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Galería de mapas mentales física Médica
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física Médica
Este es un mapa mental sobre física médica de la Universidad Médica de Chongqing. Tiene una introducción detallada y una descripción completa. Espero que pueda ayudar a los amigos interesados a aprender.
Editado a las 2023-12-01 17:57:13,
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- Resumen
física Médica
Capítulo 1: Conocimientos básicos de la mecánica del cuerpo humano.
Sección 3: Leyes básicas de elasticidad.
Deformación del objeto
elasticidad
Cuando la deformación está dentro de un cierto límite, el objeto puede volver a su forma original después de que se elimina la fuerza externa.
estrés y tensión
estrés·
Tensión de tracción/compresión
s=F/S
Esfuerzo cortante
τ=F/S
Es un par de fuerzas opuestas e iguales.
estrés corporal
P=F/S
Sólo provocará la tensión correspondiente.
tensión/amenaza
Zhang Yingying
ε =Δl/l.
tensión de corte
γ=Δx/d=tanφ≈φ
tensión corporal
θ=ΔV/V.
Si hay tensión, tiene que haber tensión; si hay tensión, tiene que haber tensión.
Flexibilidad y flexibilidad
resistencia a la tracción
Fuerza compresiva
Modulos elasticos
El módulo de Young
mi=σ/ε
l. F/S Δl
módulo de corte
G=τ/γ
Fd/SΔx
módulo de volumen
K=-P/θ
-V. p/ΔV
k=1/K k es el coeficiente de compresión
Cuanto mayor sea k, más fácil será comprimirlo.
Cuanto mayor sea el módulo, es menos probable que se deforme.
Para los organismos biológicos: el módulo elástico no es mayor, mejor, ni menor, mejor.
esqueleto
El crecimiento óseo está estrechamente relacionado con el estrés.
El hueso compacto sigue la ley de Hooke cuando la fuerza es pequeña, pero no cuando la fuerza es grande.
La relación entre presión vascular y tensión no es una línea recta
Capítulo 2: Vibración Mecánica, Ondas y Ondas Ultrasónicas
movimiento armónico simple
vibración mecánica
Def: El movimiento de un objeto o parte de un objeto hacia adelante y hacia atrás cerca de una determinada posición.
El movimiento del oscilador de resorte.
latidos del corazon
Vibración del sonido de las alas de los insectos.
péndulo
instrumento musical
terremoto
No se mencionan los ciclos.
Movimiento armónico simple·
Vibración con una única frecuencia, amplitud constante y sin atenuación.
Resonador
objetos en movimiento armónico simple
Análisis del movimiento del oscilador de resorte
ω^2=k/m ma=-km a=-ω^2x d^2x/dt^2=-ω^2x Se puede resolver para obtener X = Acos (ωt φ). De la misma manera, podemos obtener v, a A = |
fase
ωtφ
fase inicial
φ
[-π, π]
diferencia de fase
En fase
Δφ=2kπ
fase inversa
Δφ=(2k 1)π
Al resolver el problema, elija ω según la velocidad positiva o negativa.
energía del movimiento armónico simple
E=Ek Ep=1/2kA^2
conservación de la energía mecánica
Síntesis de oscilaciones armónicas simples.
Generalmente utiliza el dibujo para resolver problemas.
En la misma dirección
Misma dirección, misma frecuencia
Satisfacer la regla del paralelogramo
Δφ=(2k 1)π
Δφ=2kπ
A=A1 A2
dirección vertical
(X/A1)^2 (Y/A2)^2 - 2XYcos(Δφ)/A1A2=sin^2（Δφ）
(φ2-φ1) -2kπ en [0, π), la dirección de dirección es en el sentido de las agujas del reloj
(φ2-φ1) -2kπ en [π, 2π), girando en sentido antihorario
Δφ=0
A1Y=A2X
Δφ=π
A1Y=--A2X
Δφ= -π/2
(x/A1)^2 (Y/A2)^2=1
Δφ=π/4
elipse oblicua
[0, π) es en el sentido de las agujas del reloj, [π, 2π] es en el sentido contrario a las agujas del reloj
Análisis de espectro
Cualquier vibración compleja periódica se puede descomponer en múltiples vibraciones armónicas simples.
Curva EEG, osciloscopio
Armónicos simples
Ola
El proceso de propagación de vibraciones en el espacio se llama onda.
Estos dos tipos de ondas son esencialmente diferentes, pero tienen muchas cosas en común.
ondas electromagnéticas
El proceso de propagación de cambios en los campos electromagnéticos en el espacio.
onda de luz
ondas de radio
onda mecanica
El proceso de propagación de vibraciones mecánicas en medios elásticos.
onda de sonido
ondas sísmicas
onda mecanica
Generar condiciones
Fuente de onda
Objetos que vibran mecánicamente.
cuerda vocal
instrumento musical
medio elástico
Un medio que puede transmitir vibraciones mecánicas.
Aire
agua
acero
onda elástica
Propagación de vibraciones mecánicas en medios elásticos.
