 124
- •Глава V. Ионизирующие излучения 142
- •Предисловие
- •Методические указания
- •Глава I. Механика Лабораторная работа № 10 определение моментов инерции с помощью крутильного маятника
- •Теоретическая часть Момент инерции
- •Теория подобия
- •Экспериментальная часть Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Глава II. Общая и медицинская электроника
- •Теоретическая часть Полупроводники
- •Полупроводниковый диод (p-n переход)
- •Физические основы работы транзистора
- •Характеристики транзистора
- •Устройство и применение транзистора
- •Практическая часть Описание установки
- •При выполнении работы необходимо соблюдать следующие правила:
- •Включать и выключать напряжение на коллекторе uэк можно только при наличии напряжения на базе uэб.
- •Напряжение на базе uэб не должно превышать 2 в.
- •Напряжение на коллекторе uэк не должно превышать 12 в.
- •Определение цены деления измерительных приборов
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Теоретическая часть Термометрия
- •Зависимость сопротивления металлов и полупроводников от температуры
- •Термометры сопротивления. Терморезисторы (термисторы)
- •Контактная разность потенциалов. Термоэдс
- •Термопара
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Рекомендуемая и использованная литература
- •Дополнительная литература
- •Лабораторная работа № 13 принцип работы генератора электромагнитных колебаний. Лечебное применение переменного электрического тока
- •Теоретическая часть Введение
- •Колебательный контур. Формула Томсона
- •Получение незатухающих колебаний в контуре
- •Принцип работы генератора электромагнитных колебаний на транзисторе
- •Амплитудно-модулированные синусоидальные сигналы
- •Лечебное применение переменного электрического тока Методы лечебного применения импульсного и переменного электрического тока
- •Физические процессы в тканях при воздействии переменным и импульсным электрическим током
- •Пороговые значения переменного тока
- •Низкочастотная электротерапия
- •Первичные механизмы действия переменных электрических токов в физиотерапевтических процедурах
- •Назначение и блок-схема аппарата «Амплипульс-5»
- •Практическая часть Описание установки. Вывод расчетных формул
- •Порядок выполнения работы
- •Часть I Определение индуктивности катушки и емкости конденсатора с помощью генератора электромагнитных колебаний
- •Часть II Изучение режимов работы аппарата для низкочастотной терапии «Амплипульс-5».
- •Контрольные вопросы
- •Использованная и рекомендуемая литература
- •Дополнительная литература
- •Глава III. Оптика Лабораторная работа № 14 полупроводниковый фотоэлемент и его применение для измерения освещенности
- •Теоретическая часть Фотоэффект и его применение.
- •Фотометрические величины и единицы. Принцип действия люксметра
- •Практическая часть Градуировка микроамперметра
- •Измерение освещенности с помощью полупроводникового фотоэлемента.
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 15
- •На этих свойствах основано применение лазеров. Применение лазеров в медицине
- •Дифракция света на щели
- •Дифракционная решетка
- •Практическая часть Определение длины волны лазерного излучения
- •Определение постоянной дифракционной решетки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемая и рекомендуемая литература
- •Дополнительная литература
- •Лабораторная работа № 16 свойства поляризованного света. Использование поляризованного света в медицине
- •Теоретическая часть Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса
- •Применение поляризованного света в медицине. Аппарат светолечения «Биоптрон»
- •Практическая часть Изучение свойств поляризованного света
- •Изучение работы аппарата «Биоптрон»
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемая и рекомендуемая литература
- •Дополнительная литература
- •Лабораторная работа № 17 концентрационная колориметрия
- •Теоретическая часть Закон поглощения света
- •Спектры поглощения
- •Оптическая плотность
- •Применение закона поглощения света
- •Практическая часть Описание установки
- •Порядок выполнения работы Исследование зависимости оптической плотности раствора от длины волны
- •Исследование зависимости оптической плотности от концентрации раствора
- •Определение неизвестной концентрации раствора
- •Контрольные вопросы
- •Использованная и рекомендуемая литература
- •Дополнительная литература
- •Глава IV. Физика атомов и молекул Лабораторная работа № 18 изучение спектра атома водорода
- •Теоретическая часть Основы теории излучения
- •Применение инфракрасного, видимого и ультрафиолетового излучения в медицине
- •Практическая часть Градуировка спектроскопа
- •Изучение спектра атома водорода
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемая и рекомендуемая литература
- •Дополнительная литература
- •Глава V. Ионизирующие излучения Лабораторная работа № 19 изучение закона радиоактивного распада и способов защиты от радиоактивного излучения
- •Теоретическая часть Введение Состав атомного ядра
- •Радиоактивность
- •Основной закон радиоактивного распада
- •Активность
- •Взаимодействие ядерных излучений с веществом
- •Дозиметрия ионизирующих излучений
- •Биологическое действие ионизирующих излучений
- •Защита от ионизирующего излучения
- •Применение радиоактивных излучений в медицине
- •Дозиметрические приборы
- •Практическая часть Описание измерителя мощности дозы (рентгенметра) дп- 5б.
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Использованная и рекомендуемая литература
- •Дополнительная литература
- •Расчетные формулы:
- •Результаты измерений:
- •Образец отчета по лабораторной работе № 11 изучение работы транзистора
- •Образец отчета по лабораторной работе № 12 электрические методы измерения температуры
- •Образец отчета по лабораторной работе № 13
- •Принцип работы генератора электромагнитных колебаний.
