Виды физических полей тела человека. Их источник

	ШЖҚ «Талдықорған медицина колледжі» МКК ГКП на ПХВ «Талдыкорганский медицинский колледж»		САПА ФОРМАСЫ ФОРМА КАЧЕСТВА
			Теориялық сабақтың әдістемелік нұсқамасы Методическая разработка теоретического занятия
	F-05-06-05	Рев. 01 Ревизияның басталу мерзімі  10.04.2015           01.Рев. Дата ввода ревизии   10.04.2015		Бет  1-6 Страница 1 из 6

Методическая разработка теоретического занятия

Предмет:  Медицинская биофизика

Тема: Виды физических полей тела человека и их источники

Специальность: 0306000 – «Фармация»

Курс: 2

                                                                                     Рассмотрена и одобрена

                                                                                                          на заседании ЦМК_____

                                                                                                          Протокол №_____

«___»______20___г.

Председатель ЦМК №___

Методическая разработка составлена с рабочей программой преподавателем:

Уразбаева  Г.Т.

Методическая разработка теоретического занятия

Тема занятия: Виды физических полей тела человека. Их источник

                                                                                                               

Цели занятия:                                                                        

            образовательная -  сформировать понятие  физических полей тела человека; показать       ее практическое применение;

воспитательная -  воспитать интерес к предмету;

развивающая -  побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности.

Тип занятия: комбинированный

Метод занятия: словесный, наглядный, частично-поисковый

Время занятия: 90 минут

Место проведения: аудитория

Внутрипредметная связь:  биология

Межпредметная связь: химия

Оснащение занятия: ноутбук, экран.

Использованная литература:

основная  В.Ф.Антонов

дополнительная

Учащийся должен знать: виды физических полей тела человека, различать их источники.

Структурно-логическая схема и хронокарта занятия

І Организационный момент – 3-5 мин

ІІ Опрос домашнего задания– 15-20 мин

ІІІ Объяснение нового материала – 30-45 мин

IV Закрепление нового материала  - 10-15 мин

V Подведение итогов занятия – 3-5 мин

VІ Задание на дом – 3-5 мин

Ход занятия

І  Организационный момент

Цель: организация деятельности учащихся.

Деятельность преподавателя. Приветствие учащихся, проверка готовности группы к началу работы.

Деятельность учащихся. Приветствие преподавателя, готовность к уроку.

ІІ Опрос домашнего задания

I.                   Решить задачи:

1.                  Найдите электрический момент системы электрон-ядро атома водорода, рассматривая систему как диполь, если расстояние между ядром и электроном принять равным r=10^-8 см.

2.                  Согласно представлениям Эйнтховена, сердце подобно электрическому диполю. Электрический момент сердца-диполя периодически изменяется как по модулю, так и по направлению. Нарисуйте линии напряженности и эквипотенциальные поверхности для одной из возможных ориентаций этого диполя.

II.                 Самоподготовка: Ответить письменно на контрольные вопросы к следующему занятию

ІІІ  Объяснение нового материала

Вокруг человека существуют электромагнитные и акустичес­кие поля (гравитационное поле и элементарные частицы оста­ются за пределами нашего рассмотрения).

Можно выделить основные 4 диапазона электромагнитного излучения и 3 диапазона акустического излучения, в которых ныне ведутся исследования (рис. 12.1).

Рис. 12.1. Схема электромагнитных (справа) и акустических (слева) собственных полей человека. Электромагнитные поля: Е - электри­ческое поле, В - магнитное, СВЧ - сверхвысокочастотные электро­магнитные волны дециметрового диапазона, ИК - электромагнитные волны инфракрасного диапазона, видимое - оптический диапазон излучений. Акустические поля: НЧ - низкочастотные колебания, КАЭ - кохлеарная акустическая эмиссия, УЗ - ультразвуковое излу­чение. Цифры - характерные частоты излучений (в герцах). Зашт­рихованы области тепловых излучений. Справа и слева указаны на­звания датчиков и приборов для регистрации соответствующих полей. СКВИД - сверхпроводящий квантовый интерферометр, ФЭУ — фотоэлектрический умножитель.

Электромагнитные поля. Диапазон собственного электромаг­нитного излучения ограничен со стороны коротких волн опти­ческим излучением, более коротковолновое излучение - вклю­чая рентгеновское и у-кванты - не зарегистрировано. Со стороны длинных волн диапазон можно ограничить радиовол­нами длиной около 60 см. В порядке возрастания частоты че­тыре диапазона электромагнитного поля, представленные на рис. 12.1, включают в себя:

·         низкочастотное электрическое (Е) и магнитное (В) поле (частоты ниже 103 Гц);

·         радиоволны сверхвысоких частот (СВЧ) (частоты 109- 1010 Гц и длина волны вне тела 3-60 см);

·         инфракрасное (ИК) излучение (частота 10м Гц, длина вол­ны 3-10 мкм);

·         оптическое излучение (частота 1015 Гц, длина волны по­рядка 0,5 мкм).

Такой выбор диапазонов обусловлен не техническими воз­можностями современной электроники, а особенностями био­логических объектов и оценками информативности различных диапазонов для медицины. Характерные параметры различных электромагнитных полей, создаваемых телом человека, приве­дены в табл. 12.1.