Las ondas son la propagación de un estado de movimiento y las partículas del medio no se propagan con las ondas.
onda transversal
La dirección de vibración de cada punto en la dirección de propagación de la onda es perpendicular a la dirección de propagación de la onda.
ondas de luz, ondas de agua
esparcido en solido
Onda longitudinal
La dirección de vibración de la partícula es consistente con la dirección de propagación de la onda.
onda de primavera, onda de sonido
Difundir en sólido, líquido y gas.
onda compleja
Se puede descomponer en ondas transversales y ondas longitudinales.
ondas sísmicas
Descripción geométrica de las ondas.
onda plana
línea de onda
frente de onda
superficie de onda
longitud de onda
Dos estados de vibración adyacentes son exactamente iguales que λ
onda transversal
cresta - cresta de la ola
Onda longitudinal
Las olas adyacentes son escasas - las olas son escasas/las olas son densas - - las olas son densas
Número de onda
norte=2π/λ
T=λu
f=1/T
(sin fuerza externa) está determinado por la fuente de onda y no tiene nada que ver con el medio de propagación La frecuencia de vibración está determinada por la fuente de onda.
La fuente de onda experimenta un movimiento armónico simple bajo la acción de una fuerza externa y su frecuencia de vibración es igual a la frecuencia de la fuerza.
La fuente de ondas realiza un movimiento armónico simple sin fuerza externa y su frecuencia de vibración es igual a la frecuencia natural.
Nosotros=√E/ρ
s>l>g
Densidad de medios
Modulos elasticos
en x. La ecuación de vibración en
y=Acos[ω(t-x./u) φ]=Acos[ωt φ-2πx. /λ]
La relación entre la velocidad de vibración y la velocidad de onda.
La velocidad de vibración está relacionada con la velocidad de la onda, v=-Awsin【ω（t-x/u）φ】
La velocidad de fluctuación no tiene nada que ver con la velocidad de vibración, u=√E/ρ
Ecuación de onda de armónicos simples planos.
y=Acos【ω（t-x/u）φ】
y=A/r cos[ω（t-r/u）φ】
v=dy/dt
a=d^2y/dt^2
Energía e intensidad de armónicos simples.
La energía mecánica total del elemento de volumen.
E=ρΔVA^2ω^2sin^2[ω（t-x/u）φ]
La energía cinética, la energía potencial y la energía mecánica total de cualquier elemento de volumen cambian periódicamente con x y t, y los cambios están en la misma fase.
Cuando el elemento de volumen está en la posición de equilibrio, la energía cinética, la energía potencial y la energía mecánica total son máximas (la fuerza restauradora es 0).
Por ejemplo, un oscilador de resorte cuya fuerza externa es 0
Justo debajo del punto de suspensión del movimiento pendular.
Cuando el desplazamiento del elemento de volumen es máximo, los tres son 0
Absorber y liberar energía constantemente, difundir energía constantemente.
Densidad de energia
ε =dE/dV=ρA^2ω^2sen^2ω (t-x/u)
J/m^3
densidad de energía promedio
ε (promedio)=1/2ρω^2A^2
J/m^3
flujo de energía
P=εnosotros
W.
flujo de energía promedio
P(promedio)=ε(promedio)uS
J*m W(vatios)
Densidad media del flujo de energía (intensidad de las olas)
I=P(promedio)/S=ε(promedio)u
W*S^(-2)
densidad del flujo de energía
PD
atenuación de onda
Ley de Beer-Lambert
Yo=yo. mi^(-ux)
I es proporcional a A
onda plana
A=A. mi^(-1/2ux)
u es el coeficiente de atenuación, correspondiente al coeficiente de absorción posterior
onda esférica
I1*4πr1^2=I2*4πr2^2
A1/A2=R2/R1
Sin pérdida de energía
y=A/r cos[ω（t-r/u）φ】
Cuando hay atenuación
y=A. e^-1/2 ux/r cos[ω（t-r/u）φ]
principio de huygens
Cada punto del frente de onda en el medio puede considerarse como una fuente de onda que emite ondas y, en cualquier momento posterior, la superficie envolvente de estas ondas es el nuevo frente de onda (como se muestra en la anotación).
interferencia de ondas
independencia de onda
Cuando dos ondas se encuentran y luego se separan en un área determinada, la situación de propagación es la misma que cuando no se encuentran y no interfieren entre sí.
superposición de ondas
En la zona de encuentro, la vibración de cualquier partícula es la síntesis de las vibraciones provocadas por las dos ondas solas en ese punto.
definición
Cuando dos ondas con la misma frecuencia, direcciones de vibración paralelas y la misma fase o diferencia de fase constante se encuentran, la vibración en algunos lugares siempre se fortalecerá, pero la vibración en algunos lugares siempre se debilitará.
Estas ondas se llaman ondas coherentes.
Análisis cuantitativo de fenómenos de interferencia.
Causas de los patrones de colores que aparecen en la superficie de la película de aceite.
Interferencia de luz (película delgada). Después de que la luz blanca incide en la película de aceite, se refleja desde las superficies superior e inferior de la película respectivamente, formando dos columnas de ondas de luz superpuestas de la misma fuente de luz.
onda estacionaria
Dos ondas de radio con la misma frecuencia, amplitud y dirección de vibración pero direcciones de propagación opuestas
nodo de onda
antinodo
De Bomi a Bosh
Antinodos formados en la reflexión.
La parte reflejada forma un antinodo, y la parte incidente y la parte reflejada tienen la misma fase y no se produce ningún salto de fase.
pérdida de media onda
Desde ondas escasas (ρu pequeñas) hasta ondas densas (ρu grandes)
Nodos formados en la reflexión.
Las fases de la onda incidente y la onda reflejada son aquí opuestas y en el límite se produce una transición de fase de π, lo que equivale a una diferencia de trayectoria de onda de λ/2 (pérdida de media onda).
