Физика

Description

Изложены основные закономерности физических явлений по курсу физики для студентов медико-биологических специальностей. Материал сгруппирован по разделам, начиная с механики и заканчивая элементами нанотехнологий. Особое внимание уделяется вопросам физики наноструктур в прикладной биологии и медицине. Для студентов, обучающихся по специальностям 1-31 01 01 «Биология (по направлениям)», направления специальности 1-31 01 01-01 «Биология (научно-производственная деятельность)», 1-31 01 01-02 «Биология (научно-педагогическая деятельность)», 1-31 01 01-03 «Биология (биотехнология)», 1-31 01 02 «Биохимия» , 1-31 01 03 «Микробиология» Введение 1. Предмет физики. Элементы кинематики. Законы динамики 1.1. Предмет физики и его связь с другими дисциплинами. Единицы измерения физических величин 1.2. Элементы кинематики 1.2.1. Модели в механике. Системы отсчета 1.2.2. Скорость. Ускорение 1.2.3. Угловая скорость. Угловое ускорение 1.3. Основные законы динамики 2. Законы сохранения в механике. Работа и энергия 2.1. Закон сохранения импульса 2.2. Закон всемирного тяготения 2.3. Силы упругости. Закон Гука. Модуль Юнга 2.4. Сила трения 2.5. Работа и энергия. Мощность 2.6. Кинетическая и потенциальная энергия 2.7. Динамика твёрдого тела 3. Механика жидкостей и газов 3.1. Давление в жидкости и газе. Закон Паскаля, закон Архимеда 3.2. Уравнение неразрывности 3.3. Уравнение Бернулли 3.4. Вязкость. Турбулентные и ламинарные течения 3.5. Методы определения вязкости 3.6. Движение тел в жидкостях и газах 4. КОЛЕБАНИЯ 4.1. Гармонические колебания и их характеристики 4.2. Сложение колебаний 4.3. Затухание колебаний. Автоколебания 4.4. Вынужденные колебания. Резонанс 5. Волны 5.1. Упругие волны 5.2. Уравнение бегущей волны. Фазовая и групповая скорости 5.3. Интерференция волн 5.4. Стоячие волны 5.5. Звуковые волны 5.6. Ультразвук 6. Молекулярнокинетическая Теория газов 6.1. Предмет молекулярной физики 6.2. Основное уравнение молекулярнокинетической теории 6.3. Законы поведения идеального газа 6.4. Уравнение Клапейрона ñ Менделеева 6.5. Распределение молекул идеального газа по скоростям 6.6. Распределение Больцмана 7. Явления переноса и начало термодинамики 7.1. Среднее число столкновений молекул. Длина свободного пробега 7.2. Явление переноса: теплопроводность, диффузия, вязкость 7.3. Внутренняя энергия. Закон Больцмана 7.4. Первое начало термодинамики 7.5. Работа при различных изопроцессах 8. Термодинамика. Реальные газы 8.1. Циклические процессы 8.2. Энтропия 8.3. Второе и третье начала термодинамики 8.4. Силы молекулярного взаимодействия 8.5. Уравнение ВандерВаальса 8.6. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона 9. Реальные жидкости и твердые тела 9.1. Поверхностное натяжение жидкости 9.2. Явление смачивания. Избыточное давление 9.3. Капиллярные явления 9.4. Кристаллическое строение твердых тел 9.5. Теплоемкость твердых тел. Закон Дюлонга ñ Пти 9.6. Фазовые переходы в веществе. Диаграмма состояний 9.7. Жидкие кристаллы 10. Электростатическое поле 10.1. Закон сохранения электрического заряда 10.2. Закон Кулона 10.3. Электростатическое поле. Напряженность поля. Линии напряженности 10.4. Работа, перемещения электрического заряда в электростатическом поле 10.5. Потенциал и разность потенциалов 11. Диэлектрики и проводники в электрическом поле 11.2. Электрическое смещение 11.3. Распределение зарядов по поверхности проводника 11.4. Конденсаторы 11.5. Энергия электростатического поля 12. Постоянный электрический ток 12.1. Электрический ток, сила и плотность тока 12.2. Электродвижущая сила. Напряжение 12.3. Закон Ома. Сопротивление проводников 12.4. Работа и мощность тока 12.5. Закон Джоуля ñ Ленца 13. Магнитное поле. Поле в веществе 13.1. Магнитное поле и его характеристики 13.2. Закон Био ñ Саварро ñ Лапласа 13.3. Закон Ампера 13.4. Сила Лоренца 13.5. Электромагнитная индукция 13.6. Магнитное поле в веществе 13.7. Ферромагнетики 13.8. Геомагнитное поле 14. Переменный электрический ток. электрические колебания 14.1. Квазистационарные токи. Метод векторных диаграмм 14.2. Резонанс напряжений 14.3. Резонанс токов 14.4. Мощность в