- •Лечебное применение переменного электрического тока
- •Цель работы:
- •Обеспечивающие средства:
- •Результаты измерений и вычислений:
- •Часть 1. Определение индуктивности катушки и емкости конденсатора
- •Вывод по первой части работы:
- •Часть 2. Изучение режимов работы аппарата для низкочастотной электротерапии «Амплипульс-5»
- •Вывод по второй части работы:
- •Образец отчета по лабораторной работе № 14
- •Полупроводниковый фотоэлемент и его
- •Применение для измерения освещенности
- •Расчетные формулы:
- •Результаты измерений и вычислений:
- •Образец отчета по лабораторной работе № 15 лазеры и их применение в медицине
- •Образец отчета по лабораторной работе № 16
- •Свойства поляризованного света.
- •Использование поляризованного света в медицине
- •Результаты измерений и вычислений:
- •Образец отчета по лабораторной работе № 17 концентрационная колориметрия
- •Вывод: образец отчета по лабораторной работе № 18 изучение спектра атома водорода
- •Расчетные формулы и формулы погрешностей:
- •Результаты измерений и вычислений:
- •Образец отчета по лабораторной работе № 19
- •Изучение закона радиоактивного распада
- •И способов защиты от радиоактивного излучения
- •Расчетные формулы:
- •Результаты измерений и вычислений:
- •Вывод: заключение
Практическая часть Градуировка микроамперметра
Перед началом работы откройте крышку светонепроницаемого корпуса прибора и ознакомьтесь со схемой экспериментальной установки (рис.4.). При выполнении первой части работы используются: источник света - лампа накаливания (1) и фотоэлемент на держателе (2), которые установлены на оптической скамье (3). На оптической скамье укреплена линейка для измерения расстояния между лампой и фотоэлементом. Сила тока, возникающего в фотоэлементе под действием света, измеряется микроамперметром (4).Во второй части работы дополнительно к имеющимся элементам установки используются линза (5) и угломер (6), с помощью которого изменяется и измеряется угол поворота плоскости фотоэлемента по отношению к падающему световому потоку.
Р ис. 4
Для выполнения первой части работы установите на оптическую скамью эталонную лампу накаливания №1 (значение силы света I этой лампы узнайте у преподавателя). Уберите линзу и поверните угломер до показания 0 градусов. Это соответствует нормальному (перпендикулярному) падению световых лучей на поверхность фотоэлемента. Закройте защитный кожух. Строго соблюдая полярность подключите микроамперметр к фотоэлементу. Для градуировки микроамперметра необходимо измерить его показания - силу тока i в цепи - при различных расстояниях R от лампы до фотоэлемента. Проведите измерения для 10 значений R. Результаты эксперимента занесите в таблицу 2. По формуле (8) рассчитайте соответствующие значения освещенности Е. (В этом случае - угол между падающими лучами света и нормалью к освещаемой поверхности - равен нулю и cos 0o = 1.)
Таблица 2
№ измерения |
R, м |
i, мА |
Е, лк |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
… |
|
|
|
10 |
|
|
|
По данным таблицы 2 постройте градуировочный график. По оси ординат OY отложите значения освещенности Е, по оси абсцисс OX — соответствующие им показания силы тока микроамперметра i. Градуировочный график должен иметь вид плавной монотонной линии.
Проверка законов освещенности.
Замените лампочку №1 источником света №2 с неизвестным значением силы света. Для проверки первого закона освещенности - закона обратных квадратов - необходимо при постоянном значении угла 0o измерить силу тока микроамперметра i в зависимости от расстояния R от источника света до фотоэлемента, как в предыдущей части работы. Проведите измерения i для 8 различных значений R. Внесите эти данные в таблицу 3. По градуировочному графику найдите освещенность поверхности фотоэлемента Е.
Таблица 3
№ измерения |
R, м |
i, мА |
1/R2, м-2 |
Е, лк |
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
По данным таблицы 3 постройте график зависимости освещенности Е от величины . При этом должна наблюдаться линейная зависимость. Примерный вид графика показан на рис.5.
Из рис.5 следует, что коэффициент пропорциональности k между E и
. (9)
Рис.5
В то же время согласно формуле (8), коэффициент пропорциональности между E и при 0o (cos 0o = 1) равен силе света I = k . Таким образом, определив k можно найти силу света неизвестного источника. Для нахождения коэффициента пропорциональности между величиной освещенности E и значением можно воспользоваться методом наименьших квадратов.
Для проверки второго закона освещенности - закона косинуса - необходимо при постоянном значении расстояния от источника света до фотоэлемента R измерить силу тока микроамперметра i в зависимости от угла между падающими лучами света и нормалью к освещаемой поверхности В этой части работы необходимо с помощью линзы получить пучок параллельных лучей от источника света №2. (Рекомендуется установить линзу на оптической скамье на расстоянии 10 см от фотоэлемента, а лампу накаливания - на расстоянии 15 см от линзы.) Проведите измерения для углов 0, 30, 50, 70, 80 и 90 градусов. Данные занесите в таблицу 4. По градуировочному графику найдите освещенность поверхности фотоэлемента Е.
По результатам таблицы 4 постройте график зависимости освещенности Е от cos. Сделайте выводы.
Таблица 4
№ измерения |
R, м |
, град. |
i, мА |
cos |
Е, лк |
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|