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医学物理学。 备忘单：简而言之，最重要的
目录
1.医学物理学。 短篇故事 医学物理学是一门由物理设备和辐射、医疗和诊断设备及技术组成的系统科学。 医学物理学的目的是研究这些系统用于疾病的预防和诊断，以及使用物理、数学和技术的方法和手段来治疗病人。 在许多情况下，疾病的性质和康复机制都有生物物理学的解释。 医学物理学家直接参与治疗和诊断过程，结合物理和医学知识，与医生分担对患者的责任。 医学和物理学的发展一直紧密相连。 即使在古代，医学也是利用物理因素达到药用目的，如热、冷、声、光、各种机械作用（希波克拉底、阿维森纳等）。 第一位医学物理学家是列奥纳多·达·芬奇（五个世纪前），他对人体运动力学进行了研究。 医学和物理学从XNUMX世纪末至XNUMX世纪初发现了电和电磁波，即电时代的到来，开始了最富有成果的相互作用。 让我们列举几个在不同时代做出最重要发现的伟大科学家的名字。 XNUMX 世纪末至 XNUMX 世纪中期与 X 射线、放射性、原子结构理论、电磁辐射的发现有关。 这些发现与 V.K. Roentgen、A. Becquerel、 M. Skladovskoy-Curie、D. Thomson、M. Planck、N. Bohr、A. Einstein、E. Rutherford。 直到 XNUMX 世纪下半叶，医学物理学才真正开始成为一门独立的科学和专业。 随着原子时代的到来。 在医学上，放射诊断伽马设备、电子和质子加速器、放射诊断伽马相机、X射线计算机断层扫描等、热疗和磁疗、激光、超声等医学物理技术和设备得到了广泛的应用。 医学物理学有许多部分和名称：医学放射物理学、临床物理学、肿瘤物理学、治疗和诊断物理学。 医学检查领域最重要的事件可以被认为是计算机断层扫描仪的创建，它扩展了对人体几乎所有器官和系统的研究。 OCT已安装在世界各地的诊所中，大量的物理学家、工程师和医生致力于改进技术和方法，使其几乎达到可能的极限。 放射性核素诊断的发展是放射性药物方法和记录电离辐射的物理方法的结合。 正电子发射断层扫描成像于 1951 年发明并发表在 L. Renn 的著作中。 二、计量学的主要问题和概念 计量学是一门关于测量、方法和确保其统一的手段以及达到所需精度的方法的科学。 测量称为利用技术手段凭经验求出物理量的值。 测量可以帮助您建立自然法则，并且是我们周围世界知识的一个要素。 测量有直接测量和间接测量，其中结果是通过测量量本身直接获得的（例如，用医用温度计测量体温，用尺子测量物体的长度），而间接测量是根据量与直接测量量之间的已知关系找到量的期望值（例如，在称重时确定体重，考虑到浮力，浮力是由液体的粘度和球落入其中的速度确定的）。 进行测量的技术手段可以有不同类型。 最著名的是测量信息以可直接感知的形式呈现的设备（例如，温度计中的温度由水银柱的长度表示，电流强度由电流表指针或数字值的指示表示）。 一个物理量的单位是一个被约定接受的物理量，作为量化相应物理量的基础。 表示声压级、声强级、电信号的放大倍数、频率区间的表示，否则用相对值的对数比较方便（十进制对数比较常用，也比较多）常见的）： lg = 一个2/一种1 其中一个1 和一个2 - 相似的物理量。 对数值的单位为 bel (B)： 1B \uXNUMXd lg \uXNUMXd a2/一种i, 在一个2 = 10a, 如果 a 是能量量（功率、强度、能量等），或  如果 a 是功率量（力、机械应力、压力、电场强度等）。 一个相当常见的因数单位是分贝 (dB)： 1 分贝 = 0,1B。 1 dB 对应于能量数量的比率 a2 = 1,26a：  3. 医学计量学及其细节 医学上使用的技术设备被称为广义的术语“医疗设备”。 大多数医疗器械是指医疗器械，医疗器械又分为医疗器械和医疗器械。 医疗设备被认为是用于诊断或治疗测量的技术设备（医用温度计、血压计、心电图仪等）。 医疗设备 - 一种技术设备，可让您产生治疗、手术或杀菌特性的能量影响，并为医疗目的（超高频治疗、电外科、人工肾、耳假体等）提供一定成分的各种物质。 ）。 医疗器械的计量要求非常明显。 许多医疗设备的设计目的是对身体产生剂量能量效应，这就是它们值得计量服务部门关注的原因。 医学测量非常具体，因此，计量学中单独提出了一个领域——医学计量学。 考虑到一些特定于医学计量和部分医学仪器的问题，应该注意的是，目前，大多数情况下的医学测量是由未经技术培训的医务人员（医生、护士）进行的。 因此，建议创建以物理量为单位分级的医疗设备，其值是最终的医疗测量信息（直接测量）。 期望尽可能少地花费直到获得有用结果的测量时间，并且信息尽可能完整。 计算机可以满足这些要求。 在医疗器械的计量标准化中，重要的是要考虑医疗适应症。 临床医生必须确定呈现结果的准确度足以做出诊断结论。 许多医疗设备在记录设备（例如心电图仪）上提供信息，因此应考虑这种记录形式固有的错误。 问题之一是热学问题。 根据计量学的要求，测量仪器的名称必须包含物理量或单位（电流表、电压表、频率表等）。 医疗器械的名称不符合这一原则（心电图仪、心音图仪、流变仪等）。 因此，心电图仪应该被称为带有记录读数的毫伏表。 在许多医学测量中，直接测量的物理量与相应的生物医学参数之间的关系可能没有足够的信息。 因此，例如，在测量血压的临床（无血）方法中，假设袖带内的气压大致等于肱动脉内的血压。 4.随机值。 分配法 随机变量的定义。 许多随机事件可以量化为随机变量。 随机是根据随机情况的组合取值的量。 有离散和连续的随机变量。 离散随机变量的分布。 如果指示了离散值的可能值及其相应的概率，则认为给出了离散值。 表示一个离散随机变量x，它的值x1， X2…，概率：P (x1) =p2, P (x2) = p2 等等。 x 和 P 的集合称为离散随机变量的分布。 由于离散随机变量的所有可能值都代表一个完整的系统，所以概率之和等于一：  这里假设离散随机变量有 n 个值。 该表达式称为归一化条件。 在许多情况下，随着随机变量的分布或代替随机变量的分布，有关这些量的信息可以由数值参数给出，这些参数称为随机变量的数值特征。 其中最常见的有：1）随机变量的数学期望（平均值）是其所有可能值的乘积与这些值的概率之和； 2）随机变量的方差是随机变量与其数学期望的平方偏差的数学期望。 对于连续随机变量，数学期望和方差写为：  其中 f(x) 是概率密度或概率分布函数。 它显示了将随机变量分配给区间 dx 的概率如何取决于该变量本身的值。 正态分布规律。 在概率和数理统计的理论中，在各种应用中，正态分布定律（高斯定律）起着重要的作用。 如果随机变量的概率密度具有以下形式，则随机变量根据该定律分布：  其中 a = M(x) - 随机变量的数学期望； σ——标准差； 最后; σ2是随机变量的方差。 正态分布规律的曲线呈钟形，关于直线 x \uXNUMXd a（散射中心）对称。 5.麦克斯韦分布（气体分子的速度分布）和玻尔兹曼分布 麦克斯韦分布 - 在平衡状态下，气体参数（压力、体积和温度）保持不变，但微观状态 - 分子的相互排列及其速度 - 不断变化。 由于分子数量巨大，实际上不可能在任何时刻确定它们的速度值，但是将分子的速度视为连续随机变量，可以指示分子随速度的分布。 分子的速度分布已被各种实验所证实。 麦克斯韦分布不仅可以被视为分子在速度方面的分布，而且还可以被认为是在动能方面的分布（因为这些概念是相互关联的）。 让我们分离出一个分子。 例如，运动的随机性允许分子速度 Vx 的投影接受正态分布规律。 在这种情况下，如 J. K. Maxwell 所示，分子具有速度分量 Ux 的概率密度写为：  可以得到速度绝对值的麦克斯韦概率分布函数（麦克斯韦速度分布）：  玻尔兹曼分布。 如果分子处于某种外力场中（例如，在地球的引力场中），则可以找到它们的势能分布，即确定具有特定势能值的粒子的浓度。 粒子在力场（引力场、电场等）中的势能分布称为玻尔兹曼分布。 当应用于引力场时，这个分布可以写成 n 个分子的浓度与地平面以上高度 h 或势能 mgh 的关系：  在分子动力学概念的框架内，分子在地球引力场中的这种分布可以定性地解释为分子受到两个相反因素的影响：引力场，在引力场的影响下，所有分子都被吸引到地球引力场。地球和分子混沌运动，倾向于将分子均匀地分散在整个可能的物体上。 6. 数理统计与相关依赖 数理统计是系统化和使用统计数据解决科学和实际问题的数学方法的科学。 数理统计与概率论密切相关，并以其概念为基础。 然而，数理统计的主要内容并不是随机变量的分布，而是对统计数据进行分析，找出它们对应的分布。 从中选取一部分研究对象的一个较大的统计总体称为一般总体，从中收集到的对象集合称为抽样总体或样本。 统计分布是一组变体及其相应的频率（或相对频率）。 为清楚起见，统计分布以多边形和直方图的形式以图形方式描述。 频率的多边形是一条折线，它的线段将点与坐标 (x1; 磷1）， （X2; 磷2）……。 或对于相对频率的多边形 - 坐标为 (x1;R1），（X2;R2）...。 频率直方图 - 一组建立在一条直线上的相邻矩形，矩形的底相同且等于 a，高度等于频率（或相对频率）与 a 的比值：  统计分布最常见的特征是平均值：众数、中位数和算术平均值（或样本平均值）。 模式 (Mo) 等于对应于最高频率的变体。 中位数 (Me) 等于位于统计分布中间的变量。 它将统计（变分）序列分成两个相等的部分。 样本均值 (XV) 定义为统计序列变体的算术平均值。 相关依赖。 功能依赖关系可以分析地表达。 所以，例如，圆的面积取决于半径（S = pr2)，身体的加速度 F - 来自力和质量 (a = F/m0）。 然而，有些依赖关系不太明显，并且不能用简单且明确的公式表达。 例如，人的身高和体重之间存在联系，天气条件的变化影响人群中感冒的次数等。这种比函数、概率依赖更复杂的关系就是相关性（或简称相关性）。 在这种情况下，其中一个值的变化会影响另一个值的平均值。 假设我们正在研究一个随机变量X和一个随机变量Y之间的关系，X的每个具体值都会对应Y的几个值：y1，y2 等等。 条件均值 Yх 我们将值 X = x 对应的算术平均值称为 Y。 相关依赖性或 Y 与 X 的相关性是函数 Y x = f(x)。 该等式称为 Y-on-X 回归方程，函数的图形称为 Y-on-X 回归线。 7. 控制论系统 控制论系统是一组有序的对象（系统元素），它们相互作用和互连，能够感知、记忆和处理信息以及交换信息。 控制论系统的例子有人群、大脑、计算机、自动机。 相应地，控制论系统的元素可以是不同物理性质的对象：人、脑细胞、计算机块等。系统元素的状态由一组特定的参数来描述，这些参数分为连续的，取一定区间内的任意实值，和离散的，取有限的值集。 例如，一个人的体温是一个连续参数，而他的性别是一个离散参数。 控制论系统的功能由三个属性描述：考虑系统元素状态变化的功能、引起系统结构变化（包括由于外部影响）的功能以及确定系统在系统外部传输的信号的功能。 此外，还考虑了系统的初始状态。 控制论系统的复杂性、确定性程度和组织级别各不相同。 控制论系统分为连续系统和离散系统。 在连续系统中，系统中循环的所有信号和元件的状态均由连续参数设置，在离散系统中 - 由离散参数设置。 然而，也存在混合系统，其中存在两种类型的参数。 