1. введения пищи в рот,

2. Ориентировочную,

3. Основную,

4. Формирования пищевого комка.

Регуляция жевания осуществляется рефлекторно. Возбуждение от рецепторов слизистой оболочки рта (механо-, хемо- и терморецепторов) передается по афферентным волокнам II, III ветви тройничного, языкоглоточного, верхнего гортанного нерва и барабанной струны в центр жевания, который находится в продолговатом мозге. Возбуждение от центра к жевательным мышцам передается по эфферентным волокнам тройничного, лицевого и подъязычного нервов. Возбуждение от чувствительных ядер ствола мозга по афферентному пути через специфические ядра таламуса переключается на корковый отдел вкусовой сенсорной системы, где осуществляется анализ и синтез информации, поступающей от рецепторов слизистой оболочки ротовой полости.

На уровне коры больших полушарий происходит переключение сенсорных импульсов на эфферентные нейроны, которые по нисходящим путям посылают регулирующие влияния к центру жевания продолговатого мозга.

19. Уравнение гармонических колебаний и их основные характеристики.

Гармонические колебания - колебания, при которых колеблющаяся величина изменятся со временем по закону синуса (косинуса).

20. При каких условиях возникают гармонические колебания? Маятники.

Тип колебаний	Каковы условия возникновения колебаний	Чем определяется период колебаний	Чем определяется амплитуда колебаний
Свободные	Колебательная система (КС) при наличии первоначального запаса энергии	Собственными параметрами КС	Начальными условиями
Вынужденные	Любая система при наличии  внешнего, периодически изменяющегося воздействия	Частотой внешнего, периодически изменяющегося воздействия	Амплитудой внешнего воз-действия, соотношением час-тот дисрипативными потерями энергии в КС
Автоколебания	Автоколебательная система (АКС) при наличии внешнего  источника энергии	Собственными параметрами КС	Параметрами АКС  (ее нелинейностью)
Параметрические	Колебательная система (КС) при периодически изменяю-щихся параметрах КС	Собственными параметрами КС	Соотношением частоты изменения параметров  КС с ее собственной частотой

21. От чего зависят период, частота, амплитуда и начальная фаза колебаний маятника?

22. Почему период колебаний математического маятника не зависит от массы тела,

подвешенного на нити? При каких условиях период колебаний маятника не зависит от амплитуды?

23. Превращения энергии при гармонических колебаниях? От чего зависит полная энергия

этих колебаний?

Н а примере колебаний тела на нити видим, что в положении равновесия скорость и, следовательно, кинетическая энергия тела максимальны. Если потенциальную энергию отсчитывать от положения равновесия, то она максимальна при амплитудном значении смещения, т.е. когда кинетическая энергия (скорость) равна нулю.

Т .к. мы рассматриваем свободные колебания (происходящие в отсутствие трения), то выполняется закон сохранения механической энергии: сумма кинетической и потенциальной энергий остается неизменной:

Пусть колебание происходит по закону синуса , тогда скорость меняется по закону косинуса . Запишем выражение для кинетической энергии:  .

Согласно закону сохранения энергии, полная энергия будет равна максимальной кинетической, т.к. в положении равновесия потенциальная равна нулю. Тогда:  . Для потенциальной энергии получим: 

Т.о. мы видим, что колебания кинетической и полной энергий происходят в противофазе.

24. Затухание колебаний. Показатель затухания и логарифмический декремент.

З атухающими наз. колебания, энергия (а значит, и амплитуда) которых уменьшается с течением времени. Затухание свободных механических гармонических колебаний связано с убыванием механической энергии за счет действия сил сопротивления и трения.

Если сила сопротивления пропорциональна скорости относительного движения  , то амплитуда колебаний изменяется по закону , где x₀ – начальная амплитуда,  - коэффициент затухания, характеризующий быстроту убывания амплитуды, e – основание натурального логарифма.