Ondas sonoras y ultrasonido.
vibración acústica
Vibraciones mecánicas que producen la audición.
onda de sonido
Presione la fuente de sonido
纯音
乐音
噪音
infrasonido
onda de sonido
ultrasonido
por frecuencia
velocidad del sonido
U sólido>U líquido>U gas, u^2=K/ρ
Presión sonora p=ρuv
v es la velocidad de vibración, calculada usando la ecuación de vibración
Presión con ondas sonoras - Presión sin ondas sonoras
p>0
medios densos
p<0
medios escasos
Pm=ρuωA
Pc=ρuωA/√2=Pm/√2
Resistencia acústica Z
Z=ρu=Pm/Vm=P/v
intensidad del sonido yo
I=ε (promedio) u
Pc^2/Z Pc es un valor válido
Pm^2/2Z
Bajo el umbral de audición/umbral de audición
I umbral superior del dolor
curva de umbral de audición
Nivel de intensidad del sonido (B/dB)
Ámbito de aplicación: misma frecuencia, diferente intensidad del sonido
L=lgI/I. (B) L=10 lg I/I. (dB) I. para umbral de audición
0-50
50-90
90-130
130 y más
Las intensidades del sonido se pueden superponer, pero los niveles de intensidad del sonido no
nivel de sonoridad
efecto Doppler
f'=u v. /(u-vs) *f cerrar f'=u-v. /(u vs) *f lejos
v. es la velocidad del observador, Vs es la velocidad de la fuente de onda S es la fuente de onda
Si Vs>>u, V. =0, Vs cerca de la gente
El proceso de provocar ondas de choque, aviones, etc. para aumentar la velocidad de los obstáculos se llama barrera del sonido. Esta onda sonora se llama boom sónico.
Aplicaciones del efecto Doppler
Medir la velocidad de un objeto.
Velocidad del fluido (tasa de flujo sanguíneo)
tasa de flujo sanguíneo
v=u/2fcosα *Δf
La física de la ecografía.
generador de impulsos de alta frecuencia
Emitir ondas ultrasónicas
Efecto piezoeléctrico inverso
Tensión de alta frecuencia convertida en vibración mecánica.
recibir ultrasonido
efecto piezoeléctrico positivo
La vibración mecánica se convierte en voltaje de alta frecuencia.
ultrasonido
acción mecánica
cavitación
efecto térmico
Capítulo 4: Óptica ondulatoria y aplicaciones médicas
Sección 1: Interferencia de la luz
vibración ligera
Vibración de la intensidad del campo eléctrico.
Juega el papel principal, la intensidad del campo eléctrico se llama vector de luz y la vibración de la intensidad del campo eléctrico se llama vibración de luz.
Vibraciones de fuerza del campo magnético
luz coherente
misma frecuencia
La dirección de vibración es la misma.
constante de diferencia de fase
Generación de luz coherente.
Cómo obtener luz coherente de una misma fuente de luz
Método de segmentación de frente de onda
misma frecuencia
La dirección de vibración es la misma.
constante de diferencia de fase
mismo tren de olas
No funciona si la luz no proviene de la misma fuente de onda.
Método de división de amplitud (interferencia de película delgada)
Camino óptico y teoría de la interferencia.
Camino luminoso y óptico.
λ’=λ/n
Δφ=2π/λ’ *nr/2π/λ’ *ΔL
Cómo resolver la diferencia de fase
L=n°
t=L/c
teoría de la interferencia
I=I1 I2 2√I1I2cosΔφ
ΔL= -kλ, toma el valor máximo
ΔL= -(2k-1)λ/2, toma el valor mínimo
-
Experimento de la doble rendija de Young
ΔL=ndsenθ
x=Dtanθ≈Dsinθ sinθ=x/D
Pertenecen a la misma fuente de onda.
espejo loe
Se comprueba que existe una pérdida de media onda durante la reflexión.
pérdida de media onda
De un medio ópticamente escaso a un medio ópticamente denso, la fase de la luz reflejada cambia π en comparación con la fase de la luz incidente, lo que se denomina pérdida de media onda.
n1>n2<n3 n1<n2>n3
Hay una pérdida de media onda.
n1>n2>n3 n1<n2<n3
Sin pérdida de media onda
interferencia de película delgada interferencia isoclinal
Pertenece a la interferencia de amplitud parcial.
等倾干涉
等厚干涉
condiciones de luz y oscuridad
ΔL=2dn2cosγ ΔL=2d√(n2^2-n1^2sin^2i)
Cuando hay una pérdida de media onda, se requiere λ/2
Cuando la luz incide verticalmente, ΔL=2n2d
ΔL=2n2d
kλ 反射强
max
（2k-1）*λ/2 反射弱
min
Cuando la luz monocromática incide verticalmente: la película está completamente oscura o completamente brillante
Cuando la luz policromática incide verticalmente: algunos colores en la superficie de la película son brillantes y otros desaparecen.
γ es el ángulo de refracción en medio n2
La luz transmitida también sufre interferencias
ΔL=2n2dcosγ λ/2 ΔL=2d√(n2^2-n1^2sen^2i) λ/2
En el punto donde se intensifica la luz reflejada, la luz transmitida simplemente se debilita.
Recubrimiento AR y recubrimiento AR
Recubrimiento AR
La luz de cierta longitud de onda se debilita por reflexión.
Puede mejorar ciertas luces.
Película de reflexión mejorada
La luz de una determinada longitud de onda se ve realzada por la reflexión.
Puede filtrar algo de luz
Sección 2: Difracción de la luz.
Definición: Cuando la luz encuentra un obstáculo durante la propagación, puede moverse alrededor del borde del obstáculo. Este fenómeno de desviación de la propagación en línea recta se llama difracción de la luz: cerca de 10 menos 6 potencias.