将系统分为连续系统和离散系统是有条件的，并且由所研究过程所需的精确度、技术和数学便利性决定。 一些本质上离散的过程或量，例如电流（电荷的离散性：它不能小于电子的电荷），可以方便地用连续量来描述。 相反，在其他情况下，用离散参数描述连续过程是有意义的。 在控制论和技术中，系统通常分为确定性和概率性。 一个确定性系统，其元素以某种方式相互作用，其状态和行为被明确预测并由明确的函数描述。 概率系统的行为可以确定地确定。 如果系统的元素仅相互交换信号，则系统称为封闭系统。 开放或开放的系统必然与外部环境交换信号。 为了感知来自外部环境的信号并将其传输到系统中，任何开放系统都具有接收器（传感器或换能器）。 在动物中，就像在控制论系统中一样，受体是感觉器官 - 触觉、视觉、听觉等，在自动机中 - 传感器：应变计、光电、感应等。 8.医学控制论的概念 医学控制论是与控制论在医学和医疗保健中的思想、方法和技术手段的使用相关的科学方向。 传统上，医学控制论可以由以下组代表。 疾病的计算诊断。 这部分主要涉及使用计算机进行诊断的准备。 任何诊断系统的结构都由医疗记忆（给定疾病组的累积医疗经验）和逻辑设备组成，该设备允许您将通过调查和实验室检查发现的患者症状与可用的医疗经验进行比较。 诊断计算机遵循相同的结构。 首先，开发了正式描述患者健康状况的方法，并对诊断中使用的临床症状进行彻底分析。 主要选择那些可以量化的特征。 除了对患者的生理、生化等特征进行定量表达外，计算诊断还需要有关临床综合征和诊断体征的频率、分类、依赖性、体征诊断有效性评估等信息。所有这些数据存储在机器的内存中。 她将患者的症状与存储在她记忆中的数据进行比较。 计算诊断的逻辑对应于医生做出诊断的逻辑：将所有症状与以前的医学经验进行比较。 机器不会检测到新的（未知）疾病。 遇到未知疾病的医生将能够描述其症状。 只有通过进行特殊研究才能确定有关这种疾病的详细信息。 计算机可以在此类调查中发挥辅助作用。 治疗过程的控制论方法。 在医生确定诊断后，会开出治疗处方，不仅限于一次性暴露。 这是一个复杂的过程，在此过程中，医生不断接收有关患者的医学和生物学信息，对其进行分析，并据此改进、更改、停止或继续治疗效果。 目前，治疗过程的控制论方法方便了医生的工作，可以更有效地治疗重症患者，及时采取措施应对手术中的并发症，开发和控制药物治疗过程，制造生物控制假体、诊断疾病和控制调节重要功能的设备。 操作性医疗控制的任务包括使用跟踪系统监测重病患者的状况（用于监测极端条件下健康人状况的监测系统：压力条件、失重、高压条件、低氧环境等） . 9. 力学基础 力学是物理学的一个分支，研究物体的机械运动。 在机械运动下，了解身体或其部位在空间中的位置随时间的变化。 对于医生来说，这部分很有趣，原因如下： 1）为了运动和空间医学的目的了解整个有机体的运动力学，为了解剖学和生理学的目的了解人体肌肉骨骼系统的力学； 2) 了解生物组织和体液的力学性能； 3) 了解生物医学研究实践中使用的一些实验室技术的物理基础，例如离心。 绝对刚体的旋转运动力学 绝对刚体是任意两点之间的距离恒定的物体。 移动时，绝对刚体的尺寸和形状不会改变。 物体的旋转速度的特征是角速度等于半径矢量的旋转角度对时间的一阶导数： ω = dt/da 角速度是沿旋转轴指向的矢量，与旋转方向有关。 与速度和力矢量不同，角速度矢量是滑动的。 因此，指定向量 w 指定了旋转轴的位置、旋转方向和角速度的模数。 角速度的变化率的特征在于角加速度等于角速度对时间的一阶导数：  由此可见，角加速度矢量与角速度矢量 dw 的基本的、足够小的变化方向一致：加速旋转时，角加速度的方向与角速度相同，而缓慢旋转时，角加速度的方向与角速度相反。 以下是刚体绕固定轴旋转运动的运动学公式： 1）匀速旋转运动方程： 一 = 重量 + 一0 其中一个0 - 角度的初始值； 2）匀速旋转运动中角速度对时间的依赖性： w = 等 + W0, w0 - 初始角速度； 3）匀速旋转运动方程：  10.力学基本概念 权力的时刻。 绕旋转轴的力矩是半径向量和力的向量积： Mi = ri ×Fi, 其中 ri 和 Fi - 向量。 惯性矩。 质量是物体在平移运动中惯性的量度。 物体在旋转运动中的惯性不仅取决于质量，还取决于其在空间中相对于轴的分布。 物体绕轴的转动惯量是组成物体的质点转动惯量之和：  固体的转动惯量通常由积分确定：  物体绕轴的角动量等于组成这个物体的点的角动量之和：  旋转体的动能。 当物体旋转时，它的动能是 来自其各个点的动能。 对于刚体：  让我们将这种旋转过程中所有外力的基本功等同于动能的基本变化： Mda=Jwdw, 从哪里来  我们将这个等式减少 ω：  从哪里来  角动量守恒定律。 如果作用在物体上的所有外力的总动量为零，则该物体的角动量保持不变。 该定律不仅适用于绝对刚体。 因此，对于由 N 个围绕公共轴旋转的物体组成的系统，角动量守恒定律可以写成以下形式：  11. 人体肌肉骨骼系统中的关节和杠杆。 测力计 机构的运动部件通常由零件连接。 多个连杆的活动连接形成运动学连接。 人体是运动学连接的一个例子。 人的肌肉骨骼系统由骨骼和肌肉的铰接骨组成，从物理学的角度来看，代表人保持平衡的一组杠杆。 在解剖学中，有力量杠杆，其中力量增加，但运动损失，以及速度杠杆，其中力量损失，但运动速度增加。 速度杆的一个很好的例子是下颚。 作用力是由咀嚼肌执行的。 相反的力——压碎食物的阻力——作用在牙齿上。 作用力的肩部比反作用力的肩部短得多，因此咀嚼肌短而有力。 当你需要用牙齿去啃东西时，肩部的阻力就会减小。 如果我们把骨骼看作是连接成一个有机体的独立链接的集合，那么所有这些链接，在正常的立场下，形成了一个处于极不稳定平衡的系统。 因此，身体的支撑由髋关节的球面表示。 身体的重心位于支撑上方，与球支撑形成不稳定的平衡。 这同样适用于膝关节和踝关节。 所有这些环节都处于不稳定的平衡状态。 正常站立时人体的质心与小腿髋、膝、踝关节中心在同一垂直线上，在骶骨角下2-2,5cm，上4-5cm髋轴。 因此，这是骨架堆积链接的最不稳定状态。 而如果整个系统保持平衡，那只是由于支撑肌肉的持续张力。 一个人白天能够做的机械功取决于很多因素，因此很难指出任何极限值。 这也适用于权力。 所以，通过短期的努力，一个人可以发展出几千瓦量级的功率。 如果一个体重为 70 kg 的运动员从一个地方跳跃，使其重心相对于正常站姿上升 1 m，并且排斥阶段持续 0,2 s，那么他会产生大约 3,5 kW 的功率。 走路时，一个人确实在工作，因为能量消耗在周期性的小幅抬高四肢，主要是腿部。 如果没有运动，功就归零。 因此，当负载在支架或支架上，或悬挂在杆子上时，重力不会做任何工作。 但是，如果您在伸出的手臂上保持一动不动的重量或哑铃，则会注意到手臂和肩部肌肉的疲劳。 同样，如果将负荷放在坐着的人的背部，背部和腰部的肌肉也会感到疲倦。 12. 机械振动 重复运动（或状态变化）称为振荡（交流电流、钟摆现象、心脏工作等）。 区分： 1) 自由的或自然的振荡——这种振荡发生在振荡系统没有可变的外部影响的情况下，并且是由于该系统从其稳定平衡状态的任何初始偏差而产生的； 2) 强制振荡——振荡系统受到外部周期性变化力的振荡； 3) 谐波振荡是位移根据正弦或余弦定律随时间变化的振荡。 沿 X 轴的一点的速度和加速度分别相等：  你在哪里0 = Aw - 速度幅度； a0 =噢2 =u0w 为加速度幅值； 4）阻尼振荡 - 振荡幅度值随时间减小的振荡，由于振荡系统克服阻力而损失能量。 阻尼振荡的周期取决于摩擦系数，并由以下公式确定：  摩擦力很小（β2 <<ω02) 阻尼振荡的周期接近于无阻尼自由振荡的周期  在实践中，阻尼程度通常以对数阻尼减量 s 为特征：  其中 Nl 是振荡幅度减小 l 倍的振荡次数。 阻尼系数和对数阻尼减量之间有一个相当简单的关系： l = bT； 5) 强迫振荡——在外力参与下系统中发生的振荡。 强迫振动的运动方程具有以下形式：  其中 F 是驱动力。 驱动力根据调和律变化 F = F0 coswt。 13.机械水 机械波是在空间中传播并携带能量的扰动。 机械波有两种类型：弹性波和液体表面的波。 弹性波的产生是由于介质粒子之间存在的键：一个粒子从平衡位置的运动导致相邻粒子的运动。 横波是一种波，其方向和传播与介质各点的振荡方向垂直。 纵波是一种波，其方向和传播与介质各点的振荡方向一致。 谐波的波面是介质中的单连通面，它是介质与谐波行波的一系列振荡点在几何上或同相（同相）。 波前是目前最远的波面，波到现在为止。 平面波是一种波，其波前是垂直于波传播的平面。 球面波 - 波面为球面，半径与波传播方向一致。 惠更斯原理。 扰动到达的介质的每个点本身都成为次级球面波的来源。 波传播速度（相位） - 谐波的等相位表面的传播速度。 波速等于波的振荡频率与波长的乘积： n = lυ。 驻波是介质的一种状态，其中振荡点运动的最大值和最小值的位置不随时间改变。 弹性波 - 在固体、液体和气体介质中传播的弹性扰动（例如，地震期间地壳中出现的波，气体、液体和固体中的声波和超声波）。 冲击波是机械波的一种常见例子。 声波 - 弹性介质颗粒的振荡运动，以弹性波（压缩变形、剪切，通过波从介质的一点传递到另一点）的形式在气态、液态和固态介质中传播。 声波作用于人类听觉器官，如果相应的振动频率在 16 - 2 小时 104 Hz（可听声音）范围内，则能够引起声音感觉。 频率小于16赫兹的弹性波称为次声波，频率大于16赫兹的弹性波称为超声波。 声速是声波在弹性介质中的相速度。 不同环境下声速不同。 空气中的声速为330-340 m/s（取决于空气的状态）。 声音的响度与声源和波中的振荡能量有关，因此取决于振荡的幅度。 音高 - 声音的质量，由人主观通过耳朵确定，主要取决于声音的频率。 14. 多普勒效应 多普勒效应是接收器记录的波的频率变化，这是由于这些波源和接收器的移动而发生的。 例如，当一列快速移动的火车接近静止的观察者时，后者发出的声音信号的音调较高，而当火车驶离时，它的声音信号的音调低于同一列火车在车站时发出的信号的音调。 让我们假设观察者正以速度 v 接近相对于介质静止的波源。 同时，它在同一时间间隔内遇到的波比没有运动时更多。 这意味着感知频率 vy 大于源发出的波的频率。 但如果波长、频率和波传播速度与以下相关：  多普勒效应可用于确定物体在介质中的速度。 对于医学而言，这一点尤为重要。 例如，考虑这种情况。 超声波发生器以某种技术系统的形式与接收器相结合。 技术系统相对于环境是固定的。 在速度为 u 的介质中0 一个物体（身体）正在移动。 发生器发射频率为 v 的超声波1. 运动物体感知频率 v1，可以通过以下公式找到：  其中 v 是机械波（超声波）的传播速度。 在医疗应用中，超声波的速度远大于物体的速度 (你 > 你0)。 对于这些情况，我们有：  多普勒效应用于确定血流速度、瓣膜和心脏壁（多普勒超声心动图）和其他器官的运动速度； 波能量流。 波动过程与能量的传播有关。 能量的一个定量特征是能量的流动。 波浪能通量等于波浪通过某个表面所携带的能量与该能量传递的时间之比：  波浪能通量的单位是瓦特（W）。 与垂直于波传播方向的面积有关的波能通量称为波能通量密度或波强度。 15. 声学 声学是一个物理学领域，研究从最低频率到最高频率（1012-1013 Hz）的弹性振动和波。 