Затухающие колебания не являются истинно периодическим процессом, т.к. в них никогда не повторяются значения физических величин.

Условным периодом затухающих колебаний наз. промежуток времени между двумя состояниями колеблющейся системы, в которых физические величины, характеризующие колебания, принимают аналогичные значения, изменяясь в одном и том же направлении:  , где ω0 – собственная частота свободных колебаний.

25. Вынужденные колебания. Резонанс.

Вынужденные колебания — колебания, происходящие под воздействием внешних сил, меняющихся во времени.

Автоколебания отличаются от вынужденных колебаний тем, что последние вызваны периодическим внешним воздействием и происходят с частотой этого воздействия, в то время как возникновение автоколебаний и их частота определяются внутренними свойствами самой автоколебательной системы.

Наиболее простой и содержательный пример вынужденных колебаний можно получить из рассмотрения гармонического осциллятора и вынуждающей силы, которая изменяется по закону:  .

Резона́нс (фр. resonance, от лат. resono — откликаюсь) — явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к некоторым значениям (резонансным частотам), определяемым свойствами системы.

Увеличение амплитуды — это лишь следствие резонанса, а причина — совпадение внешней (возбуждающей) частоты с внутренней (собственной) частотой колебательной системы. При помощи явления резонанса можно выделить и/или усилить даже весьма слабые периодические колебания.

Резонанс — явление, заключающееся в том, что при некоторой частоте вынуждающей силы колебательная система оказывается особенно отзывчивой на действие этой силы. Степень отзывчивости в теории колебаний описывается величиной, называемой добротность. Явление резонанса впервые было описано Галилео Галилеем в 1602 г в работах, посвященных исследованию маятников и музыкальных струн.

26. Уравнение звуковой волны и ее основные характеристики. Как изменяются параметры

волны при ее переходе из одной упругой среды в другую.

27. Скорость звука (от чего она зависит). Отражение звуковой волны на границе раздела двух

сред.

28. Ухо и восприятие звука. Какую роль играют слуховые косточки среднего уха?

Ухо представляет собой сложный специализированный орган, состоящий из трех отделов: наружного, среднего и внутреннего уха.

Наружное ухо является звукоулавливающим аппаратом. Звуковые колебания улавливаются ушными раковинами и передаются по наружному слуховому проходу к барабанной перепонке, которая отделяет наружное ухо от среднего. Улавливание звука и весь процесс слушания двумя ушами, так называемый биниуральный слух, имеют значение для определения направления звука. Звуковые колебания, идущие сбоку, доходят до ближайшего уха на несколько десятичных долей секунды (0,0006 с) раньше, чем до другого. Этой предельно малой разницы во времени прихода звука к обоим ушам достаточно, чтобы определить его направление.

Среднее ухо представляет собой воздушную полость, которая через евстахиеву трубу соединяется с полостью носоглотки. Колебания от барабанной перепонки через среднее ухо передают 3 слуховые косточки, соединенные друг с другом, — молоточек, наковальня и стремечко, а последнее через перепонку овального окна передает эти колебания жидкости, находящейся во внутреннем ухе — перилимфе.

!!!Благодаря слуховым косточкам амплитуда колебаний уменьшается, а сила их увеличивается, что позволяет приводить в движение столб жидкости во внутреннем ухе.!!!

В среднем ухе имеется особый механизм адаптации к изменениям интенсивности звука. При сильных звуках специальные мышцы увеличивают натяжение барабанной перепонки и уменьшают подвижность стремечка. Тем самым снижается амплитуда колебаний, и внутреннее ухо предохраняется от повреждений.