Clasificación de difracción
difracción de Fresnel
difracción de campo cercano
La fuente de luz, la pantalla y la rendija están finitamente separadas
difracción de Fraunhofer
difracción de campo lejano
La fuente de luz, la pantalla y la rendija están infinitamente separadas.
difracción de rendija simple
ΔL=nasinθ
Método de media banda de Fresnel
Tenga en cuenta que las líneas claras sólo comienzan a aparecer después de 3λ/2
nasinθ=0
patrón claro central
El ancho es el largo del patrón oscuro del primer nivel en los lados izquierdo y derecho.
nasinθ= -Kλ
Patrón oscuro (centro)
nasinθ= -(2k 1)*λ/2
Patrón claro (centro)
Distribución de intensidad de luz
La franja brillante central es dos veces más ancha que las otras franjas brillantes.
θ=arcossinλ/na≈λ/na
x=tanθ*f≈λ/na *ft
ancho de franja adyacente
l=θk 1f-θkf=λf/na
difracción de rejilla
d=a b=1/N
El efecto total de la difracción de una sola rendija y la interferencia de múltiples rendijas en el patrón de difracción de la rejilla.
interferencia de múltiples rendijas
Principalmente extremadamente grande (patrón brillante)
ΔL=ndsenθ= -kλ
ecuación de rejilla
与k对应的亮条纹叫光栅的第k级像
Distribución de intensidad de luz
Ancho de grano claro
Está relacionado con Δsinθ. Cuanto mayor es Δsinθ, más ancho es.
Δsenθ=λ/nd
Grosor de grano claro
Está relacionado con d. Cuanto más grande d, más grueso es.
difracción de rendija simple
ΔL=nasinθ
Fenómeno de falta de grado
Definición: Cuando la posición del máximo principal coincide con la posición del patrón oscuro de difracción de rendija única, el patrón brillante donde debería aparecer el máximo principal no aparece y la ubicación se convierte en un patrón oscuro.
ndsinθ=kλ nasinθ’=k’λ
d/a=k/k’ parece que falta nivel
espectro de rejilla
ndsinθ=kλ
Coincidencia de líneas espectrales
Diferentes niveles de imágenes con diferentes longitudes de onda tienen el mismo ángulo de difracción en la misma posición de la pantalla.
ndsinθ=k1λ1 ndsinθ=k2λ2
k1λ1=k2λ2
difracción de agujero redondo
La difracción ocurre cuando la luz pasa a través de un agujero circular.
La posición angular de las manchas oscuras de Airy de primer orden.
nDsenθ=1,22λ
Cuando θ es muy pequeño, θ=1.22λ/D
Diámetro del disco aireado
d=2fθ=2.44fλ/D
Cuanto más grande es el disco de Airy, más evidente es el efecto de difracción.
criterio de Rayleigh
Cuando el centro del disco de Airy del punto del objeto S₁ coincide con el borde del disco de Airy del punto del objeto S2, los dos puntos del objeto se pueden distinguir exactamente.
Cuando la intensidad luminosa mínima del área superpuesta entre los centros de los dos puntos de difracción es el 80% de la intensidad luminosa máxima, el ojo humano apenas puede distinguirla.
Ángulo de resolución mínimo: U=θ1=1,22λ/nD
Resolución de instrumentos ópticos.
Determinado por el fenómeno de difracción.
1/θ1=nD/1.22λ, proporcional a D, 1/λ
Microscopio optico
Reducir λ y mejorar la resolución.
microscopio electrónico
Utilice haces de electrones y lentes de electrones para hacer que λ sea muy pequeño
telescopio
λ no es seleccionable, la resolución mejora aumentando D
Cálculo de la capacidad de discriminación.
Z=0,61λ/nsinu
O Z=0,61λ/N.A.
Cuanto más pequeña es Z, más fuerte es la resolución.
Aumente el número de apertura de la lente del objetivo, como una lente de objetivo de inmersión en aceite.
¡A medida que n aumenta, N.A. aumenta!
Reducir la longitud de onda de la luz irradiada, como la microscopía de luz ultravioleta y la microscopía electrónica.
nsinu se denomina número de apertura (N.A.) de la lente del objetivo.
Para las rejillas, cuanto menor sea la constante de la rejilla, mayor será el poder de resolución. d es inversamente proporcional a θ, y 1/θ representa el poder de resolución
Características de las lentes convexas
La lente no afecta la trayectoria óptica.
El camino óptico entre la luz paralela y el foco es igual
Sección 3: Polarización de la luz.
La naturaleza ondulatoria de la luz.
interferencia de la luz
difracción de la luz
La luz es una onda transversal.
polarización de la luz
La dirección de propagación de la luz polarizada es perpendicular a la dirección de vibración.
Luz natural
La luz emitida por una fuente de luz general contiene vectores de luz en todas las direcciones.
Luz linealmente polarizada
Luz solo en una determinada dirección.
luz parcialmente polarizada
La relación entre la vibración de la luz en una dirección determinada y la vibración de la luz en la dirección perpendicular es dominante.
(elíptica) luz polarizada circularmente
Una dirección de vibración, pero la dirección de vibración cambia con el tiempo.
Obtención y prueba de luz polarizada.
dicroísmo
Puede absorber vibraciones de luz en una dirección determinada y solo permitir que pasen vibraciones de luz perpendiculares a esta dirección.
polarizador
Hoja transparente recubierta con material dicroico.
dirección de polarización
Sólo se permite el paso de la luz en una dirección específica. Esta dirección se llama dirección de polarización, también conocida como eje de transmisión.