现代声学涵盖了广泛的问题，它包括多个部分：物理声学，研究弹性波在各种介质中的传播特性，生理声学，研究声音接收和发声器官的结构。人和动物等 声学被理解为声音的学说，即人耳感知的气体、液体和固体中的弹性振动和波（频率从 16 到 20 赫兹）。 听觉是听觉感觉的对象，因此它是由人主观评价的。 感知音调，一个人通过高度来区分它们。 音高是一种主观特征，主要由基音的频率决定。 在较小程度上，音高取决于音调的复杂性及其强度：强度较大的声音被认为是较低音调的声音。 声音的音色几乎完全由其频谱成分决定。 不同的声谱对应于不同的音色，尽管基音和音高是相同的。 响度表征听觉感受的水平。 虽然响度是主观的，但可以通过比较两个来源的听觉感受来量化。 响度等级的创建基于韦伯-费希纳的心理物理定律。 根据该定律，如果刺激呈指数增加（即相同的次数），则该刺激的感觉将以算术级数增加（即相同的量）。 对于声音来说，这意味着如果声音强度呈现一系列连续的值，例如a10、a210、a310（a是某个系数，a>I）等，那么对应的声音响度感觉等于E0、2E0、3E0等。从数学上来说，这意味着声音响度与声音强度的对数成正比。 如果有两个强度为 I 和 I 的声音刺激0， 和我0 - 听力阈值，然后根据韦伯-费希纳定律，相对于它的响度与强度有关，如下所示：  其中 k 是取决于频率和强度的一些比例因子。 测量声音敏锐度的方法称为测听法。 通过特殊设备（听力计）上的听力测定，确定不同频率的听觉阈值； 产生的曲线称为听力图。 将病人的听力图与正常的听力阈值曲线进行比较有助于诊断听力器官的疾病。 16.临床中健全研究方法的物理基础 声音和光一样，都是信息的来源，这是它的主要意义。 大自然的声音、我们周围人的谈话、工作机器的噪音告诉我们很多。 要想象声音对于一个人的意义，只要暂时剥夺自己感知声音的能力——闭上耳朵就足够了。 当然，声音也可以成为有关人体内部器官状态的信息来源。 一种常见的诊断疾病的可靠方法是听诊（听）。 对于听诊，使用听诊器或电话内窥镜。 电话内窥镜由一个中空的胶囊组成，在病人的身体上有一个传声膜，橡胶管从它通到医生的耳朵。 在空心胶囊中，发生气柱的共振，结果声音被放大，听诊得到改善。 在肺部听诊时，会听到呼吸音、各种喘息，这是疾病的特征。 通过改变心音和噪音的出现，可以判断心脏活动的状态。 使用听诊，您可以确定胃和肠蠕动的存在，听听胎儿的心跳。 为了教育目的或在咨询期间由多个研究人员同时收听患者，使用包括麦克风、放大器和扬声器或多个电话的系统。 为了诊断心脏活动的状态，使用类似于听诊并称为心音图 (FCG) 的方法。 该方法包括心音和杂音的图形记录及其诊断解释。 使用心音图仪记录心音图，心音图仪由麦克风、放大器、频率滤波器系统和记录设备组成。 与上述两种发声方法根本不同的是打击乐。 使用这种方法，当身体各个部位被敲击时，它们会发出声音。 从示意图上看，人体可以表示为充气（肺）、液体（内脏）和固体（骨骼）体积的组合。 当撞击身体表面时，会发生振荡，其频率范围很广。 在这个范围内，一些振动会很快消失，而另一些与空隙的自然振动相一致，会加强，并且由于共振，会被听到。 有经验的医生通过敲击声的音调来确定内脏器官的状态和位置（张力）。 17. 听力物理学 听觉系统将声波的直接接收器与大脑连接起来。 使用控制论的概念，我们可以说听觉系统接收、处理和传输信息。 从整个听觉系统来看，出于听觉物理的考虑，外耳、中耳和内耳是有区别的。 外耳由耳廓和外耳道组成。 人类的耳廓对于听力并不起重要作用。 它有助于确定声源在其位置的定位——来自声源的声音进入耳廓。 根据声源在垂直平面中的位置，声波因其特定的形状而在耳廓上发生不同的衍射。 这也导致进入耳道的声波的频谱成分发生不同的变化。 人们已经学会将声波频谱的变化与声源的方向联系起来。 声源在水平面上的不同方向将对应于相位差。 据信，听力正常的人可以以 3° 的精度确定声源的方向，这对应于 - 6° 的相位差。 因此，可以假设人能够以6°的精度辨别进入耳朵的声波相位差的变化。 除了相位差之外，不同耳朵的声音强度差异以及从头部到一只耳朵的“声影”都有助于双耳效果。 人耳道的长度约为 2,3 厘米； 因此，声共振发生在以下频率：  中耳最重要的部分是鼓膜和听小骨：锤骨、砧骨和镫骨以及相应的肌肉、肌腱和韧带。 骨骼系统的一端通过锤骨与鼓膜连接，另一端通过带有内耳椭圆形窗口的马镫连接。 声压作用于鼓膜，产生力F1 = P.1 S1 (P1 - 声压，S1 - 正方形）。 听骨系统的工作原理就像一个杠杆，人类内耳的力量增加了 1,3 倍。 中耳的另一个功能是在高强度声音的情况下减弱振动的传递。 人类耳蜗是一种骨结构，长约3,5毫米，形状为胶囊状螺旋，有2-3/4个螺纹。 三个运河沿着耳蜗延伸。 其中之一从卵圆窗开始，称为前庭阶。 另一条通道来自圆窗，称为鼓室阶梯。 前庭和鼓室阶在耳蜗穹顶区域通过一个小开口（耳蜗）连接。 在耳蜗管和鼓阶之间，主膜（基底膜）沿着耳蜗延伸。 它上面是柯蒂氏器，含有受体（毛）细胞，听觉神经来自耳蜗。 18、超声及其在医学上的应用 超声波是固体、液体或气体介质的粒子的高频机械振动，人耳听不到。 超声波振荡的频率在每秒 20 次以上，即高于听力阈值。 出于治疗目的，超声波以每秒 800 到 000 次振动的频率使用。 称为超声波换能器的设备用于产生超声波。 使用最广泛的机电发射器。 超声波在医学中的应用与其分布和特性的特殊性有关。 从物理性质来看，超声波与声音一样，是一种机械（弹性）波。 然而，超声波的波长比声波的波长小得多。 各种声阻抗越大，超声波在不同介质边界处的反射和折射越强。 超声波的反射取决于受影响区域的入射角——入射角越大，反射系数越大。 在体内，频率为800-1000kHz的超声波传播到8-10cm的深度，频率为2500-3000Hz的超声波传播到1,0-3,0cm。超声波被组织吸收不均匀：声密度越高，吸收越低。 超声治疗过程中作用于人体的三个因素： 1）机械——细胞和组织的振动微按摩； 2）热 - 组织温度和细胞膜渗透性的增加; 3）物理和化学——刺激组织新陈代谢和再生过程。 超声波的生物效应取决于它的剂量，它可以刺激、抑制甚至破坏组织。 最适合治疗和预防效果的是小剂量的超声波（高达 1,2 W/cm2），尤其是在脉冲模式下。 它们能够提供镇痛、防腐（抗菌）、血管扩张、消退、抗炎、脱敏（抗过敏）作用。 在理疗实践中，主要使用三个系列的国产器械：UZT-1、UZT-2、UZT-3。 超声不适用于大脑区域、颈椎、骨突起、骨骼生长区域、严重循环障碍的组织、怀孕期间的腹部、阴囊。 谨慎地，超声用于心脏、内分泌器官的区域。 区分连续超声和脉冲超声。 连续超声波称为连续超声波流。 这种类型的辐射主要用于影响软组织和关节。 脉冲超声波是一种不连续的辐射，即超声波以特定间隔以单独的脉冲形式发送。 19. 流体力学 流体动力学是物理学的一个分支，研究不可压缩流体的运动及其与周围固体的相互作用、变形理论和物质的流动性。 测量粘度的一套方法称为粘度测定法，用于此类目的的仪器称为粘度计。 粘度测定最常用的方法——毛细管——是测量已知质量的液体在一定压降下在重力作用下流过毛细管的时间。 毛细管粘度计用于测定血液的粘度。 还使用旋转粘度计，其中液体位于两个同轴体（例如圆柱体）之间的间隙中。 其中一个气缸（转子）旋转，而另一个则不活动。 粘度是通过转子的角速度来测量的，该角速度在固定圆筒上产生一定的力矩，或者通过作用在固定圆筒上的力的力矩来测量，或者通过在给定的转子旋转角速度下作用在固定圆筒上的力的力矩来测量。 借助旋转粘度计，可以测定液体的粘度 - 润滑油、熔融硅酸盐和金属、高粘度清漆和粘合剂、粘土溶液。 目前，该诊所使用带有两个毛细血管的 Hess 粘度计来确定血液粘度。 在赫斯粘度计中，血液的体积总是一样的，水的体积是用管子上的刻度来测量的，所以可以直接得到血液的相对粘度值。 人体血液的粘度通常为0,4-0,5 Pas，病理范围为0,17-2,23 Pas，影响红细胞沉降率（ESR）。 静脉血的粘度略高于动脉血。 层流和湍流。 雷诺数。 流体流动可以是分层的或层流的。 由于管道横截面压力的不均匀性，粘性流体的流速增加会产生漩涡，并且运动会变成涡流或湍流。 在湍流中，各处粒子的速度是随机变化的，运动是不稳定的。 运动粘度比动态粘度更充分地考虑了内部摩擦对液体或气体流动性质的影响。 因此，水的粘度大约是空气的 100 倍（在 0 °C 时），但水的运动粘度比空气的低 10 倍，因此粘度对水体性质的影响更大。空气的流动大于水。 液体或气体的流动性质取决于管道的尺寸。 动脉中的血液流动通常是层流的，瓣膜附近会出现轻微的湍流。 在病理学上，当粘度低于正常值时，雷诺数可能高于临界值，运动会变得湍流。 20. 固体和生物组织的力学性能 实体的一个特征是保持其形状的能力。 固体可分为结晶和无定形。 晶态的一个显着特征是各向异性——物理特性（机械、热、电、光学）对方向的依赖性。 晶体各向异性的原因在于构成晶体的原子或分子的有序排列，这体现在单个单晶体的正确外部刻面上。 然而，通常，晶体以多晶体的形式存在——一组共生、随机取向的单个小晶体（微晶）。 根据节点中粒子的性质和相互作用力的性质，晶格分为 4 种类型：离子晶格、原子晶格、金属晶格和分子晶格。 带正电的金属离子位于金属晶格的所有节点中。 电子在它们之间随机移动。 非晶态物体内部结构的主要特征是原子或原子团沿整个物体各个方向排列的严格重复。 相同条件下的无定形体具有比晶体大的比容、熵和内能。 无定形状态是性质非常不同的物质的特征。 在低压和高温下，这种状态的物质流动性很大：低分子量是液体，高分子量是高弹性状态。 随着温度的降低和压力的增加，无定形物质的流动性降低，它们都变成了固体。 聚合物是分子是由大量原子或原子团通过化学键连接而成的长链的物质。 聚合物化学结构的特殊性也决定了其特殊的物理性能。 高分子材料包括几乎所有的生物和植物材料，如羊毛、皮革、角、毛发、丝绸、棉花、天然橡胶等，以及各种合成材料——合成橡胶、塑料、纤维等。 医学界非常感兴趣的是组织粘合剂（例如，α-氰基丙烯酸烷基酯、对-丁基-α-锌丙烯酸酯），它们迅速聚合成薄膜，用于在不缝合的情况下闭合伤口。 液晶是同时具有液体和晶体性质的物质。 根据它们的机械特性，这些物质类似于液体——它们会流动。 根据分子有序的性质，区分向列液晶和近晶液晶。 在向列液晶中，分子平行取向，但它们的中心随机定位。 近晶晶体由平行层组成，其中分子有序。 一类特殊的晶体由胆甾型晶体组成（其结构是含有胆固醇的化合物的特征）。 21. 生物组织的力学性能 根据生物组织的力学性能了解它们的两个品种。 一是与生物运动有关的过程：动物的肌肉收缩、细胞生长、细胞分裂过程中染色体的运动等。这些过程是由化学过程引起的，由ATP提供能量，它们的性质被认为是生物化学课程。 传统上，这组被称为生物系统的主动机械特性。 骨。 骨是肌肉骨骼系统的主要材料。 致密骨组织的质量（0,5体积）的三分之二是由无机材料组成，骨的矿物质是羟基铁矿3 Ca3（PO）x Ca（OH）2。 该物质以微观晶体的形式存在。 骨组织的密度为 2400 kg/m3，其机械性能取决于许多因素，包括年龄、生物体的个体生长条件，当然还有生物体的部位。 骨骼的结构赋予了它必要的机械性能：硬度、弹性和强度。 皮革。 它由胶原蛋白和弹性蛋白纤维以及主要组织——基质组成。 胶原蛋白约占干重的75%，弹性蛋白约占4%。 