Внутреннее ухо с расположенной в нем улиткой находится в пирамидке височной кости. Улитка у человека образует 2,5 спиральных витка. Улитковый канал разделен двумя перегородками (основной мембраной и вестибулярной мембраной) на 3 узких хода: верхний (вестибулярная лестница), средний (перепончатый канал) и нижний (барабанная лестница). На вершине улитки имеется отверстие, соединяющее верхний и нижний каналы в единый, идущий от овального окна к вершине улитки и далее к круглому окну. Полость их заполнена жидкостью — перилимфой, а полость среднего перепончатого канала заполнена жидкостью иного состава — эндолимфой. В среднем канале расположен звуковоспринимающий аппарат — кортиев орган, в котором находятся рецепторы звуковых колебаний — волосковые клетки.

Механизм восприятия звука

Физиологический механизм восприятия звука основан на двух процессах, происходящих в улитке:

1) разделение звуков различной частоты по месту их наибольшего воздействия на основную мембрану улитки и 2) преобразование рецепторными клетками механических колебаний в нервное возбуждение.

Звуковые колебания, поступающие во внутреннее ухо через овальное окно, передаются перилимфе, а колебания этой жидкости приводят к смещениям основной мембраны. От высоты звука зависит высота столба колеблющейся жидкости и, соответственно, место наибольшего смещения основной мембраны. Таким образом, при различных по высоте звуках возбуждаются разные волосковые клетки и разные нервные волокна. Увеличение силы звука приводит к увеличению числа возбужденных волосковых клеток и нервных волокон, что позволяет различать интенсивность звуковых колебаний. Преобразование колебаний в процесс возбуждения осуществляется специальными рецепторами — волосковыми клетками. Волоски этих клеток погружены в покровную мембрану. Механические колебания при действии звука приводят к смещению покровной мембраны относительно рецепторных клеток и изгибанию волосков. В рецепторных клетках механическое смещение волосков вызывает процесс возбуждений.

Проводимость звука

Различают воздушную и костную проводимость. В обычных условиях у человека преобладает воздушная проводимость: звуковые волны улавливаются наружным ухом, и воздушные колебания передаются через наружный слуховой проход в среднее и внутреннее ухо. В случае костной проводимости звуковые колебания передаются через кости черепа непосредственно улитке. Этот механизм передачи звуковых колебаний имеет значение при погружениях человека под воду. Человек обычно воспринимает звуки с частотой от 15 до 20 000 Гц (в диапазоне 10-11 октав). У детей верхний предел достигает 22 000 Гц, с возрастом он понижается. Наиболее высокая чувствительность обнаружена в области частот от 1000 до 3000 Гц. Эта область соответствует наиболее часто встречающимся частотам человеческой речи и музыки.

29. Какую роль играет отражение звука от барабанной перепонки?

Звуковые волны проходя через наружный слуховой проход, давят на барабанную перепонку. Она приводит в движение прикрепленный к ней молоточек. Молоточек давит на наковальню, наковальня — на стремя, стремя — на перилимфу в верхнем перилимфатическом канале. Площадь барабанной перепонки в 20—25 раз больше площади овального окна, поэтому происходит усиление давления и оптимизация передачи звуковых волн из газовой среды в жидкую. Если бы овальное окно непосредственно контактировало с воздушной звуковой волной (такое случается при отсутствии барабанной перепонки), то им бы воспринималось всего около 0,1 % падающей на него звуковой энергии. При звуковых колебаниях амплитуда движения овального окна доходит до 50—70 % от амплитуды движения барабанной перепонки^[11]. Амплитуда звуковых колебаний барабанной перепонки очень мала — при самых тихих звуках, какие способен услышать человек, она составляет менее 10^—10 м^[12]. Звуковое давление на барабанную перепонку при этом около 2×10^—5 Па (этот уровень принят за 0 дб). При громкости звука на грани боли давление звука достигает 2×10^—2 Па (т.е. больше поргового в 107 и составляет 140 дб).[4] Под давлением стремени перилимфа приходит в движение, так что мембрана круглого окна выгибается наружу. Давление на эндолимфатический канал со стороны нижнего и верхнего перилимфатических каналов вызывает движение жидкости в нем. Внутри эндолимфатического канала имеется желеобразное вещество (текториальная мембрана, рис. 4), которое удерживается волосками чувствительных клеток. Движение эндолифмы смещает желеобразное вещество и вызывает изгибание волосков чувствительных клеток, которые при этом посылают нервные импульсы в мозг. В коре головного мозга происходит анализ звуков и возникают слуховые ощущения.