Ser parcial
Obtener luz polarizada a partir de luz natural.
analizar
Comprobar si un haz de luz está polarizado.
Cuando la luz polarizada pasa a través del analizador, la intensidad de la luz cambia
ley de marius
Yo=yo. (cosα)^2
Generación de luz polarizada.
generalmente
Luz reflejada
luz parcialmente polarizada
ángulo de refracción
luz parcialmente polarizada
Ley de Brewster
Cuando el ángulo de incidencia tiene un valor determinado, el ángulo de reflexión es la luz linealmente polarizada cuya dirección de vibración es perpendicular al plano del ángulo de incidencia.
Luz reflejada
Luz linealmente polarizada (luz totalmente polarizada)
El mayor grado de polarización.
luz refractada
luz parcialmente polarizada
i. λ=90°
Uso de una línea de producción de pilas de láminas de vidrio para polarizar la luz
birrefringencia
Luz ordinaria (o luz)
Muy ligero (e-light)
Ambas son luz linealmente polarizada.
solo en una dirección
cristal birrefringente
Placa ondulada de 1/4λ
Uno es el eje rápido y el otro es el eje lento, y la diferencia de fase es de 90°.
Obtención de luz polarizada elípticamente y luz polarizada circularmente.
oval
El polarizador obtiene luz polarizada linealmente, que incide verticalmente sobre la placa de onda de 1/4λ para obtener luz polarizada elípticamente.
redondo
El polarizador obtiene luz polarizada linealmente, que incide verticalmente sobre la placa de onda de 1/4λ, de modo que la dirección de vibración es de 45° con respecto al eje óptico.
Identificar varias luces polarizadas.
onda de luz incidente verticalmente
Sin cambios en la intensidad de la luz.
Luz natural
luz polarizada circularmente
Coloque una placa de onda de 1/4λ frente al polarizador y gírelo
La intensidad de la luz permanece sin cambios.
Luz natural
Se produce estera
luz polarizada circularmente
extinción
Luz linealmente polarizada
Cambios de intensidad de la luz.
luz parcialmente polarizada
Luz polarizada elípticamente
Coloque una placa de onda de 1/4λ delante del polarizador. Gire el polarizador a lo largo del eje rápido de la placa de onda en la dirección de intensidad de luz máxima o mínima.
Sin esteras
luz parcialmente polarizada
hay mate
Luz polarizada elípticamente
Debido a la reversibilidad de la luz, el círculo (elipse) se convertirá en luz polarizada linealmente después de pasar nuevamente por la placa de 1/4 de onda.
Aplicación de polarizador
pantalla LCD
película 3D
filtrar
Sección 4: Actividad óptica de la materia.
El fenómeno de que la luz atraviesa determinadas sustancias y hace que la superficie de vibración gire se denomina actividad óptica de la sustancia.
No importa si no es luz polarizada
Sustancias ópticamente activas.
Es un material diestro que hace que la superficie vibratoria gire en el sentido de las agujas del reloj.
Lo que hace que la superficie vibratoria gire en sentido antihorario es materia zurda.
Por ejemplo, los cristales de cuarzo tienen dos tipos de rotadores ópticos: zurdos y diestros.
Ley de rotación óptica
sólido
φ=α·L
φ (unidad de grado) es el ángulo de rotación, L es el espesor del material ópticamente activo
α es la velocidad de rotación óptica, que depende de
λ
Sustancias ópticamente activas.
solución
φ=【α】tλ·c·d
【α】tλ es la rotación óptica específica de la solución
【α】tλ·c=α es la velocidad de rotación óptica de la solución
dispersión óptica
Otras condiciones permanecen sin cambios, φ cambia con la longitud de onda λ
Medición de sustancias
Un polarímetro se usa comúnmente para medir la concentración de soluciones ópticamente activas.
Medidor de azúcar: un polarímetro diseñado específicamente para medir la concentración de azúcar.
Sección 5: Absorción y dispersión de la luz
absorción de luz
ley de lambert
Yo=yo. mi^(-kl)
Recuerde la fórmula original y D=Ecl, ¡y haga el resto usted mismo!
ley de la cerveza
k es el coeficiente de absorción, k=βc
Yo=yo. mi^(-βcl)
Principios de la colorimetría fotométrica.
Calcula el logaritmo de la ley de Beer.
-lgI/I. =βcl·lge
D=-lgI/I. , E=βlge
D=Ecl.
Piense en A=ε antes de Cristo
D es absorbancia/densidad óptica
E es el coeficiente de absorción
Clasificación de absorción
No tiene nada que ver con λ
Absorción general
relacionado con lambda
Elige absorber
Dispersión de la luz·
La dispersión se produce a través de medios no homogéneos.
Teniendo en cuenta la absorción y la dispersión al mismo tiempo, la intensidad de la luz es I=I. e^-(k·h)l
h es el coeficiente de dispersión, k l es el coeficiente de extinción
Lenovo I=I. mi^(-kl)
Aplicación: La atmósfera puede dispersar la luz solar en todas direcciones, por lo que los astronautas pueden ver un fenómeno extraño: el sol y las estrellas aparecen en el cielo al mismo tiempo.
Capítulo 5: Aplicación de la espectroscopia y el láser en medicina
Sección 1: Espectro de luz visible
espectro
La luz compuesta pasa a través de un prisma o rejilla para separar diferentes ondas de luz. Un patrón en el que las longitudes de onda o frecuencias están dispuestas en un orden determinado.