弹性蛋白的拉伸能力非常强（高达 200-300%），就像橡胶一样。 胶原蛋白的拉伸能力可达10%，相当于尼龙纤维。 因此，皮肤是一种具有高弹性特性的粘弹性材料，可以很好地拉伸和拉长。 肌肉。 肌肉由由胶原蛋白和弹性蛋白纤维组成的结缔组织组成。 因此，肌肉的力学性能类似于聚合物的力学性能。 骨骼肌的力学行为如下：当肌肉快速拉伸一定量时，张力急剧增加然后减小。 随着更大的变形，分子中的原子间距离会增加。 血管组织（血管组织）。 血管的力学性能主要由胶原蛋白、弹性蛋白和平滑肌纤维的性能决定。 血管组织中这些成分的含量随着循环系统的走向而变化：颈总动脉中弹性蛋白与胶原蛋白的比例为2：1，股动脉中为1：2。随着远离心脏，平滑肌纤维的比例增加，在小动脉中它们已是血管组织的主要成分。 在对血管组织机械性能的详细研究中，区分了样品是如何从血管中切出的（沿血管或穿过血管）。 可以将容器的变形作为一个整体来考虑，这是由于来自内部的压力作用在弹性圆柱体上的结果。 圆柱形容器的两半沿圆柱壁的截面相互影响。 这个交互截面的总面积是2hl。 如果血管壁存在机械应力 s，则血管两半之间的相互作用力等于： F = sx2hl。 22. 血流动力学的物理问题 血流动力学是研究血液通过血管系统运动的生物力学领域。 血流动力学的物理基础是流体动力学。 每搏血量（心室在一个收缩期排出的血量）、循环系统外周部分的液压阻力 X0 和动脉压力的变化之间存在关系：因为血液在一个弹性容器中，它的体积在任何时候都取决于压力 p，其比例如下： v=v0 +kp, 其中k——弹性，储层的弹性； v0 - 没有压力时的油箱容积（p = 0）。 弹性储存器（动脉）从心脏接收血液，体积血流量等于 Q。 从弹性储存器中，血液以体积血流量 Q 流出0 在外周系统（小动脉、毛细血管）中。 你可以做出一个相当明显的等式：  表明来自心脏的血流体积速度等于弹性储液器体积的增加速度。 脉冲波。 当心肌收缩（收缩期）时，血液从心脏喷射到主动脉和从主动脉延伸的动脉中。 如果这些血管的壁是坚硬的，那么心脏出口处血液中产生的压力就会以声速传递到周围。 正常人体收缩压约为 16 kPa。 在心脏舒张（舒张期）期间，扩张的血管消退，心脏通过血液传递给血管的势能转化为血流的动能，同时维持大约11 kPa的舒张压。 脉冲波以5-10m/s甚至更高的速度传播。 血液的粘度和血管壁的弹性粘性特性降低了波的振幅。 对于谐波脉冲波，您可以写出以下方程：  其中p0 - 脉搏波中的压力幅度； x - 从振动源（心脏）到任意点的距离； t——时间； w - 振荡的圆频率； c 是确定波衰减的某个常数。 脉冲波长可由下式求出：  其中 E 是弹性模量； p 是容器物质的密度； h 为容器壁厚； d 是容器的直径。 23.心的功与力。 心肺机 心脏所做的工作用于克服阻力并将动能传递给血液。 计算左心室单次收缩所做的功。 Vу - 圆柱体形式的血液每搏量。 我们可以假设心脏通过具有横截面 S 的主动脉以平均压力 p 将这个体积供应到距离 I。 完成的工作等于： A1=FI=pSI=pVy. 将动能传递给该体积的血液所花费的功是：  其中 p 是血液的密度； υ - 主动脉中的血流速度。 因此，心脏左心室在收缩时的功为：  由于右心室做功等于左心室做功的 0,2，因此单次收缩时整个心脏的做功等于：  这个公式对于身体的休息和活动状态都有效，但这些状态的血流量不同。 测量血压的化学方法的物理基础。 身体参数——血压——在许多疾病的诊断中起着重要作用。 任何动脉的收缩压和舒张压都可以用连接到压力计的针直接测量。 然而，在医学上，广泛采用的是N.S.科罗特科夫提出的无血方法。 该方法的实质是：将袖带套在手臂的肩部和肘部之间。 当通过软管将空气泵入袖带时，手臂会受到压缩。 然后，通过同一软管释放空气，并使用压力计测量袖带中的气压。 释放空气，降低袖带及其接触的软组织中的压力。 当压力等于收缩压时，血液将能够突破受挤压的动脉 - 发生湍流。 医生在测量压力时将听音内窥镜放置在袖带下方的动脉上（即距心脏较远的位置），聆听伴随此过程的特征音调和噪音。 通过继续降低袖带中的压力，可以恢复血液的层流，这可以通过可听音调的急剧减弱来明显看出。 与动脉层流恢复相对应的袖带压力被记录为舒张压。 为了测量血压，需要使用一些设备 - 带水银压力计的血压计、带金属膜压力计的血压计。 24. 热力学 热力学被理解为物理学的一个分支，它考虑系统之间的能量交换，而不考虑构成系统的物体的微观结构。 平衡系统（或达到平衡的系统）的热力学和非平衡系统的热力学之间存在区别，这在考虑生物系统时起着特殊的作用。 热力学的基本概念。 热力学第一定律。 热力学系统的状态由称为参数的物理量（如体积、压力、温度、密度等）表征。 如果系统在与周围物体相互作用过程中的参数不随时间变化，则系统的状态称为静止状态。 在处于稳态的系统的不同部位，参数的值通常不同：人体不同部位的温度、生物膜不同部位的扩散分子浓度等。稳态是由于能量和物质流通过系统而保持。 在静止状态下，可能存在与周围系统（开放系统）交换能量和物质的系统，或仅交换能量（封闭系统）的系统。 不与周围物体交换能量或物质的热力学系统称为孤立的。 一个孤立的系统最终达到热力学平衡状态。 在这种状态下，与静止状态一样，系统的参数随时间保持不变。 然而，重要的是，在平衡状态下，不依赖于粒子质量或数量的参数（压力、温度等）在该系统的不同部分中是相同的。 任何热力学系统都不会是孤立的，因为不可能用不导热的壳包围它。 孤立系统被认为是一种方便的热力学模型。 热过程的能量守恒定律被表述为热力学第一定律。 传递到系统的热量会改变系统的内部能量和系统的工作性能。 系统的内能被理解为构成系统的粒子的动能和势能之和。 内能是系统状态的函数，对于这个状态有一个明确的值：DU是系统最终和初始状态对应的两个内能值之差： 杜=U2-U1 热量和功一样，是过程的函数，而不是状态。 热力学第一定律可以写成： dQ = dU + dA。 Q、A、DU 和 dQ、dA、dU 的值可以是正的（热量由外部物体传递到系统，内部能量增加）或负值（热量从系统中移出，内部能量减少）。 25. 热力学第二定律。 熵 热力学第二定律有几种表述：热量本身不能从温度较低的物体传递到温度较高的物体（克劳修斯的表述），或者第二类永动机是不可能的（汤姆森的表述） . 如果一个过程可以通过所有中间状态完成反向过程，使得系统恢复到原来的状态后，周围物体不发生变化，则该过程称为可逆过程。 热机或直接循环的效率是所做的功与工作物质从加热器接收的热量之比：  由于热机的功是靠热量来做的，而且工作物质的内能在每个循环中不发生变化（DU = 0），因此由热力学第一定律得出，循环过程中的功为等于热量的代数和： A = Q1 + Q2. 因此：  热量Q1，工作物质接受的热量为正，工作物质给冰箱的热量Q2为负。 一个可逆过程所减少的热量之和可以表示为某个系统状态函数的两个值之差，称为熵：  哪里2 和S1 - 熵，分别在最后的第二和最初的第一状态。 熵是系统状态的函数，两个状态的值之差等于系统从一种状态到另一种状态的可逆转变过程中减少的热量之和。 熵的物理意义：  如果系统已经从一种状态转移到另一种状态，那么，无论过程的性质如何，熵的变化都可以通过以下公式计算出这些状态之间发生的任何可逆过程：  其中Q是在恒定温度T下从第一态到第二态的转变过程中系统接收到的总热量。该公式用于计算熔化、汽化等过程中的熵变。 26.静止状态 熵生产原理。 作为一个开放系统的身体 上面已经描述了孤立系统中热力学过程的趋势。 然而，自然和技术中的真实过程和状态是非平衡的，并且许多系统是开放的。 这些过程和系统在非平衡热力学中被考虑。 正如在平衡热力学中，平衡状态是一种特殊状态，所以在非平衡热力学中，静止状态起着特殊的作用。 尽管在静止状态下系统中发生的必要过程（扩散、热传导等）会增加熵，但系统的熵不会改变。 让我们将系统熵 DS 的变化表示为两项之和： DS=DSi+DSl， 其中 DSi - 由于系统中不可逆过程引起的熵变化； DSl 是系统与外部物体（通过系统的流量）相互作用引起的熵的变化。 过程的不可逆性导致 DSi > 0，状态的平稳性导致 DSi = 0； 因此： DSl = DS - DSi < 0。这意味着进入系统的产物（物质和能量）的熵小于离开系统的产物的熵。 工业生产的需要刺激了热力学的最初发展。 在这个阶段（XNUMX 世纪），主要成就是与理想化过程相关的定律的制定、循环方法和热力学势的发展。 生物物体是开放的热力学系统。 它们与环境交换能量和物质。 对于一个有机体——一个静止的系统——可以写成 dS = 0, S == const, dS i> 0, dSe < 0。这意味着大的熵应该存在于排泄物中，而不是食物中。 在某些病理条件下，生物系统的熵可能会增加（dS > 0），这是由于缺乏平稳性，增加了无序性。 公式可以表示为：  或稳定状态  这表明，在生物体的正常状态下，由于内部过程而引起的熵变化率等于由于与环境进行物质和能量交换而引起的负熵变化率。 27. 测温和量热法 准确的温度测量是研究和开发以及医疗诊断的重要组成部分。 在很宽的范围内获得和测量温度的方法非常不同。 研究测量温度的方法和相关问题的物理领域称为温度计。 由于温度是由测温物质的任何特性的值决定的，它的定义包括测量诸如体积、压力、电、机械、光学、磁效应等物理参数和性质。各种温度测量方法与大量的测温物质和其中使用的特性。 温度计是一种测量温度的装置，由实现测温特性的敏感元件和测量装置（膨胀计、压力计、检流计、电位计等）组成。 测量温度的必要条件是敏感元件与物体的热平衡，从而确定物体的温度。 根据测量的温度范围不同，最常见的有液体、气体温度计、电阻温度计、热电偶温度计和高温计。 在液体温度计中，温度测量特性是体积，敏感元件是液体容器（通常是汞或酒精）。 高温计使用辐射强度作为测温特性。 在测量超低温时，顺磁体充当测温物质，测量的特性是其磁化强度对温度的依赖性。 医学上使用的水银温度计指示最高温度，称为最高温度计。 此功能源于其设计：装有汞的储液器通过狭窄部分与刻度毛细管分开，当温度计冷却时，这不允许汞返回到储液器。 还有最低温度计，可显示长时间观察到的最低温度。 为此，使用恒温器 - 温度保持恒定的装置，这可以通过自动调节器来实现，或者为此它们利用一次性转变的特性以在恒定温度下进行。 为了测量在各种物理、化学和生物过程中释放或吸收的热量，使用了多种方法，这些方法的总和构成了量热法。 量热法测量物体的热容量、相变热、溶解热、润湿热、吸附热、伴随化学反应的热、辐射能、放射性衰变等。 使用热量计进行类似的测量。 28、处理用冷热介质的物理性能 在医学上，热体或冷体用于局部加热或冷却。 通常，为此选择相对易接近的介质，其中一些也可能具有有用的机械或化学效应。 此类介质的物理特性由其用途决定。 首先，需要在相对较长的时间内产生所需的效果。 因此，所使用的介质必须具有高比热容（水、污垢）或相变比热（石蜡、冰）。 其次，直接应用于皮肤的介质不应引起疼痛。 一方面，这限制了此类介质的温度，另一方面，它鼓励选择低热容的介质。 例如，用于处理的水的温度高达 45°C，泥炭和泥浆的温度高达 50°C，因为这些环境中的热传递（对流）小于水中。 石蜡被加热到 60-70 °C，因为它的导热率较低，直接与皮肤相邻的石蜡部分会迅速冷却、结晶并延迟其余部分的热量流入。 冰被用作用于治疗的冷却介质。 