Строение улитки из двух каналов (перилимфатического и эндолимфатического) и ее форма позволяют распознавать различные частоты звука, поскольку разные частоты создают в улитке бегущие волны на мембране, имеющие разное положение максимумов амплитуд вдоль улитки. Межушные нервные связи позволяют определять разность фаз между колебаниями в левой и правой улитках. Комплекс механических, биохимических и электрических процессов в улитке обеспечивает усиление и дифференциацию слабых звуковых колебаний (детали этого процесса до конца не исследованы и здесь не приводятся, чтобы не перегружать текст). Чувствительность уха удивительна: при самых тихих звуках, какие способен услышать человек, амплитуда движения барабанной перепонки меньше размера молекулы водорода, равного 0,7×10^—10 м, а амплитуда движения мембраны в улитке меньше еще на порядок! Благодаря своему строению этот деликатный орган не повреждается при погружении даже на сотни метров[5]. Вместе с тем, он оказывается чувствительным ко многим лекарствам, а также алкоголю, которые оказывают на него негативное (ототоксическое) влияние.

Благодаря распознаванию частоты мы отличаем одни звуки от других, а распознавание разности фаз между ушами является одной из составляющих в функции определения направления на источник звука (акустической пеленгации).

Через границу воздух-вода (в обе стороны) проходит около 0,1 % звуковой энергии, остальная часть отражается. Это соответствует ослаблению силы звука на 30 дб. Поэтому звуковая коммуникация между находящимися в воде и на суше затруднена. Для подачи сигналов можно шлепать по воде или стучать по опущенному в воду предмету.

30. Бинауральный эффект.

Бинауральный эффект (от лат. bini — пара, два и auris — ухо), способность человека и животных определять, в каком направлении от них находится звучащее тело, обусловленная наличием у них 2 звукоприёмников — ушей. Звук проходит до уха, обращенного к источнику, более короткий путь, поэтому звуковые волны в обоих ушных каналах различаются по фазе (времени прихода данной фазы) и амплитуде (силе) звуковых колебаний. Звук разной высоты воспринимается по-разному: для низких звуков (до 1500 колебаний в сек) направление на звучащее тело определяется наиболее точно и почти целиком по разности времени прихода данной фазы звуковых колебаний; для высоких звуков, при которых существенную роль играет различие в силе звука у правого и левого уха, определение менее точно. Различие фазы и интенсивности воспринимаемых звуков ведёт к различию импульсов, поступающих в центральную нервную систему от правого и левого уха, что и даёт возможность определять направление звука.

Человеку с нормальным слухом удаётся определять это направление в горизонтальной плоскости с точностью до 3°. Расположение источника звука по высоте устанавливается менее точно. Более точному определению направления прихода звука способствует изменение положения ушных раковин (у животных) и головы (у животных и человека). Б. э. можно усилить, увеличив расстояние между приёмниками, что достигается при помощи звукоулавливателей.

31. Эффект Доплера и его применение в медицине (допплерометрия).

Допплерометрия - это дополнительный метод ультразвукового исследования, применяется для оценки характера и скорость кровотока в сосудах. Допплеровское исследование маточно-плацентарного и плодового кровотока имеет важное диагностическое и прогностическое значение в группе беременных высокого перинатального риска.

Ультразвуковая допплерометрия является методом функциональной диагностики состояния плода, позволяющим своевременно обнаружить нарушения в системе мать-плацента-плод. При оценке функционального состояния плода хорошие результаты дает комплексная диагностика эхография + допплерометрия + кардиотокография. 

32. Ультразвук, его получение и прием.

