- •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
Экспериментальная часть Описание установки
Исследуемое твердое тело закрепляется в центре платформы 1 крутильного маятника, подвешенной на упругой вертикально натянутой проволоке 2 (рис.1). Проволока проходит вдоль оси платформы. Винты 3 позволяют установить основание платформы 4 в горизонтальной плоскости. Платформу поворачивают на небольшой угол (100) вокруг вертикальной оси, причем плоскость платформы должна оставаться строго горизонтальной, и отпускают. Возникающие колебания маятника называются крутильными.
Рис.1
Время одного полного колебания, в течение которого платформа из исходного крайнего положения закручивается в противоположную сторону, а затем возвращается обратно, называется периодом колебаний. Период колебаний крутильного маятника равен
, (8)
где Iм – момент инерции маятника относительно оси вращения, D – постоянная момента упругих сил, возникающих в закрученной проволоке.
Момент инерции маятника равен сумме момента инерции I0 платформы и момента инерции I исследуемого тела: Iм = I0 + I, поэтому период колебаний маятника
. (9)
Если колебания совершает свободная платформа без тела, то ее период колебаний равен
. (10)
Исключая из уравнений (9) и (10) неизвестную величину D, находим:
. (11)
Соотношение (11) позволяет выразить момент инерции I тела относительно оси маятника через момент инерции I0 свободной платформы. Для этого нужно измерить периоды колебаний Т0 и Т соответственно для свободной платформы и для платформы с телом.
Для определения момента инерции платформы воспользуемся эталонным телом, момент инерции IЭ которого известен. Тогда согласно (11) имеем:
, (12)
где TЭ – период колебаний платформы с установленным на ней эталонным телом. В качестве эталонного тела в работе используется однородный цилиндр. Момент инерции такого цилиндра относительно оси, проходящей через его центр, вычисляется по формуле:
, (13)
где m – масса цилиндра, r – радиус цилиндра.
Вычислив IЭ по формуле (13) и измерив периоды колебаний свободной платформы T0 и платформы с цилиндром TЭ, можно определить величину I0 из соотношения (12), а затем из формулы (11) момент инерции исследуемого тела.
Необходимо учитывать, что выражение (11), так же как и формула (9) для периода крутильных колебаний, справедливо, если затухание мало. Практически для этого достаточно, чтобы число колебаний N, за которое амплитуда уменьшается в 2 – 3 раза, удовлетворяло неравенству N 10, или чтобы начальная амплитуда колебаний платформы была менее 100.
Порядок выполнения работы
Сбалансируйте платформу маятника. Для этого отрегулируйте грузики по бокам платформы так, чтобы ось вращения платформы совпадала с осью основания прибора.
Закрутите платформу на небольшой угол ( 100) вокруг оси вращения. Плоскость платформы должна быть при этом строго горизонтальной.
Найдите с помощью секундомера время t0 полных n колебаний пустой платформы. Повторите опыт пять раз. Вычислите среднее значение :
.
Найдите период колебаний пустой платформы.
Установите цилиндр в центр платформы так, чтобы не было перекоса платформы, и найдите с помощью секундомера время полных n колебаний платформы с цилиндром. Опыт повторите пять раз. Вычислите среднее значение :
.
Определите период колебаний платформы с цилиндром. Результаты занесите в таблицу 1.
Таблица 1
№ п/п |
n |
t0, с |
T0, с |
tЭ, с |
TЭ, с |
t, с |
T, с |
1 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
среднее |
|
|
|
Положите модель в центр платформы и выполните пункты 5-6 для определения периода колебаний T маятника с моделью.
Измерьте массу m и радиус r цилиндра.
В качестве и возьмите значения собственного веса и роста.
Измерьте массу и высоту модели человека.
Вычислите константы подобия , , CI по формуле (6). Результаты запишите в таблицу 2.
Таблица 2
, кг |
, м |
, кг |
, кг |
, м |
, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По формуле (13) найдите момент инерции IЭ цилиндра относительно оси, проходящей через его центр.
Рассчитайте момент инерции свободной платформы по формуле (12).
По формуле (11) вычислите момент инерции модели I.
Вычислите момент инерции человека по формуле (7). Результаты вычислений занесите в таблицу 3.
Таблица 3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|