近年来，低温在医学上得到了广泛的应用。 在低温下，个体器官和组织的这种保存与移植相关，当正常生活和功能的能力被保存足够长的时间时。 医生使用冷冻和解冻过程中组织破坏的低温方法来去除扁桃体、疣等。为此，制造了特殊的低温装置和冷冻探针。 在具有麻醉特性的冷的帮助下，可以破坏大脑中导致某些神经疾病（例如帕金森症）的核细胞。 显微外科手术使用将湿组织冷冻到冷金属仪器上来捕获和转移这些组织。 结合低温的医疗用途，出现了新名词：“低温医学”、“冷冻疗法”、“冷冻手术”等。 29. 生物膜中的物理过程 生物膜是细胞的重要组成部分。 它们将细胞与环境隔开，保护其免受有害的外部影响，控制细胞与其环境之间的新陈代谢，促进电势的产生，参与线粒体中通用 ATP 能量蓄能器的合成等。 膜的结构和模型 膜围绕所有细胞（血浆和外细胞膜）。 没有膜，细胞内的物质就会简单地散开，扩散会导致热力学平衡，这意味着没有生命。 我们可以说，第一个细胞是在被膜与环境隔离时出现的。 细胞内膜将细胞细分为许多封闭的室，每个室执行特定的功能。 任何膜结构的基础都是双层脂质层（主要是磷脂）。 脂质双层由两个脂质单层形成，因此两层的疏水“尾部”都指向内。 这确保了分子的疏水区域与水的接触最少。 这种膜结构的想法并没有给出许多问题的答案。 随后，提出了基于相同脂质生物层膜的模型。 这种磷脂基质就像一种二维溶剂，或多或少浸没的蛋白质漂浮在其中。 由于这些蛋白质，膜的特定功能得以全部或部分执行 - 渗透性、产生电位等。膜不是固定的、平静的结构。 脂质和蛋白质交换膜，并沿着膜平面移动（横向扩散），并穿过膜平面移动（即所谓的触发器）。 事实证明，使用膜（人造膜）的物理化学模型可以细化生物膜的结构并研究其特性。 其中三种模型使用最广泛。 第一个模型是水-空气或水-油界面处的磷脂单层。 第二个广泛使用的生物膜模型是脂质体，它就像一个完全没有蛋白质分子的生物膜。 第三种模型可以通过直接方法研究生物膜的某些特性，即生物脂质（生物层脂质）膜（BLM）。 膜执行两个重要功能：基质（即它们是基质，是保持执行不同功能的蛋白质的基础）和屏障（它们保护细胞和单个隔室免受不需要的颗粒的渗透）。 30. 膜的物理性能和参数 测量膜分子的流动性和粒子通过膜的扩散表明双脂层的行为类似于液体。 然而，膜是有序结构。 这两个事实表明，膜中的磷脂在其自然功能期间处于液晶状态。 当膜中的温度发生变化时，可以观察到相变：加热时脂质熔化，冷却时结晶。 生物层的液晶状态比固态具有更低的粘度和更大的各种物质溶解度。 液晶生物层的厚度小于固体生物层的厚度。 液态和固态的分子结构不同。 在液相中，磷脂分子可以形成空腔（扭结），其中可以引入分化物质的分子。 在这种情况下，扭结的运动将导致分子扩散穿过膜。 分子（原子）跨膜运输 膜功能的一个重要因素是它们通过或不通过分子（原子）和离子的能力。 这种粒子穿透的概率取决于它们的运动方向（例如，进入细胞或离开细胞），以及分子和离子的类型。 转移现象是不可逆过程，其结果是物理系统中发生脉冲、电荷或其他物理量的质量的空间运动（转移）。 传递现象包括扩散（物质质量的传递）、粘度（动量的传递）、导热性（能量的传递）、导电性（电荷的传递）。 跨膜存在电位差，因此，膜中存在电场。 它影响带电粒子（离子和电子）的扩散。 离子的传输由两个因素决定：它们分布的不均匀性（即浓度梯度）和电场的影响（Nernst-Planck 方程）：  该方程将固定离子通量密度与三个量相关联： 1) 给定离子的膜渗透性，表征膜结构与离子的相互作用； 2）电场； 3) 膜周围水溶液中的离子浓度。 转移现象与被动运输有关：分子和离子的扩散发生在其浓度较低的方向，离子的运动 - 与电场作用在它们上的力的方向一致。 被动传输与化学能的消耗无关，它是由于粒子向较低的电化学势移动而进行的。 31. 一种分子和离子通过生物膜的被动转移 通过活细胞中脂质层的简单扩散可确保氧气和二氧化碳的通过。 许多药用物质和毒药也能穿透脂质层。 然而，简单的扩散进行得相当缓慢，不能为细胞提供所需量的营养。 因此，膜中物质的被动转移还有其他机制，包括扩散和促进扩散（与载体结合）。 有时，或通道，称为膜的一部分，包括蛋白质分子和脂质，在膜中形成通道。 该通道不仅允许小分子，例如水分子，而且允许较大的离子通过膜。 通道可以表现出对不同离子的选择性。 通过特殊的载体分子促进离子传输的扩散。 休息潜力。 细胞的表面膜对不同离子的渗透性不同。 此外，任何特定离子的浓度在膜的不同侧面都是不同的，最有利的离子组成保持在细胞内。 这些因素导致在正常功能的细胞中出现细胞质和环境之间的电位差（静息电位）。 Na+、K+、Cl- 离子对静息电位的产生和维持做出了主要贡献。 全部的 考虑到它们的符号，这些电子的通量密度等于： J=JNA + J.K + J.CI-。 在静止状态下，总通量密度为零，即单位时间通过膜进入细胞的不同离子的数量等于通过膜离开细胞的数量： j = 0。 Goldman-Hodgkin-Katz 方程（无量纲电位返回电）：  细胞内外各种浓度的离子是由离子泵（主动运输系统）产生的。 对静息电位的主要贡献仅是 K+ 和 Cl- 离子。 动作电位及其传播 兴奋时，细胞与环境之间的电位差发生变化，产生动作电位。 动作电位在神经纤维中传播。 动作电位沿神经纤维的传播以自波的形式发生。 可兴奋细胞是活性介质：沿着光滑的无髓神经纤维的兴奋传播率大约与其半径的平方根成正比 (υ≈√r)。 32. 电动力学 电和磁现象与物质存在的特殊形式——电场和磁场及其影响有关。 这些场通常是相互关联的，以至于习惯上称为单个电场。 电磁现象具有生物医学应用的三个领域。 第一个是了解体内发生的电过程，以及生物介质的电和磁特性的知识。 第二个方向与了解电磁场对人体的影响机制有关。 第三个方向是仪器仪表、硬件。 电动力学是电子学，尤其是医疗电子学的理论基础。 能量场是一种物质，通过该物质对该场中的电荷施加力。 由生物结构产生的电场特性是有关身体状态的信息来源。 张力和电位 - 电场的特性。 电场的功率特性是强度等于作用在场给定点上的点电荷与该电荷的比值： E=F/q 张力是一个矢量，其方向与作用在正电荷场给定点上的力的方向一致。 电场强度由三个方程表示： Ex =f1 （x、y、z）； Ey =f2 （x、y、z）； Ez =f3(x,y,z), 哪里Eх,Eу 和 Ez - 强度矢量在用于描述场的相应坐标轴上的投影。 电场的能量特征是电势。 场的两点之间的电位差是当点正电荷从场的一个点移动到另一个点时，场的力所做的功与该电荷的比率：  其中 F1 和 F2 - 电场点 1 和 2 的电位。 两点之间的电位差取决于电场的强度。 与电位差一起，电位的概念被用作电场的特征。 不同点的电位可以表示为具有相同电位的表面（等电位表面）。 现有的电气测量仪器旨在测量电位差，而不是强度。 33. 电偶极子和多极子 电偶极子是由两个彼此相距一定距离的相等但符号点相反的电荷（偶极臂）组成的系统。 偶极子的主要特征是其电（或偶极）矩 - 等于电荷与偶极子臂的乘积的矢量，从负电荷指向正电荷： p = dl。 偶极子的电力矩单位是库仑计。 均匀电场中的偶极子所承受的扭矩取决于电矩、偶极子在场中的方向和场强。 力作用在偶极子上，取决于其电矩和场不均匀程度 dE/dx 如果偶极子在不均匀的电场中而不是沿着力线定向，那么扭矩也会作用在它上面。 自由偶极子几乎总是被吸引到高场强区域。 偶极子是具有一定对称性的电荷系统的特例。 这种电荷分布的总称是电多极（I = 0、1、2等），多极电荷的数量由表达式 2 确定1. 因此，零阶多极子 (20 = 1) 是单点电荷，一阶多极子 (21 = 2) 是偶极子，二阶多极子 (22 = 4) 是四极子，三阶多极子 (23 = 8) 是四极子。多极子 (XNUMX = XNUMX) 是八极子，等等。 e. 多极子场的电势在距它很远的地方减小（R > d，其中 d 是多极子的尺寸） 与 I/R 成正比1 1 +. 如果电荷分布在空间的某个区域，则电荷系统外电场的电位可以表示为一些近似级数：  这里 R 是从电荷系统到具有势 Ф 的 A 点的距离； f1，女2，女3…… - 某些功能取决于多极杆的类型、电荷和指向 A 点的方向。 第一项对应于单极子，第二项对应于偶极子，第三项对应于四极子，依此类推。在中性电荷系统的情况下，第一项等于 XNUMX。 偶极子发电机（电流偶极子） 在真空或理想绝缘体中，电偶极子可以持续任意长的时间。 然而，在实际情况（导电介质）中，在偶极子的电场作用下，发生自由电荷的运动，偶极子被中和。 外部电路中的电流强度将几乎保持不变，它几乎不依赖于介质的特性。 这种由电流源和电流漏极组成的两极系统称为偶极发电机或电流偶极子。 34.心电图物理基础 活组织是电势（生物电势）的来源。 用于诊断目的的组织和器官的生物电势的登记称为电描记术。 这种通用术语相对较少使用，相应诊断方法的具体名称更为常见：心电图（ECG） - 记录心肌兴奋时发生的生物电势，肌电图（EMG） - 记录生物电的方法肌肉活动、脑电图 (EEG) - 一种记录大脑生物电活动的方法等。 在大多数情况下，电极不是直接从器官（心脏、大脑）获取生物电势，而是从由该器官产生电场的其他相邻组织获取生物电势。 在临床方面，这极大地简化了注册程序本身，使其安全且简单。 电描记法的物理方法在于创建（选择）一个与“可移除”电势图像相对应的发电机模型。 整个心脏在电气上被表示为某种形式的真实设备形式的发电机，以及形状像人体的导体中的一组电源。 在导体表面，等效发电机运行时，在心脏活动时，人体表面会产生电压。 如果使用偶极等效发电机，则很有可能模拟心脏的电活动。 心脏的偶极子观点是艾因托芬的先导理论的基础。 据她介绍，心脏是这样一个偶极子，其偶极矩会在心动周期中旋转、改变其位置和应用点。 V. Einthoven 建议测量等边三角形顶点之间的心脏生物电势差，这些顶点大致位于左右臂和左腿。 根据生理学家的术语，身体两点之间记录的生物电势差称为外展。 有导联I（右手-左手）、导联II（右手-左腿）和导联III（左手-左脚）。 根据 V. Einthoven 的说法，心脏位于三角形的中心。 由于偶极子——心脏——的电矩随时间变化，导线上会产生暂时的电压，称为心电图。 心电图无法给出空间方向的概念。 然而，出于诊断目的，这些信息很重要。 在这方面，使用了一种称为心脏矢量描记术的心脏电场空间研究方法。 心向量图是对应于向量末端的点的轨迹，其位置在心动周期期间发生变化。 35. 电流 电流通常被理解为电荷的定向运动。 区分传导电流和对流电流。 传导电流是导体中电荷的定向运动：金属中的电子、半导体中的电子和空穴、电解质中的离子、气体中的离子和电子。 对流是真空中带电体的运动以及电子或其他带电粒子的流动。 电流密度是电流的矢量特征，数值上等于通过小表面元素的电流强度与形成电流的带电粒子运动方向垂直的电流强度与此面积的比值元素： j = dl/dS 如果这个公式乘以载流子的电荷 q，那么我们得到电流密度： j = qj = qnv。 向量形式： j = qnv。 矢量 j 与流线相切。 对于当前强度，我们写出如下表达式： j=dq/dt。 电流强度是电荷通过某一截面或表面的时间导数。 为了使直流电流流过导体，必须在其末端保持电位差。 这是由当前资源完成的。 电源的电动势是一个数值，它在数值上等于在整个电路中移动单个正电荷时外力所做的功。 