Ультразвук — упругие звуковые колебания высокой частоты. Человеческое ухо воспринимает распространяющиеся в среде упругие волны частотой приблизительно до 16-20 кГц; колебания с более высокой частотой представляют собой ультразвук (за пределом слышимости). Обычно ультразвуковым диапазоном считают полосу частот от 20 000 до миллиарда Гц. Звуковые колебания с более высокой частотой называют гиперзвуком. В жидкостях и твердых телах звуковые колебания могут достигать 1000 ГГц.

Основой генерирования и регистрации ультразвуковых колебаний является прямой и обратный пьезоэлектрический эффект. Для получения ультразвуковых колебаний используют обратный пьезоэлектрический эффект. Сущность его заключается в том, что при создании электрических зарядов на поверхности граней кристалла последний начинает сжиматься и растягиваться (возникают колебания, частота которых зависит от частоты смены знака потенциала на гранях кристалла). 

33. Эхоскопия в медицине.

34. Звуковая энергия. Интенсивность звуковой волны и амплитуда колебаний в этой волне.

Разрушение с помощью ультразвука (ультразвуковая хирургия).

Звукова́я эне́ргия — энергия колебаний частиц среды, переносящей звуковые волны; единица измерения —джоуль (Дж).

ЭНЕРГИЯ ЗВУКОВОЙ ВОЛНЫ - добавочная энергия среды, обусловленная наличием звуковых волн. Э. з. в. единицы объёма среды наз. плотностью звуковой энергии   и равна

где первый член-плотность кинетич. энергии  , а второй-плотность потенциальной энергии   ; r - плотность среды; b = 1/rс²-сжимаемость среды, с-скорость звука; u - колебательная скорость частиц; р-звуковое давление. Для плоской бегущей волны   и плотность полной энергии =ru² = bр². В произвольной волне такое же выражение имеет место для среднего по времени значения плотности полной звуковой энергии.

Интенсивность звука (абсолютная) — величина, равная отношению потока звуковой энергии dP через поверхность, перпендикулярную направлению распространения звука, к площади dS этой поверхности:

Единица измерения — ватт на квадратный метр (Вт/м²).

Для плоской волны интенсивность звука может быть выражена через амплитуду звукового давления p₀ и колебательную скорость v:

,

где Z_S — удельное акустическое сопротивление среды.

Важной физической характеристикой звуковых колебаний является амплитуда волны, или амплитуда смещения. Амплитудой волны называется максимальное смещение колеблющихся частиц среды от положения равновесия. Мощность звука при одной и той же частоте зависит от амплитуды колебания звучащего тела. Тело, совершающее колебания с большей амплитудой, будет вызывать более резкое изменение давления среды, и звук будет сильнее.

Применение ультразвука в биологии

Способность ультразвука разрывать оболочки клеток нашла применение в биологических исследованиях, например, при необходимости отделить клетку от ферментов. Ультразвук используется также для разрушения таких внутриклеточных структур, как митохондрии и хлоропласты с целью изучения взаимосвязи между их структурой и функциями. Другое применение ультразвука в биологии связано с его способностью вызывать мутации. Исследования, проведённые в Оксфорде, показали, что ультразвук даже малой интенсивности может повредить молекулу ДНК. Искусственное целенаправленное создание мутаций играет большую роль в селекции растений. Главное преимущество ультразвука перед другими мутагенами (рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи) заключается в том, что с ним чрезвычайно легко работать.

На сегодняшний день пьезохирургия является одной из самых передовых технологий в хирургической стоматологии. Что же представляет собой пьезохирургия? Это альтернатива бормашины. Пьезохирургический аппарат создает ультразвуковые колебания, сопровождающиеся подачей физиологического раствора, совместно с которым образуются кавитационные движения; последние оказывают кровоостанавливающий эффект во время операции. Являясь своеобразным ультразвуковым ножом, разрезает только твердые ткани (кость, зуб) и не оказывает травматического действия на сосуды и нервы.