Según el modo de emisión de la fuente de luz.
todos
El espectro producido directamente por la luminiscencia de un objeto.
espectro de absorción
La luz continua pasa a través de una sustancia y produce un espectro después de que se absorben ciertas longitudes de onda.
Las franjas oscuras del espectro de absorción son menores que las franjas brillantes del espectro de emisión. La frecuencia de las franjas oscuras en el espectro de absorción es la misma que la frecuencia de las franjas claras en el espectro de emisión.
Características de distribución por longitud de onda.
espectro de líneas
Espectro distribuido discontinuamente
espectro de línea oscura
espectro de líneas brillantes
espectro continuo
Espectro distribuido continuamente
Clasificación por propiedades de materiales.
Espectro atómico espectro de líneas
Producido por electrones en átomos en transición entre niveles de energía.
espectro óptico Transiciones entre los niveles de energía de los electrones de valencia más externos
¡No la capa interior!
Espectro de emisión atómica
espectro de líneas brillantes
Espectroscopia de absorción atómica.
espectro de línea oscura
Sólo el estado fundamental alcanza Líneas espectrales de estado excitado
La emisión consiste en liberar energía, emitir luz y formar líneas brillantes. La absorción consiste en absorber energía, absorber fotones y formar líneas oscuras.
Logotipo del espectro de rayos Roentgen
Los electrones internos de los átomos de metales pesados realizan la transición entre niveles de energía internos.
espectro molecular espectro de banda
energía total de las moléculas
energía de electrones
energía de vibración
energía rotacional
Ondas de radio, ondas ultrasónicas>Rayos infrarrojos>Rayos ultravioleta>Rayos X>Rayos γ
Sección 2: Infrarrojo y Ultravioleta
infrarrojo
760nm-3mm
Características de las ondas de luz.
Cualquier objeto emitirá rayos infrarrojos y cuanto mayor sea la temperatura, mayor será la energía.
Por el efecto fotoeléctrico hv-W. =Ek, cuando la frecuencia de v es demasiado pequeña, se generarán rayos infrarrojos
Produce principalmente efectos térmicos en los tejidos biológicos.
Es posible enfocar la lente
Aplicaciones médicas
Promover el metabolismo
Para el tratamiento de
para diagnóstico
Sin esterilización
Rayos uv
400nm-6nm
Características de las ondas de luz.
Puede hacer que las películas fotográficas sean sensibles a la luz y los objetos a altas temperaturas emitirán luz ultravioleta.
Producir reacciones químicas, efectos fotobiológicos, efectos de fluorescencia.
De la misma manera, la transición del nivel de energía de los electrones fuera del núcleo también producirá luz ultravioleta.
Es posible enfocar la lente
Aplicaciones médicas
efecto bactericida
Efecto anti-raquitismo
Para el tratamiento de
para diagnóstico
280-300 nm, completamente absorbido en la superficie de la piel, 290-330, provocando efectos adversos en la piel
Los objetos a alta temperatura emitirán dos tipos de luz
Protección contra la luz infrarroja y ultravioleta.
vidrio verde
Sección 3: Láser
El láser es luz polarizada.
Abreviatura de amplificador/láser óptico de emisión estimulada
Principio de producción
absorción estimulada
Ejemplo: el proceso de absorción de energía externa para la transición del estado fundamental al estado excitado.
radiación espontánea
Transición espontánea de un nivel de energía alto a un nivel de energía bajo. No se requiere estimulación. e irradia un fotón hacia afuera
emisión estimulada de radiación
Un fotón apropiado induce a un átomo de alto nivel de energía a saltar a un nivel de energía más bajo y emitir un fotón idéntico al fotón inducido.
El láser se produce mediante radiación estimulada, base teórica.
metaestable
Algunas moléculas y átomos permanecen en niveles de energía especiales durante mucho tiempo y es difícil realizar la transición.
Inversión/excitación del número de partículas
Cuando E2 está en el estado metaestable, NE2 >> NE1, esta es la inversión del número de partículas.
láser
La luz con energía hv = E2-E1 incide y se produce radiación estimulada. Los fotones generados luego interactúan con otros átomos para estimular la radiación, y se generarán cada vez más fotones.
Las sustancias que muestran inversión del número de partículas se denominan sustancias de trabajo.
Generar condiciones
Inversión del número de partículas
Implementar la inversión del número de partículas.
Amplificación óptica de cavidad resonante.
Formación láser: ganancia > pérdida Estabilización láser: ganancia = pérdida
Permita que la radiación estimulada continúe y obtenga salida láser.
láser
Componentes de un láser
sustancia de trabajo
resonador óptico
energía motivacional
Forma láser
sólido
líquido
semiconductor
gas
Tipo de láser
Láser de helio-neón
láser de gas
sustancia de trabajo
Neón
La sustancia de trabajo es neón, pero está llena de helio y neón.
Métodos de incentivo
Descarga de gas CC
láser de rubí
Láser de estado sólido (el primer láser jamás fabricado)
Sustancia de trabajo: Cr3 en rubí
Método de excitación: lámpara de xenón de pulso
Características del láser
Buena direccionalidad
Fuerte
Funciones principales en el campo médico.
Buena monocromaticidad
Un tipo de luz contiene una pequeña gama de longitudes de onda relevantes.
Buena correlación
capaz de producir fenómenos de coherencia significativos
Efectos biológicos del láser. Depende del láser y del tejido corporal.