在实践中，外力的功只有在电流源内部才不同于零。 外力与单位正电荷的比值等于外力的场强： ECT = FCT/q 电动势对应于电流源中电位的突然变化。 电解质的电导率。 生物流体是电解质，其电导率类似于金属的电导率：在这两种介质中，与气体不同，载流子独立于电场而存在。 离子在电场中的运动方向可以近似认为是均匀的，而电场作用在离子上的力 qE 等于摩擦力 rv： qE = rv, 我们从哪里得到： v = bE。 比例系数 b 称为离子迁移率。 36. 直流电下生物组织和液体的电导率。 气体放电 生物组织和器官是相当不均匀的结构，具有不同的电阻，在电流的作用下会发生变化。 这使得难以测量活的生物系统的电阻。 位于直接施加在身体表面的电极之间的身体各个部分的导电性在很大程度上取决于皮肤和皮下层的电阻。 在体内，电流主要通过血液和淋巴管、肌肉和神经干的鞘层传播。 反过来，皮肤的抵抗力取决于其状况：厚度、年龄、湿度等。 组织和器官的电导率取决于它们的功能状态，因此可以用作诊断指标。 因此，例如，在炎症期间，当细胞膨胀时，细胞间连接的横截面会减小，电阻会增加； 导致出汗的生理现象伴随着皮肤的导电性增加等。 仅由中性粒子组成的气体是绝缘体。 如果它被电离，它就会变成导电的。 任何能引起气体分子和原子电离的装置、现象、因素都称为离子发生器。 它们可以是光、X 射线、火焰、电离辐射等。当向空气中喷射极性液体（球电效应）时，也可以在空气中形成电荷，即分子具有恒定电偶极矩的液体。 因此，例如，当在空气中压碎时，水会分解成带电液滴。 大水滴的电荷符号（硬水为正）与最小水滴的电荷符号相反。 较大的液滴相对较快地沉降，在空气中留下带负电荷的水颗粒。 在喷泉处观察到这种现象。 气体的电导率也取决于二次电离。 内部电子的电离电位要高得多。 在陆地条件下，由于天然电离器的作用，空气中几乎总是含有一定量的离子，主要是土壤和气体中的放射性物质以及宇宙辐射。 空气中的离子和电子可以通过连接中性分子和悬浮颗粒，形成更复杂的离子。 大气中的这些离子称为空气离子。 它们不仅在符号上不同，而且在质量上也不同，它们有条件地分为轻（气体离子）和重（悬浮带电粒子——灰尘粒子、烟雾和湿气粒子）。 重离子对身体有害，轻离子和大多数负离子对身体有益。 它们用于治疗（空气离子疗法）。 37. 磁场 磁场被称为所有物质，通过磁场对放置在场中的移动电荷以及具有磁矩的其他物体施加力。 对于磁场和静电场来说，都存在一个定量特征——磁矩（矢量）。 磁场中某一点的磁感应强度等于均匀磁场中电流作用在回路上的最大转矩与该回路磁矩的比值。 磁通量的单位是韦伯（Wb）： 1Wb = 1Tlm2。 Tl 是磁感应的单位（特斯拉）。 从公式可以看出，流量既可以是正的，也可以是负的。 安培定律。 在磁场中有电流的电路的能量。 磁场的主要表现之一是它对移动电荷和电流的力效应。 A. M. Ampere 确立了决定这种力效应的定律。 在磁场中的导体中，我们选择了一个相当小的截面 dI，它被认为是指向电流的矢量。 乘积 IdI 称为当前元素。 磁场作用在电流元件上的力等于： dF = kIB sinb × dl， 其中k是比例系数； 或以矢量形式 dF = ldl × B。 这些比率表达了安培定律。 根据安培定律作用在磁场中的载流导体上的力是其作用于产生该电流的移动电荷的结果。 作用在单独的移动电荷上的力由施加在载流导体上的力 F 与其中载流子总数 N 之比决定： fЛ =F/N（ⅰ） 目前的实力是： 我 = jS， F = jSBL sinb， 其中 j 是电流密度。 我们得到： F = jSBL sinb = qnvSBL sinb2, 其中 n =N/ SI 是粒子的浓度。 将最后一个表达式代入第一个表达式，我们得到一个表达式，表示磁场作用在一个单独的移动电荷上的力，称为洛伦兹力：  洛伦兹力的方向可以从方程的矢量符号确定 fn = qvB。 38. 磁场强度及其其他性质 磁场的强度取决于介质的性质，仅由流过电路的电流强度决定。 直流电产生的磁场强度由其各个元素产生的磁场强度组成（Biot-Savart-Laplace Law）：  （dH - 张力，k - 比例系数，di 和 r - 向量）。 通过积分，我们可以找到由电流电路或该电路的一部分产生的磁场强度：  圆形是以圆形形式流过导体的电流。 该电流也对应于循环旋转的电荷。 知道磁场的强度和介质的相对磁导率，就可以求出磁感应强度： B = M + M0H = mNf(2r)。 物质的磁性 不存在这样的物质，当它们被置于磁场中时其状态不会改变。 此外，在磁场中，物质本身就成为磁场的来源。 从这个意义上讲，所有物质都称为磁铁。 由于磁体的宏观差异是由于其结构造成的，因此建议考虑电子、原子核、原子和分子的磁特性，以及这些粒子在磁场中的行为。 粒子的磁矩与其动量矩的比值称为磁力学。 这些关系表明，磁矩和机械（动量）矩之间存在明确的“硬”联系； 这种联系体现在磁机械现象中。 磁力学现象使得确定磁力学关系成为可能，并在此基础上得出关于轨道或自旋磁矩在磁化过程中的作用的结论。 因此，例如，爱因斯坦的实验表明，电子的自旋磁矩是造成铁磁（铁磁）材料磁化的原因。 原子核、原子和分子也具有磁矩。 分子的磁矩是组成它的原子的磁矩的矢量和。 磁场作用于具有磁矩的粒子的方向，因此物质被磁化。 物质的磁化程度以磁化强度为特征。 磁化矢量的平均值等于位于磁体体积内的所有粒子的总磁矩 Spmi 与该体积的比值：  因此，磁化强度是磁体每单位体积的平均磁矩。 磁化强度的单位是安培每米 (A/m)。 39. 磁铁的性质和人体组织的磁性 顺磁性分子具有非零磁矩。 在没有磁场的情况下，这些磁矩随机排列，磁化强度为零。 磁矩的有序程度取决于两个相反的因素——磁场和分子混沌运动，因此磁化强度取决于磁感应强度和温度。 在真空中的非均匀磁场中，顺磁性物质的粒子朝着更高的磁感应值移动，正如他们所说，它们被吸引到场中。 顺磁体包括铝、氧、钼等。 抗磁性是所有物质所固有的。 在顺磁体中，抗磁性被更强的顺磁性覆盖。 如果分子的磁矩为零或小到抗磁性超过顺磁性，则由这种分子组成的物质称为抗磁性。 抗磁体的磁化方向与磁感应相反，其值随着感应的增加而增加。 在不均匀磁场的真空中，抗磁性粒子会被推出磁场。 铁磁体，如顺磁体，产生旨在感应场的磁化； 它们的相对磁导率远大于一。 铁磁特性不是单个原子或分子固有的，而仅存在于某些处于结晶状态的物质中。 铁磁体包括结晶铁、镍、钴、这些元素彼此之间以及与其他非铁磁性化合物的许多合金，以及铬和锰与非铁磁性元素的合金和化合物。 铁磁体的磁化不仅取决于磁感应，还取决于它们的先前状态，即样品在磁场中的时间。 虽然自然界中的铁磁体并不多，但在技术上主要用作磁性材料。 身体组织很大程度上是抗磁性的，就像水一样。 然而，体内也存在顺磁性物质、分子和离子。 体内没有铁磁颗粒。 体内产生的生物电流是弱磁场的来源。 在某些情况下，可以测量此类场的感应。 因此，例如，基于记录心脏磁场感应（心脏生物电流）的时间依赖性，创建了一种诊断方法 - 心磁图。 由于磁感应强度与电流强度成正比，而根据欧姆定律，电流强度（biotok）与电压（生物电势）成正比，所以一般来说，心磁图与心电图类似。 然而，与心电图不同，心磁图是一种非接触式方法，因为也可以在距生物体（场源）一定距离处记录磁场。 40. 电磁感应。 磁场能量 电磁感应的本质是交变磁场产生电场（由 M. Faraday 于 1831 年发现）。 电磁感应的基本定律 随着磁通量的任何变化，电磁感应的电动势就会在其中产生。  其中e——电动势； dt——时间间隔； dФ 是磁通量的变化。 这是电磁感应的基本定律，或法拉第定律。 当穿过电路的磁通发生变化（磁场随时间变化、磁铁接近或远离、相邻或远处电路的电流强度变化等）时，电路中总会出现电磁感应电动势，与磁通量的变化率成正比。 磁场的变化会产生电场。 由于电流是电荷对时间的导数，我们可以写成：  由此可见，由于电磁感应而在导体中流动的电荷取决于穿过电路的磁通量及其电阻的变化。 这种依赖性用于通过记录电路中感应电荷的设备来测量磁通量。 电磁感应的表现之一是在金属零件、电解质溶液、生物器官等固体导电体中发生闭合感应电流（涡流，或傅科电流）。一个磁场，当场感应随时间变化时，以及在这两个因素的共同作用下。 涡流的强度取决于物体的电阻，因此取决于电阻率和尺寸，以及磁通量的变化率。 在物理治疗中，用涡流加热人体的各个部位被称为感应热疗法。 电磁振荡被称为电荷、电流、电场和磁场强度的周期性相关变化。 电磁振荡在空间中的传播以电磁波的形式发生。 在各种物理现象中，电磁振荡和波占有特殊的位置。 交流电是随时间变化的任何电流。 然而，更经常地，术语“交流电”适用于根据谐波定律依赖于时间的准静态电流。 41. 身体组织的总电阻（（阻抗）。流变仪的物理基础 身体组织不仅传导直流电，而且传导交流电。 体内没有类似电感线圈的系统，因此其电感接近于零。 生物膜（因此，整个生物体）具有电容特性，与此相关，身体组织的总电阻仅由欧姆电阻和电容电阻决定。生物系统中电容元件的存在由以下事实证实：电流强度在相位上领先于施加的电压。 阻抗的频率依赖性使评估身体组织的活力成为可能；这对于组织和器官的移植（移植）很重要。 组织和器官的阻抗也取决于它们的生理状态，因此当血管充满血液时，阻抗会随着心血管活动的状态而变化。 一种基于在心脏活动过程中记录组织阻抗使用的诊断方法称为流变描记术（阻抗体积描记术）。 使用这种方法，可以获得大脑 (rheoencephalograms)、心脏 (rheocardiograms)、主要血管、肝脏和四肢的肺的流变图。 测量通常以 30 kHz 的频率进行。 电脉冲和脉冲电流 电脉冲是电压或电流强度的短期变化。 在技术上，脉冲分为两大类：视频脉冲和无线电脉冲。 视频脉冲是具有不为零的恒定分量的电流或电压脉冲。 因此，视频脉冲主要具有一种极性。 视频脉冲的形状有矩形、锯齿形、梯形、指数形、钟形等。 无线电脉冲是调制的电磁振荡。 在生理学中，术语“电脉冲”（或“电信号”）特指视频脉冲。 重复的脉冲称为脉冲电流。 它的特征是周期（脉冲重复周期）T——相邻脉冲开始之间的平均时间和频率（脉冲重复频率）： f=1/T。 脉冲的占空比是比率：  占空比的倒数是填充因子：  42.麦克斯韦理论的概念。 偏置电流 J. Maxwell 在经典物理学的框架内创建了电磁场理论。 J. Maxwell 的理论基于两个规定。 1. 任何位移的电场都会产生涡旋磁场。 交变电场由麦克斯韦命名，因为与普通电流一样，它会感应出磁场。 涡旋磁场由传导电流 Ipr（移动电荷）和位移电流（位移电场 E）产生。 麦克斯韦第一方程  2. 任何位移的磁场都会产生涡旋电场（电磁感应的基本定律）。 麦克斯韦第二方程：  它与通过任何表面的磁通量变化率和在这种情况下出现的电场强度矢量的循环有关。 循环沿着表面所在的轮廓进行。 根据麦克斯韦理论的规定，任何场（电场或磁场）在空间某个点的出现都需要一整串相互变换：交变电场产生磁场，磁场变化产生电场一。 电场和磁场的相互形成导致电磁场——单个电磁场在空间中的传播。 电磁波的传播速度等于光速。 这是麦克斯韦创立光电磁理论的基础。 这一理论已成为医学物理学进一步发展的一个非常重要的阶段。 43. 医学中采用的频率区间分类 根据麦克斯韦的理论，包括光波在内的各种电磁波具有共同的性质。 