Источники электромагнитных полей разные в различных ди­апазонах частот. Низкочастотные поля создаются главным об­разом при протекании физиологических процессов, сопровож­дающихся электрической активностью органов: кишечником (-1 мин), сердцем (характерное время процессов порядка 1 с), мозгом (-0,1 с), нервными волокнами (-10 мс). Спектр частот, соответствующих этим процессам, ограничен сверху значени­ями, не превосходящими -1кГц.

В СВЧ и ИК-диапазонах источником физических полей яв­ляется тепловое электромагнитное излучение.

Чтобы оценить интенсивность электромагнитного излучения на разных длинах волн, тело человека, как излучатель, можно с до­статочной точностью моделировать абсолютно черным телом, ко­торое, как известно, поглощает все падающее на него излучение и поэтому обладает максимальной излучающей способностью.

Излучательная способность тела е^т - количество энергии, ис­пускаемой единицей поверхности тела в единицу времени в еди­ничном интервале длин волн по всем направлениям - зависит от длины волны А. и абсолютной температуры тела Т.

Эта функция имеет максимум на длине волны Х.т «= Ьс / (5кТ), что при температуре человеческого тела Т = 310 К составляет около 10 мкм. Поэтому ИК-излучение тела человека измеряют тепловизорами в диапазоне 3-10 мкм, где оно максимально.

Из рис. 12.2 следует, что в СВЧ-диапазоне, в котором длина волны в 10* раз больше, плотность энергии теплового излуче­ния на много порядков меньше.

Измерение теплового излучения позволяет определить тем­пературу тела человека из-за того, что спектральная зависи- мость теплового излучения меняется с ростом температуры. На рис. 12.2 приведены кривые для двух температур черного тела: 290 К (кривая 1) и 310 К (кривая 2). Столь большую разность температур мы выбрали, чтобы ярче выделить различия меж­ду кривыми. Видно, что рост температуры всего на 20 К вызы­вает увеличение интенсивности излучения в 1,5 раза (в ИК-ди- апазоне) - в других диапазонах он заметно меньше.

Акустические поля. Диапазон собственного акустического из­лучения ограничен со стороны длинных волн механическими колебаниями поверхности тела человека ( 0,01 Гц), со стороны коротких волн ультразвуковым излучением, в частности, от тела человека регистрировали сигналы с частотой порядка 10 МГц.

Рис. 12.2. Спектральная плотность излучательной способности теп­лового электромагнитного излучения абсолютно черного тела как функция длины волны X. Выбраны логарифмические шкалы по обе­им осям, поскольку величины е^т и X, изменяются на много порядков. Небольшие видимые отличия кривых 1 и 2 на самом деле соответству­ют большим изменениям е^т(в несколько раз)

В порядке возрастания частоты (цифры на рис. 12.1) три диа­пазона акустического поля включают в себя: 1) низкочастотные колебания (частоты ниже 10я Гц); 2) кохлеарную акустическую эмиссию (КАЭ) - излучение из уха человека (V ~103 Гц); 3) ульт­развуковое излучение ( V - 1-10 МГц).

Источники акустических полей в различных диапазонах ча­стот имеют разную природу. Низкочастотное излучение созда­ется физиологическими процессами: дыхательными движени­ями, биением сердца, током крови в кровеносных сосудах и некоторыми другими процессами, сопровождающимися коле­баниями поверхности человеческого тела в диапазоне прибли­зительно 0,01 - 103 Гц. Это излучение в виде колебаний по­верхности можно зарегистрировать контактными, либо бес­контактными методами, однако его практически невозможно измерить дистанционно с помощью микрофонов. Это связано с тем, что идущие из глубины тела акустические волны прак­тически полностью отражаются обратно от границы раздела «воздух-тело человека* и не выходят наружу в воздух из тела человека. Коэффициент отражения звуковых волн близок к единице из-за того, что плотность тканей тела человека близ­ка к плотности воды, которая на три порядка выше плотности воздуха.

У всех наземных позвоночных существует, однако, специаль­ный орган, в котором осуществляется хорошее акустическое согласование между воздухом и жидкой средой, - это ухо. Сред­нее и внутреннее ухо обеспечивают передачу почти без потерь звуковых волн из воздуха к рецепторным клеткам внутренне­го уха. Соответственно, в принципе, возможен и обратный про­цесс - передача из уха в окружающую среду - и он обнаружен экспериментально с помощью микрофона, вставленного в уш­ной канал.

Источником акустического изучения мегагерцевого диапа­зона является тепловое акустическое излучение - полный ана­лог соответствующего электромагнитного излучения. Оно воз­никает вследствие хаотического теплового движения атомов и молекул человеческого тела. Интенсивность этих акустических волн, как и электромагнитных, определяется абсолютной тем­пературой тела.

IV Закрепление нового материала  (Метод беседы)

1.      Что такое электромагнитные излучения?

2.      Назовите 4 диапазона электромагнитного излучения?

3.      Что такое акустические поля?

V Подведение итогов занятия

            Выставление оценок.

VІ Задание на дом

Стр. 259-263. Изучение материала по учебнику