Efecto térmico
efecto de presión
efecto actínico
efecto electromagnético
Efecto de estimulación láser débil.
Capítulo Seis: Física Nuclear y Aplicaciones Médicas
Sección 1: Propiedades básicas de los núcleos atómicos.
Núcleo
protón
neutrón
nucleido
isótopo El número de protones es el mismo, pero el número de neutrones es diferente.
C12,C13,C14
isobárico Los números de masa son los mismos, pero los números de protones son diferentes.
C14,N14
Alógeno El número de protones y neutrones es el mismo, pero se encuentran en diferentes estados de energía.
C14m y C14
Clasificación
稳定核素
不会引起自身衰变
放射性核素
ΔE=Δm*c^2
Núcleo
tamaño del núcleo atómico
R=R. *A^1/3
Volumen del núcleo
V=4π/3*R. ^3*A
Densidad nuclear: valor fijo
El volumen de un núcleo atómico es proporcional al número de nucleones y las densidades de todos los núcleos son las mismas.
fuerza nuclear
Nada que ver con el cargo
Puede unirse a neutrones descargados en el núcleo.
es una fuerza de corto alcance
saturable
El número máximo es limitado.
Sección 2: Tipos de desintegración de los núcleos atómicos.
desintegración alfa
desintegración beta
desintegración beta
Hay demasiados neutrones, por lo que debemos expulsar -e y agregar protones.
Generar antineutrinos y Q
v ocho
desintegración beta
Hay demasiados protones, por lo que debemos expulsar e y agregar neutrones.
Generar neutrinos y Q
v
ecuación de captura de electrones
e X→Y antineutrino Q
desintegración gamma
El proceso en el que un núcleo atómico en un estado excitado pasa a un estado fundamental estable y libera partículas gamma al mismo tiempo.
mX→Y γ Q
conversión interna
El núcleo atómico en el estado excitado salta a un estado fundamental estable y su energía hace que los electrones fuera del núcleo se separen del átomo para formar electrones libres. Este electrón se llama electrón de conversión interna.
Con rayos X y electrones Auger.
Sección 3: La ley de desintegración de los núcleos atómicos.
norte=norte. mi^(-λt)
Tλ=ln2/0,693, T es la vida media
norte=norte. *(1/2)^t/T
promedio de vida
τ=1/λ
T, τ y λ son cantidades físicas que representan la velocidad de desintegración nuclear.
λ es la constante de desintegración
Radioactividad
A=A. *(1/2)^t/T
Representa el número de núcleos que se desintegran por unidad de tiempo en el tiempo t.
1Bq=1desintegración nuclear/s
1Ci=3,7*10^10Bq 1Ci=1000mCi
Sección 4: Interacción entre rayos y materia.
Partículas cargadas y materia.
Cuatro formas de interactuar con la materia
con núcleos atómicos
bomba
no elástico
con electrones fuera del núcleo
bomba
no elástico
Ionización y excitación.
Resultados no elásticos con electrones fuera del núcleo.
ionización
Cuando los electrones de la capa interna se ionizan, los electrones de la capa externa saltarán a la capa interna.
Generar radiografías de identificación.
electrón de barrena
electrones externos
excitación
Si la energía es menor, no basta con escapar del núcleo, pero puede cambiar el nivel de energía.
Desactivación
volver al estado fundamental
Pérdida de ionización
La energía gastada por partículas cargadas en la ionización y excitación de átomos.
bremsstrahlung
Colisión inelástica con núcleos atómicos.
Cuando las partículas cargadas se acercan al núcleo, se ven afectadas por el campo eléctrico del núcleo y el exceso de energía se irradia en forma de rayos X.
amortiguador
Cuanto mayor sea la energía, mayor será el alcance. Para materiales con Z alto, el alcance se reducirá.
Ambos son inelásticos, uno está con el núcleo, el otro está con los electrones fuera del núcleo.
Cómo interactúan los fotones con la materia
efecto fotoeléctrico
energía baja
efecto compton
energía media
El fotón incidente transfiere parte de su energía a los electrones fuera del núcleo del material, lo que hace que se desorbiten y se conviertan en electrones Compton. Los fotones dispersos se llevan la energía restante.
efecto del par de electrones
La energía es lo suficientemente grande
El fotón es absorbido, produciendo un par de electrones positivos y negativos.
Interacción de neutrones con materia.
Colisión elástica de neutrones con núcleos atómicos (baja energía)
Conservación por lo que la energía es baja.
Colisión inelástica de neutrones con núcleos atómicos (alta energía)
Naturaleza
interacción directa nucleón-nucleón
Los neutrones son muy dañinos para los tejidos corporales.
rango
Cuanto mayor sea la energía (menor λ), mayor será el alcance.
Cuanto mayor es Z, menor es el rango.
Gama de neutrones > Fotón > Átomo
Sección 5: Aplicación de radionucleidos en medicina
solicitud
Radioterapia
radiografía
Análisis de rayos
diagnóstico
diagnostico clinico
Principio: efecto trazador de los radionucleidos
Requerir
Los nucleidos tienen una vida útil corta y baja energía de rayos gamma.
Base para el diagnóstico
La capacidad de concentración del tejido enfermo es deficiente y el área del defecto de radiación es el área enferma.
tratar
iluminación exterior
iluminación interna
Tomografía por emisión de positrones (PET-CT)
Usando la desintegración beta
Capítulo 7: Principios físicos de las imágenes de rayos X
Sección 1: Descubrimiento de los rayos X y sus propiedades básicas.