在这方面，建议以单一尺度的形式表示各种电磁波。 每个尺度有条件地分为六个范围：无线电波（长、中、短）、红外线、可见光、紫外线、X 射线和伽马辐射。 这种分类取决于波浪形成的机制，或者由人对其视觉感知的可能性决定。 无线电波是由导体和电子流（大辐射器）中的交流电引起的。 红外线、可见光和紫外线辐射来自原子、分子和快速带电粒子（微发射器）。 X 射线辐射发生在原子内过程中。 伽马辐射来源于核。 一些范围重叠，因为相同长度的波可以通过不同的过程产生。 因此，大多数短波紫外线辐射被长波 X 射线阻挡。 在这方面，红外波和无线电波的边界区域非常有特点。 在 1922 年之前，这些范围之间存在差距。 这个未填充间隙的最短波长辐射来自分子原子（加热物体的辐射），而最长波长是由宏观赫兹振动器发出的。 甚至毫米波不仅可以通过无线电工程产生，还可以通过分子跃迁产生。 出现了“放射光谱学”一节，研究各种物质对无线电波的吸收和发射。 在医学中，接受以下将电磁振荡有条件地划分为频率范围的方法（表 1）。 表1 将电磁振荡有条件地划分为频率范围  通常将低音频的理疗电子设备称为低频。 所有其他频率的电子设备被称为一个概括的概念——“高频设备”。 44. 暴露于电流和电磁场时组织中发生的物理过程 所有物质都是由分子组成的，每个分子都是一个电荷系统。 因此，物体的状态本质上取决于流过它们的电流和作用的电磁场。 生物体的电特性比无生命物体的特性更复杂，因为生物体也是空间中浓度可变的离子的集合。 电流和电磁场对身体影响的主要机制是物理的。 直流电对身体组织的主要作用。 镀锌。 药用物质的电泳 人体主要由含有大量离子的生物体液组成，这些离子参与各种代谢过程。 在电场的影响下，离子以不同的速度运动并在细胞膜附近聚集，形成反电场，称为极化。 因此，直流电的主要影响与离子在不同组织元素中的运动有关。 直流电对身体的影响取决于电流的强度，因此组织尤其是皮肤的电阻非常重要。 湿气、汗水会显着降低电阻，即使电压很小，也会导致电流通过身体。 使用电压为 60-80 V 的连续直流电作为物理疗法（电镀）的治疗方法。 电流源是全波整流器——镀锌装置。 为此，使用由厚度为0,3-0,5mm的铅片制成的电极。 由于组织中含有的氯化钠溶液的电解产物会引起烧灼，因此将用温水润湿的亲水垫放置在电极和皮肤之间。 直流电还用于医疗实践中，通过皮肤或粘膜引入药物。 这种方法称为药物电泳。 为此，它们以与镀锌相同的方式进行，但活性电极垫片用相应药物的溶液润湿。 药物从具有电荷的极注入：阴离子从阴极注入，阳离子从阳极注入。 可以使用浴池形式的液体电极对药物进行电镀和电泳，患者的四肢浸入其中。 45. 交流（脉冲）电流的影响 交流电对人体的影响主要取决于其频率。 在低频、声音和超声波频率下，交流电与直流电一样，对生物组织具有刺激作用。 这是由于电解质溶液离子的位移、它们的分离、它们在细胞不同部分和细胞间空间中浓度的变化。 组织刺激还取决于脉冲电流的形状、脉冲的持续时间及其幅度。 因此，例如，增加脉冲前沿的陡度会降低阈值电流强度，从而导致肌肉收缩。 这表明肌肉适应了电流强度的变化，离子补偿过程开始了。 由于电流的具体生理效应取决于脉冲的形状，在医学上，为了刺激中枢神经系统（电睡眠、电子麻醉）、神经肌肉系统、心血管系统（起搏器、除颤器）等，不同的电流使用时间依赖。 电流作用于心脏，会引起心室颤动，从而导致人死亡。 引起颤动的阈值电流强度取决于流经心脏的电流密度、其作用的频率和持续时间。 电流或电磁波具有热效应。 与传统且简单的方法（加热垫）相比，高频电磁振荡治疗加热具有许多优点。 由于外部组织（皮肤和皮下脂肪组织）的导热性，可以用加热垫加热内部器官。 高频加热是由于身体内部形成热量而发生的，即可以在需要的地方产生热量。 高频振动加热也很方便，因为通过调节发生器的功率，可以控制内脏器官释放热量的功率，并且在某些手术中还可以定量加热。 高频电流用于通过电流加热组织。 高频电流通过组织用于物理治疗过程，称为透热疗法和局部达尔松法治疗。 在透热疗法期间，使用频率约为 1 MHz 且具有弱阻尼振荡的电流，使用 100-150 V 的电压； 电流为几安培。 由于皮肤、脂肪、骨骼、肌肉具有最大的电阻率，因此它们会发热更多。 富含血液或淋巴的器官受热最少的是肺、肝和淋巴结。 透热疗法的缺点是大量热量在皮肤层和皮下组织中被无效率地释放。 最近，透热疗法已经离开治疗实践，并被其他高频暴露方法所取代。 高频电流也用于外科手术（电外科）。 它们允许您烧灼、“焊接”组织（透热凝固）或解剖它们（透热切开术）。 46.暴露在交变磁场中 在交变场中的大量导电体中，会产生涡流。 这些电流可用于加热生物组织和器官。 这种治疗方法——感应热疗法——比透热疗法有许多优点。 对于感应热疗法，组织中释放的热量与交变磁场的频率和感应的平方成正比，与电阻率成反比。 因此，富含血管的组织（例如肌肉）会比脂肪组织受热更强烈。 也可以通过一般达尔松法进行涡流治疗。 在这种情况下，患者被放置在螺线管笼中，高频脉冲电流通过螺线管笼的线圈。 暴露在交变电场中。 在交变电场中的组织中，会产生位移电流和传导电流。 通常，超高频电场用于此目的，因此相应的物理治疗方法称为超高频治疗。 通常在 UHF 设备中使用 40,58 MHz 的频率；在此频率的电流下，身体的电介质组织比导电组织更强烈地加热。 暴露于电磁波。 基于在微波范围内使用电磁波的物理治疗方法，取决于波长，获得了两个名称：“微波疗法”和“DCV疗法”。 目前最发达的理论是微波场对生物物体的热效应。 电磁波使物质分子极化，并周期性地将它们重新定向为电偶极子。 此外，电磁波影响生物系统的离子并产生交流传导电流。 所有这些都会导致物质加热。 电磁波可以通过破坏氢键和影响 DNA 和 RNA 大分子的方向来影响生物过程。 当电磁波照射到身体的某个部位时，部分电磁波会被皮肤表面反射。 反射程度取决于空气和生物组织介电常数的差异。 电磁波对生物组织的穿透深度取决于这些组织吸收波能的能力，而吸收波能的能力又取决于组织的结构（主要是含水量）和电磁波的频率。 因此，物理治疗中使用的厘米级电磁波可穿透肌肉、皮肤、生物体液约 2 厘米的深度，并深入脂肪和骨骼 - 约 10 厘米。 考虑到组织成分复杂，有条件地认为微波治疗时电磁波的穿透深度为距体表3-5cm，DCV治疗时电磁波的穿透深度可达9cm。 47. 电子产品 电子是目前普遍存在的概念。 电子学主要基于物理学的成就。 今天，没有电子设备，疾病的诊断和有效的治疗都是不可能的。 “电子”一词在很大程度上是任意的。 将电子学理解为科学技术领域是最正确的，其中考虑了电真空、离子和半导体器件（器件）的工作和应用。 他们挑选出物理电子学，即考虑物体导电性、接触和热离子现象的物理部分。 技术电子学被理解为描述设备和装置的设备及其包含方案的那些部分。 半导体电子是指使用半导体器件等。 有时，所有电子学都分为三个主要领域：真空电子学，涵盖电真空器件（如真空管、光电器件、X射线管、气体放电器件）的创建和应用； 固态电子学，涵盖半导体器件（包括集成电路）的创建和应用； 量子电子学 - 与激光相关的电子学的一个特定分支。 电子学是一个充满活力的科学技术分支。 在新效果（现象）的基础上，创造了电子设备，包括用于生物学和医学的电子设备。 任何技术（无线电或电子）设备都在升级、变得更小等。然而，在这方面会出现困难。 因此，例如，减小产品的尺寸会降低其可靠性等。 电子设备小型化的一个重大转变是半导体二极管和三极管的引入，这使得电子设备的密度可以增加到每 2 cm3 1-3 个元件。 目前仍在发展的电子产品小型化的下一阶段是集成电路的创建。 这是一种微型电子设备，其中所有元素（或其中的一部分）在结构上是不可分割的并且是电气互连的。 集成电路有两种主要类型：半导体和薄膜。 半导体集成电路是由高纯度的半导体制成的。 通过热、扩散和其他处理，半导体的晶格发生变化，从而使其各个区域成为电路的不同元件。 薄膜集成电路是通过在合适的基板上真空沉积各种材料制成的。 还使用混合集成电路——半导体和薄膜电路的组合。 48. 医疗电子 电子设备的常见用途之一与疾病的诊断和治疗有关。 考虑使用电子系统解决生物医学问题的特征以及相应设备的装置的电子学部分称为医疗电子学。 医学电子学是以物理学、数学、工程学、医学、生物学、生理学等学科的信息为基础的，它包括生物和生理电子学。 目前，许多传统的“非电”特性（温度、身体位移、生化参数等）在测量过程中被测量以转换为电信号。 由电信号表示的信息可以方便地远距离传输并可靠记录。 我们可以区分以下用于生物医学目的的主要电子设备和设备组。 1.生物医学信息的接收（方案）、传输和登记设备。 此类信息不仅可以是关于身体（生物组织、器官、系统）中发生的过程，还可以是关于环境状态（卫生和卫生目的）、关于假肢中发生的过程等。这包括大部分诊断设备：心冲击描记器、心音描记器等。 2. 以治疗为目的，通过各种物理因素（如超声波、电流、电磁场等）对身体提供剂量效应的电子设备：微波治疗设备、电外科设备、起搏器等。 3. 控制论电子设备： 1) 用于处理、存储和自动分析生物医学信息的电子计算机； 2) 控制生命过程和人类环境自动调节的装置； 3）生物过程的电子模型等与设备相关的重要问题之一 电子医疗设备是其对患者和医务人员的电气安全。 在电网和技术设备中，通常会设置电压，但电流，即每单位时间内流过生物对象的电荷，会对身体或器官产生影响。 人体两次触摸（电极）之间的电阻是内部组织器官的电阻和皮肤的电阻之和。 主要和主要要求是使带电压的设备无法接触。 为此，首先，带电压的设备和设备的部件相互隔离，并与设备主体隔离。 49、医疗设备的可靠性如何保证 使用应用于患者的电极执行程序时，很难预见许多可能会造成电气危险情况的选项，因此您应该清楚地遵循此程序的说明，不要有任何偏差。 医疗设备的可靠性。 医疗设备必须正常运行。 产品在指定操作条件下不发生故障并在给定时间间隔内保持其性能的能力用通用术语来表征——“可靠性”。 对于医疗设备来说，可靠性问题尤其重要，因为设备和装置的故障不仅会导致经济损失，还会导致患者死亡。 设备故障安全运行的能力取决于多种原因，而其影响实际上是不可能考虑的，因此，可靠性的定量评估具有概率性。 例如，一个重要参数是无故障运行的概率。 它是通过在一定时间内工作（未损坏）的产品数量与测试产品总数的比率来通过实验估计的。 该特性评估产品在给定时间间隔内保持可操作性的能力。 可靠性的另一个定量指标是故障率。 根据操作过程中发生故障可能产生的后果，医疗器械分为四类。 A - 产品的故障会对患者或人员的生命构成直接危险。 此类产品包括用于监测患者生命功能的设备、人工呼吸和血液循环设备。 B - 产品，其故障会导致有关身体或环境状态的信息失真，不会对患者或人员的生命造成直接危险，或需要立即使用类似的设备功能进入待机模式。 这些产品包括监测患者的系统、刺激心脏活动的设备。 B - 产品的故障会降低有效性或在非危急情况下延迟治疗和诊断过程，或增加医疗或维护人员的负担，或仅导致物质损失。 此类包括大部分诊断和理疗设备、工具等。 G - 不含故障安全部件的产品。 电子医疗设备不属于此类。 50、医学生物信息获取系统 任何生物医学研究都与缺失信息的获取和登记相关。 为了接收和记录生物医学系统的状态和参数信息，需要有一整套设备。 该装置的主要元件 - 测量仪器的敏感元件，称为拾取装置 - 当然会与系统本身接触或相互作用。 