Изучение физики медицинских вузах имеет целый ряд особенностей. По мнению авторов, курс физики в таком вузе наряду с фундаментальностью должен иметь чёткий «медицинский адрес», т.е. быть профилизированным. Профилизация заключается в отборе материала и в иллюстрации возможных применений физики в медицине. Она не только является мотивацией для студентов в изучении физики, но и необходима в связи с достаточно ограниченным объектом курса физики в медвузах. Одна из методических сложностей данного курса – это сочетание фундаментализации с профилизацией. В этом одна из особенностей учебника. Другая особенность связана с тем, что биофизика не выделена в виде отдельной части, а излагается в соответствующих разделах как физика живого.

Физические процессы в организме. Биофизика. Несмотря на сложность и взаимосвязь различных процессов в организме человека, часто среди них можно выделить процессы, близкие к физическим. Например, такой сложный физиологический процесс, как кровообращение, в своей основе явл. Физическим, т.к. связан с течением жидкости (гидродинамики), механической работой сердца (механика), распространением упругих колебаний по сосудам (колебания и волны). В организме ещё имеют место молекулярные процессы, которые, в конечном счете, определяют поведение биологических систем. Понимание физики таких микропроцессов необходимо для правильной оценки состояния организма, природы некоторых заболеваний, действия лекарств. Во всех этих вопросах физика настолько связана с биологией, что формирует самостоятельную науку – биофизику (биологическую физику), которая изучает физические и физико-химические процессы в живых организмах, а также ультраструктуру биологических систем на всех уровнях организации – от субмолекулярного и молекулярного до клетки и целого организма.

2Метрологией называют науку об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью. Средством метрологии является совокупность измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих требуемую точность.

Метрология состоит из 3 разделов: 1) Теоретическая - Рассматривает общие теоретические проблемы (разработка теории и проблем измерений, физических величин, их единиц, методов измерений). 2)Прикладная - Изучает вопросы практического применения разработок теоретической метрологии. В её ведении находятся все вопросы метрологического обеспечения. 3)Законодательная - Устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физической величины, методов и средств измерений. Задачи: Создание общей теории измерений; образование единиц физических величин и систем единиц; разработка и стандартизация методов и средств измерений, методов определения точности измерений. Измерением называют нахождение значения физической величины опытным путем с помощью технических средств. Средство измерений – техническое средство, предназначенное для измерений и имеющее нормированные метрологические характеристики. Погрешность измерения — отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Погрешность средства измерения — разность между показанием средства измерений и истинным значением измеряемой физической величины. Единство измерений – состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимым первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы. Физическая величина – одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.

Точность средства измерений — характеристика качества средства измерений, отражающая близость его погрешности к нулю.

Доверительный интервал - это допустимое отклонение наблюдаемых значений от истинных. Размер этого допущения определяется исследователем с учетом требований к точности информации. Если увеличивается допустимая ошибка, размер выборки уменьшается, даже если уровень доверительной вероятности останется равным 95%

.

3.Классификация погрешностей:

По характеру проявления:

Случайная погрешность — погрешность, меняющаяся (по величине и по знаку) от измерения к измерению. Случайные погрешности могут быть связаны с несовершенством приборов (трение в механических приборах и т.п.).

Систематическая погрешность — погрешность, изменяющаяся во времени по определенному закону (частным случаем является постоянная погрешность, не изменяющаяся с течением времени). Систематические погрешности могут быть связаны с ошибками приборов (неправильная шкала, калибровка и т.п.), неучтёнными экспериментатором.

Прогрессирующая (дрейфовая) погрешность — непредсказуемая погрешность, медленно меняющаяся во времени. Она представляет собой нестационарный случайный процесс.

Грубая погрешность (промах) — погрешность, возникшая вследствие недосмотра экспериментатора или неисправности аппаратуры (например, если экспериментатор неправильно прочёл номер деления на шкале прибора, если произошло замыкание в электрической цепи).

По способу измерения:

-Погрешность прямых измерений

-Погрешность косвенных измерений — погрешность вычисляемой (не измеряемой непосредственно) величины.

По форме представления:

-Абсолютная погрешность — ΔX является оценкой абсолютной ошибки измерения. Величина этой

погрешности зависит от способа её вычисления, который, в свою очередь, определяется распределением случайной величины.

-Относительная погрешность - отношение абсолютной погрешности к тому значению, которое принимается за истинное.

Прямые – когда физическая величина непосредственно связывается с ее мерой;

Косвенные – когда искомое значение измеряемой величины установлено по результатам прямых измерений величин, которые связаны с искомой величиной известной зависимостью;

F_p –mg = та

4. некоторые особенности поведения человека при перегрузках и невесомости. В обычных условиях на человека действуют сила тяжести и си­ла реакции опоры. При отсутствии ускорения эти силы равны и противоположно направлены. Такое состояние естественно для Человека. При ускоренном движении системы могут возникнуть особые состояния, называемые перегрузками и невесомостью. Примеры: Пусть человек находится в кабине лифта (в ракете), который поднимается вверх с ускорением а. На человека дейст­вуют сила тяжести mg и сила реакции опоры F_p . По второму зако­ну Ньютона, F_p + mg = та, или в скалярной форме с учетом на­правления сил

; F_p — m(g + a).

В этом случае сила реакции опоры больше силы тяжести (F > mg), и возникают перегрузки. Другой пример: человек находится в кабине лифта (внутри спускаемого космического аппарата), который замедленно, т. е. с торможением, опускается вниз. Направления сил и ус­корения соответствуют предыдущему примеру, поэтому и в этом случае получаем формулу (4.1). Человек испытывает перегрузки. Перегрузки могут оказывать существенное влияние на орга­низм человека, т. к. в этих состояниях происходит отток кро­ви, изменяется взаимное давление внутренних органов друг на друга, возникает их деформация и т. п. Поэтому человек способен выдерживать лишь ограниченные перегрузки. Если лифт (или космический корабль) ускоренно движется вниз или замедленно вверх, то mg-F_p = та или F_p = m(g - a). Как видно, реакция опоры меньше силы тяжести F_p < mg. Eсли а = g, то F_p = 0 – состояние невесомости. Это такое состояние, при котором действующие на систему внешние силы не вызывают взаимных давлений частиц системы друг на друга. Для биологических объектов невесомость — необычное со­стояние, хотя и в обыденной жизни встречаются кратковре­менные периоды частичной невесомости: прыжки, качели, начало движения вниз скоростного лифта и т.п. Отсутствие действия опоры при невесомости приводит к общей детренированности и связанному с этим снижению работоспособ­ности; при этом уменьшается мышечная масса, происходит деми­нерализация костной ткани. Поэтому космонавтам в условиях невесомости приходится проводить специальные тренировочные физические упражнения или носить особые костюмы, которые, затрудняя движение, позволяют догружать работу мышц.