цепи переменного тока 14.5. Электрические колебания 14.6. Радиоспектроскопические методы и их медикобиологические применения 15. Элементы физики твердого тела. Термоэлектрические явления. Аэроионы 15.1. Элементы зонной теории проводимости твердых тел 15.2. Электроннодырочный переход. Полупроводниковый диод 15.3. Термоэлектрические явления 15.4. Аэроионы и их профилактическое действие 16. Электрические явления в биологии и медицине 16.1. Электрические явления в жидкостях 16.2. Законы электролиза 16.3. Электрические явления в биологических тканях 16.4. Физические основы электрокардиографии 17. Квантовая природа излучения 17.1. Волновые и квантовые представления о природе света 17.2. Интерференция света 17.3. Дифракция света. Принцип Гюйгенса ñ Френеля 17.4. Дифракция Фраунгофера на одной щели дифракционная решетка 18. Поляризация света 18.1. Поляризация света. Закон Малюса. Поляризатор и анализатор 18.2. Поляризация света при отражении и преломлении 18.3. Двойное лучепреломление 18.4. Поляризационные приспособления 18.5. Исследование биологических объектов в поляризованном свете 18.6. Вращение плоскости поляризации 19. Тепловое излучение и его использование в медицине 19.1. Тепловое излучение 19.2. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа 19.3. Формула Планка 19.4. Источники теплового излучения для лечебных целей 19.5. Теплоотдача организма. Терморегуляция 20. Дисперсия света. Люминисценция. фотоэффект 20.1. Дисперсия. Электронная теория дисперсии света 20.2. Люминесценция 20.3. Фотоэффект. Законы фотоэффекта 20.4. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта 21. Элементы атомной физики 21.1. Строение атома 21.2. Постулаты Бора 21.3. Спектр излучения атома водорода 21.4. Принцип Паули. Периодическая система элементов 21.5. Гипотеза де Бройля 22. Рентгеновское излучение радиоактивность 22.1. Рентгеновское излучение и его свойства 22.2. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом 22.3. Рентгенодиагностика 22.4. Радиоактивное излучение и его виды 22.5. Закон радиоактивного распада 23. Физика наноструктур и нанотехнологии 23.1. Физика наноструктур и нанотехнологий 23.2. Основные квантоворазмерные структуры 23.3. Фуллерены и углеродные нанотрубки 23.3.1. Фуллерены 23.3.2. Углеродные нанотрубки 23.4. Нанотехнологии в медицине 23.5. Проблемы биологической безопасности нанотехнологий Список литературы sidorenko_CC_156--196.pdf Введение 1. Предмет физики. Элементы кинематики. Законы динамики 1.1. Предмет физики и его связь с другими дисциплинами. Единицы измерения физических величин 1.2. Элементы кинематики 1.2.1. Модели в механике. Системы отсчета 1.2.2. Скорость. Ускорение 1.2.3. Угловая скорость. Угловое ускорение 1.3. Основные законы динамики 2. Законы сохранения в механике. Работа и энергия 2.1. Закон сохранения импульса 2.2. Закон всемирного тяготения 2.3. Силы упругости. Закон Гука. Модуль Юнга 2.4. Сила трения 2.5. Работа и энергия. Мощность 2.6. Кинетическая и потенциальная энергия 2.7. Динамика твёрдого тела 3. Механика жидкостей и газов 3.1. Давление в жидкости и газе. Закон Паскаля, закон Архимеда 3.2. Уравнение неразрывности 3.3. Уравнение Бернулли 3.4. Вязкость. Турбулентные и ламинарные течения 3.5. Методы определения вязкости 3.6. Движение тел в жидкостях и газах 4. КОЛЕБАНИЯ 4.1. Гармонические колебания и их характеристики 4.2. Сложение колебаний 4.3. Затухание колебаний. Автоколебания 4.4. Вынужденные колебания. Резонанс 5. Волны 5.1. Упругие волны 5.2. Уравнение бегущей волны. Фазовая и групповая скорости 5.3. Интерференция волн 5.4. Стоячие волны 5.5. Звуковые волны 5.6. Ультразвук 6. Молекулярнокинетическая Теория газов 6.1. Предмет молекулярной физики 6.2. Основное уравнение молекулярнокинетической теории 6.3. Законы поведения идеального газа 6.4. Уравнение Клапейрона ñ Менделеева 6.5. Распределение молекул идеального газа по скоростям 6.6. Распределение Больцмана 7. Явления переноса и начало термодинамики 7.1. Среднее число столкновений молекул. Длина свободного пробега 7.2. Явление переноса: теплопроводность, диффузия, вязкость 7.3. Внутренняя энергия. Закон Больцмана 7.4. Первое начало термодинамики 7.5. Работа при различных изопроцессах 8. Термодинамика. Реальные газы 8.1. Циклические процессы 8.2. Энтропия 8.3. Второе и третье начала термодинамики 8.4. Силы молекулярного взаимодействия 8.5. Уравнение ВандерВаальса 8.6. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона 9. Реальные жидкости и твердые тела 9.1. Поверхностное натяжение жидкости 9.2. Явление смачивания. Избыточное давление 9.3. Капиллярные явления 9.4. Кристаллическое строение твердых тел 9.5. Теплоемкость твердых тел. Закон Дюлонга ñ Пти 9.6. Фазовые переходы в веществе. Диаграмма состояний 9.7. Жидкие кристаллы 10. Электростатическое поле 10.1. Закон сохранения электрического заряда 10.2. Закон Кулона 10.3. Электростатическое поле. Напряженность поля. Линии напряженности 10.4. Работа, перемещения электрического заряда в электростатическом поле 10.5. Потенциал и разность потенциалов 11. Диэлектрики и проводники в электрическом поле 11.2. Электрическое смещение 11.3. Распределение зарядов по поверхности проводника 11.4. Конденсаторы 11.5. Энергия электростатического поля 12. Постоянный электрический ток 12.1. Электрический ток, сила и плотность тока 12.2. Электродвижущая сила. Напряжение 12.3. Закон Ома. Сопротивление проводников 12.4. Работа и мощность тока 12.5. Закон Джоуля ñ Ленца 13. Магнитное поле. Поле в веществе 13.1. Магнитное поле и его характеристики 13.2. Закон Био ñ Саварро ñ Лапласа 13.3. Закон Ампера 13.4. Сила Лоренца 13.5. Электромагнитная индукция 13.6. Магнитное поле в веществе 13.7. Ферромагнетики 13.8. Геомагнитное поле 14. Переменный электрический ток. электрические колебания 14.1. Квазистационарные токи. Метод векторных диаграмм 14.2. Резонанс напряжений 14.3. Резонанс токов 14.4. Мощность в цепи переменного тока 14.5. Электрические колебания 14.6. Радиоспектроскопические методы и их медикобиологические применения 15. Элементы физики твердого тела. Термоэлектрические явления. Аэроионы 15.1. Элементы зонной теории проводимости твердых тел 15.2. Электроннодырочный переход. Полупроводниковый диод 15.3. Термоэлектрические явления 15.4. Аэроионы и их профилактическое действие 16. Электрические явления в биологии и медицине 16.1. Электрические явления в жидкостях 16.2. Законы электролиза 16.3. Электрические явления в биологических тканях 16.4. Физические основы электрокардиографии 17. Квантовая природа излучения 17.1. Волновые и квантовые представления о природе света 17.2. Интерференция света 17.3. Дифракция света. Принцип Гюйгенса ñ Френеля 17.4. Дифракция Фраунгофера на одной щели дифракционная решетка 18. Поляризация света 18.1. Поляризация света. Закон Малюса. Поляризатор и анализатор 18.2. Поляризация света при отражении и преломлении 18.3. Двойное лучепреломление 18.4. Поляризационные приспособления 18.5. Исследование биологических объектов в поляризованном свете 18.6. Вращение плоскости поляризации 19. Тепловое излучение и его использование в медицине 19.1. Тепловое излучение 19.2. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа 19.3. Формула Планка 19.4. Источники теплового излучения для лечебных целей 19.5. Теплоотдача организма. Терморегуляция 20. Дисперсия света. Люминисценция. фотоэффект 20.1. Дисперсия. Электронная теория дисперсии света 20.2. Люминесценция 20.3. Фотоэффект. Законы фотоэффекта 20.4. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта 21. Элементы атомной физики 21.1. Строение атома 21.2. Постулаты Бора 21.3. Спектр излучения атома водорода 21.4. Принцип Паули. Периодическая система элементов 21.5. Гипотеза де Бройля 22. Рентгеновское излучение радиоактивность 22.1. Рентгеновское излучение и его свойства 22.2. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом 22.3. Рентгенодиагностика 22.4. Радиоактивное излучение и его виды 22.5. Закон радиоактивного распада 23. Физика наноструктур и нанотехнологии 23.1. Физика наноструктур и нанотехнологий 23.2. Основные квантоворазмерные структуры 23.3. Фуллерены и углеродные нанотрубки 23.3.1. Фуллерены 23.3.2. Углеродные нанотрубки 23.4. Нанотехнологии в медицине 23.5. Проблемы биологической безопасности нанотехнологий Список литературы