在医疗电子设备中，传感元件要么直接输出电信号，要么在生物系统的影响下改变这种信号。 拾取设备将生物医学和生理内容的信息转换为电子设备的信号。 医疗电子设备中使用两种类型的拾取设备：电极和传感器。 电极是将测量电路连接到生物系统的特殊形状的导体。 诊断时，电极不仅用于接收电信号，还用于引入外部电磁效应（例如，在流变仪中）。 在医学上，电极也用于提供电磁效应以达到治疗和电刺激的目的。 许多生物医学特征不能被电极“记录”，因为它们不被生物电信号反射：血压、温度、心音等等。 在某些情况下，生物医学信息与电信号相关联；在这些情况下，使用传感器（测量换能器）。 传感器是将测量值或控制值转换成便于传输、进一步转换或记录的信号的装置。 传感器分为发生器型和参数型。 发生器 - 这些是在测量信号的影响下直接产生电压或电流的传感器。 这些类型的传感器包括： 1）压电； 2）热电； 3）感应； 4）光伏。 参数 - 这些传感器在测量信号的影响下，任何参数都会发生变化。 这些传感器包括： 1）电容式； 2) 变阻器； 3）感应。 根据作为信息载体的能量，有机械、声学（声音）、温度、电气、光学和其他传感器。 生物电位是许多疾病的重要诊断指标。 因此，正确注册这些电位并提取必要的医学信息非常重要。 51. 放大器-振荡器 电信号放大器或电子放大器，是将直流电压源的能量转换为各种形式的电磁振荡能量的装置。 根据工作原理，区分自励发电机和外励发电机，本质上是高频功率放大器。 发电机根据振荡的频率和功率进行细分。 在医学上，电子发生器主要有三个应用：理疗电子设备； 在电子刺激器中； 在单独的诊断设备中，例如在流变仪中。 所有发生器均分为低频和高频。 医疗设备 - 谐波和脉冲低频电磁振荡发生器结合了两大类难以清晰区分的设备：电子刺激器（电刺激器）和物理治疗设备。 在低频下，最重要的是电流的特定效应，而不是热效应。 目前的治疗具有刺激某种效果的特点，因此，“治疗装置”和“电刺激器”的概念之间存在着一种混淆。 电刺激器分为固定式、可穿戴式和可植入式（植入式）。 EKSR-01 植入式射频起搏器是一种可穿戴且通常可植入的起搏器。 接收器接收来自外部发射器的无线电信号。 这些信号在患者体内被可植入部分感知，并通过电极以脉冲的形式发送到心脏。 用于电刺激的技术设备还包括用于向生物系统提供电信号的电极。 在许多情况下，电刺激是通过板状电极进行的，这些板状电极像用于心电图的电极一样应用于人体。 一大类医疗设备——电磁振荡和电磁波发生器——在超声波、高频、超高频范围内工作，被统称为“高频电子设备”。 使用 UHF 疗法时，将要加热的身体部位放置在覆盖有绝缘层的圆盘形金属电极之间。 当暴露于电磁波时，这些波的发射器会更靠近身体。 其他理疗设备包括： 1) 装置“Iskra-1” - 一种以脉冲模式运行并用于局部 darsonvalization 的高频发生器； 2) IKV-4 感应加热设备，工作频率为 13,56 MHz； 3) 用于 UHF 治疗的便携式设备 - UHF-66； 4）微波治疗设备“Luch-58”。 电外科设备（高频手术）也称为高频电子医疗设备。 52. 光学 光学是物理学的一个分支，研究光的辐射、吸收和传播定律。 光的直线传播定律。 透明均匀介质中的光以直线传播。 光束是沿直线传播的无限细光束，这是一条指示光能传播方向的线。 平面镜。 如果入射的平行光线经平面反射后仍保持平行，则这种反射称为镜面反射，反射面为平面镜。 光的折射定律。 入射和折射光线以及入射点处介质之间界面的法线位于同一平面内。 sinα /sinβ = n, 其中 α 是入射光束与法线之间的角度； β 是折射光束与法线之间的夹角。 绝对和相对折射率。 光的相对折射率 n = n1/n2, 其中 n1 和 n2 - 两种介质的绝对折射率，等于真空中的光速与介质中的光速之比： n=c/v1没有2= c/v2 棱镜中的光线过程。 光折射定律使计算各种光学设备中的光线路径成为可能，特别是在三棱镜中。 总光束偏转 d = 一个1 + B2 ×w, w=b1 + A2. 如果 w 很小，则： d = (n-1) h w, 其中n是棱镜材料的折射率。 全内反射现象。 如果光束从光学密度较高（折射率较高）的介质射向光学密度较小的介质，则：  在一定的入射角 a0 值下，折射光束沿介质之间的界面滑动 и β = n/2，然后是 sinα0 =n1/n2 53. 波动光学 光的波动特性。 光是人眼感知的频率范围为 13 x 1014-8 x h 1014 Hz 的电磁波，即波长为 380 x 770 nm。 光具有电磁波的所有特性：反射、折射、干涉、衍射、偏振。 光的电磁性质。 直到 XNUMX 世纪中叶，光的本质问题实际上仍未得到解决。 J.麦克斯韦找到了这个问题的答案，他证实了电磁场的一般定律。 根据麦克斯韦的理论，得出的结论是光是一定范围的电磁波。 光在均匀介质中的速度。 光速由介质的电学和磁学性质决定。 真空中的光速与电动常数的一致证实了这一点：  (ε0 - 电常数，米0 是磁常数）。 众所周知，光在均匀介质中的速度由介质的折射率 n 决定。物质中的光速： υ=c/n 其中c是真空中的光速。 从麦克斯韦的理论如下：  即，折射率和因此在介质中的速度由介质的介电和磁导率决定：  干涉是来自两个或多个源的波的相加，当相加的结果违反了强度叠加原理时。 电磁波的能量密度与波幅的平方成正比，并决定了光波的强度，人眼将其评估为照明。 光的衍射——光通过障碍物边缘时偏离直线方向的现象。 波衍射是波在非均匀介质中通过过程中观察到的一组现象，导致波偏离原来的直线传播。 惠更斯-菲涅耳原理。 波在给定时刻到达的表面上的每个点都是二次球面波的点源，它们是相干的：任何时候的波面都不仅仅是二次波的包络，而是它们干涉的结果。 菲涅耳区法。 对于均质和各向同性介质中的点源，波面呈球形。 菲涅耳建议将波面分成单独的部分，称为菲涅耳区域，这样从两个相邻区域到观察点的振荡在相加时会相互抵消。 54. 光偏振 光是横电磁波。 光的偏振 - 垂直于光束的平面中光波的电场和磁场强度矢量方向的排序。 自然光（太阳光、白炽灯）是非偏振的，即垂直于光线的电矢量和磁矢量的所有振荡方向都是相等的。 有一种称为偏振器的装置，它能够使具有电矢量 E 的一个振荡方向的光线穿过自身，从而在偏振器的输出处，光变成平面（线性）偏振。 对于检偏器和偏振器方向之间的任意角度 a，从检偏器发出的光振荡的幅度等于： Ea = 恩因为一个， 其中 En 是偏振器输出端的振荡幅度。 在电磁波中，能量密度（强度）与振荡幅度 E 的平方成正比，即 In -E2n 而我a -E2a. 基于此，我们得到： Ia 我是n cos2 一个。 这种关系称为马鲁斯定律。 光偏振度（最大和最小）等于分析仪透射的部分偏振光的强度。 极化也发生在两个各向同性电介质之间的界面处。 如果入射光是自然光，则折射和反射光线部分偏振，折射波电矢量的主要振荡方向位于入射平面内，反射波垂直于入射平面。 偏振度取决于第二介质相对于第一介质的折射率： n21 =n2/n1 并且在入射角 a 上，此外，在入射角 ab 上，其中 tg aБ =n21 （布鲁斯特定律），反射光束几乎完全偏振，折射光束的偏振度最大。 双折射是某些物质（特别是晶体）将入射光束分成两束光（普通光束 (O) 和非常光束 (E)）的能力，它们以不同的相速度沿不同方向传播，并在相互垂直的平面中偏振。 当光通过一些称为光学活性的物质时，光的偏振面围绕光束的方向旋转。 偏振平面的旋转角 f 与光在光学活性物质中经过的路径 I 成正比： 其中 a 是旋转常数，取决于属性 f = ai， 物质和光的波长  55. 眼睛的光学系统及其一些特征 人眼是一种光学器件，在光学中占有特殊的地位。 对于医生来说，眼睛不仅是一个能够产生功能障碍和疾病的器官，也是一些非眼部疾病的信息来源。 让我们简要介绍一下人眼的结构。 眼睛本身就是眼球，它的形状不太规则。 眼睛的壁由三个同心排列的壳组成：外层、中层和内层。 眼睛前面的蛋白质外层 - 巩膜 - 变成透明的凸形角膜 - 角膜。 就光学特性而言，角膜是眼睛屈光度最高的部分。 它就像一扇窗户，光线通过它进入眼睛。 角膜的外层进入附着在眼睑上的结膜。 脉络膜与巩膜相邻，巩膜的内表面衬有一层深色色素细胞，可防止眼睛内光线的内部漫散射。 在眼睛前面，脉络膜进入虹膜，虹膜中有一个圆孔 - 瞳孔。 眼睛内侧的瞳孔直接与晶状体相邻 - 一个透明且有弹性的物体，类似于双凸晶状体。 镜片直径为8-10毫米，前表面曲率半径平均为10毫米，后表面为6毫米。 镜片物质的折射率略高 - 11,4。 镜片的结构类似于洋葱的层状结构，各层的折射率并不相同。 角膜和晶状体之间是眼睛的前房，里面充满了水分——一种光学性质类似于水的液体。 眼睛的整个内部从晶状体到后壁都被称为玻璃体的透明凝胶状物质占据。 玻璃体的折射率与房水的折射率相同。 上面讨论的眼睛的元素主要与它的光导装置有关。 视神经通过后壁进入眼球； 分支，它进入眼睛的最内层 - 视网膜，或视网膜，它是眼睛的光感知（受体）装置。 视网膜由数层组成，其厚度和对光的敏感度各不相同；它包含感光视觉细胞，其周边末端具有不同的形状。 视神经进入处有一个对光不敏感的盲点。 眼睛可以表示为由角膜、前房液体和晶状体（四个折射表面）形成的居中光学系统，前面以空气介质为界，后面以玻璃体为界。 主光轴穿过角膜、瞳孔和晶状体的几何中心。 此外，眼睛的视轴也有区别，它决定了最大光敏性的方向，并穿过晶状体和黄斑的中心。 56. 物体的热辐射 在人眼可见或不可见的各种电磁辐射中，可以区分一种，它是所有物体所固有的。 这是受热物体的辐射，或热辐射。 在热辐射期间，由于电磁波的发射和吸收，能量从一个物体转移到另一个物体。 受热物体的热辐射在任何温度下都会发生，因此它是由所有物体发出的。 平衡（黑色）辐射是与具有一定温度的物体处于热力学平衡的辐射。 黑体是一种完全吸收入射到其表面的任何电磁辐射的物体，无论物体的温度如何。 对于一个完全黑体，吸收能力（吸收的能量与入射辐射的能量之比）等于一。 根据其特性，这种辐射遵循普朗克辐射定律，它决定了黑体的发射率和能量亮度。 他提出了一个假设，由此得出黑体辐射和吸收能量不是连续的，而是在某些部分，即量子。 基尔希加德定律建立了辐射和吸收之间的定量关系 - 对于任何物体（包括黑色物体），在相同的能量光度密度和单色光吸收系数下。 基尔希加德定律规定，在相同的温度和频率值下，物体的发射率 r 与黑体的吸收能力 f(w, T) 的比率：  其中 w 是波的频率。 Stefan-Boltzmann 定律：黑体的能量积分光度 R (T) 与绝对温度的四次方成正比： R(T) = QT4. 常数 Q 的数值，称为 Stefan-Boltzmann 常数，为：  Vip 位移定律——长度 lm，占一个完全黑体的最大辐射能量，与绝对温度 T 成反比。 Wiep常数的值为2,898 × 10-3 μK。 μK 是 Wip 常数。 该法也适用于灰体。 维帕定律的表现形式可以通过普通观察得知。 在室温下，物体的热辐射主要位于红外区域，人眼无法感知。 如果温度升高，身体开始发出暗红色的光，并且在非常高的温度下 - 带有蓝色色调的白色，身体发热的感觉会增加。 作者：Podkolzina V.A.
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