Ondas de radio, ondas ultrasónicas>Rayos infrarrojos>Rayos ultravioleta>Rayos X>Rayos γ
propiedades básicas
Tienen características comunes de las ondas electromagnéticas.
Penetración
Efecto de ionización
Fluorescencia
La luz ultravioleta también tiene efecto fluorescente.
efecto químico
Conceptos básicos de la fotografía de rayos X.
efectos biológicos
Condiciones básicas para la producción de rayos X.
flujo de electrones a alta velocidad
Disponer de obstáculos-objetivos adecuados para detener el movimiento de los electrones.
Dispositivo generador de rayos X
caparazón
cátodo
fuente de electrones, que emite una corriente de electrones
ánodo
objetivo
Resistencia a altas temperaturas
Cuanto mayor sea el número atómico Z, mejor
El objetivo debe estar inclinado en un cierto ángulo.
Aumenta el área de contacto e irradia más rayos X.
energía cinética electrónica
Energía de rayos X 1%
Energía térmica 99%
ánodo giratorio
El área de impacto cambia constantemente y el calor se distribuye sobre un área más grande.
Mejore la tasa de disipación de calor ampliando el área focal
enfoque real y enfoque efectivo
enfoque real
El área de impacto de la corriente de electrones sobre la superficie objetivo.
gran enfoque
Foco creado por un filamento largo.
Tubo de rayos X para tratamiento.
El tratamiento es mejor que el diagnóstico.
pequeño enfoque
Foco formado por filamento corto.
Tubo de rayos X de diagnóstico
enfoque efectivo
El área proyectada del foco real se llama foco efectivo.
Intensidad y dureza de los rayos X.
fortaleza
I=ΣNihVi
Aumentar la corriente del tubo.
Puede aumentar el número de electrones.
Aumentar el voltaje del tubo
Puede producir fotones de mayor frecuencia.
Expresión de la energía radiante total.
W=Eso
Expresado en términos de corriente del tubo.
dureza
Representa la capacidad de penetración de los rayos X, que sólo depende de la energía de los rayos X (relacionada con λ)
relacionado con el voltaje del tubo
Rayos X extremadamente suaves
0,25~0,062
Radiografía suave
0,062~0,012
radiografía dura
0,012~0,005
Rayos X extremadamente duros
Por debajo de 0,005
Expresado en términos de voltaje del tubo.
Sección 2: espectro de rayos X
definición
Patrones analíticos ordenados según la longitud de onda y la intensidad de los rayos X.
difracción de rayos X
Aplicación: Estructura de doble hélice de la molécula de ADN.
Características espectrales de rayos X.
continuo
La longitud de onda cambia continuamente
característica
Cuando el voltaje del tubo es bajo, sólo se producen rayos X continuos.
Cuando el voltaje del tubo es mayor, la intensidad de cada longitud de onda aumenta.
límite de onda corta
Cuanto mayor sea el voltaje del tubo, menor será el límite de onda corta.
λmín=1,242/U(nm)
Mecanismo de generación continua de rayos X.
Utilice electrones de alta velocidad para interactuar con los materiales objetivo y producir radiación bremsstrahlung.
La energía cargada aumenta (λ es pequeña)
El número atómico aumenta
aumentar la probabilidad de producir
solicitud
Diagnóstico y tratamiento médico
Espectro de identidad/espectro de características
Las longitudes de onda son discretas.
característica
La longitud de onda del espectro de línea (posición) depende del material objetivo del ánodo.
La posición del espectro de identificación solo está relacionada con el material objetivo y no tiene nada que ver con el voltaje del tubo. Está relacionada con el número atómico del material objetivo.
Identificar el mecanismo de generación de rayos X.
Los electrones de la capa interior están vacíos, los electrones de la capa exterior están llenos y luego se libera la marca de rayos X.
El resultado de la transición del nivel de energía del electrón interno.
solicitud
análisis de elementos químicos
Es perjudicial para el cuerpo humano, por lo que debe eliminarse durante el diagnóstico médico.
Retirar con papel de filtro multicapa.
Sección 3: Atenuación de los rayos X
Fórmula de atenuación: I=I. mi^(-uL)
uL es el valor de absorción
La unidad L es cm.
La unidad de u es cm-1.
coeficiente de absorción lineal
nivel de mitad de precio
L1/2=ln2/u, Lm1/2=ln2/um
Yo=yo. e-(UmLm)
Lm=Lρ
Um=u/ρ
coeficiente de absorción de masa
Um=kλ^3Z^n
relacionado con lambda
Relacionado con el número atómico Z
La ley de atenuación de los rayos X continuos.
una sustancia
um=kZ^nλ^3
múltiples sustancias
Um=kZ捌^nλ^3
fenómeno de endurecimiento
A medida que aumenta la profundidad de los rayos X continuos que entran en el objeto, la proporción de ondas cortas se hace cada vez mayor.
rayos x y materia
efecto fotoeléctrico
Interacción del electrón interno del núcleo del fotón. Con generación de fotoelectrones y espectro de firma.
efecto compton
La longitud de onda de dispersión clásica permanece sin cambios La longitud de onda de dispersión Compton se hace más larga
efecto del par de electrones
Produce un positrón y un electrón negativo.
Sección 4: Aplicaciones médicas de los rayos X
Efectos biomédicos de los rayos X.
Efectos biológicos en la piel.
Efectos sobre el tejido sanguíneo.
No tiene ningún efecto sobre la pared celular pero afecta la formación de vacuolas en el citoplasma.
Dosis excesivas pueden provocar leucemia y anemia regenerativa.
Tratamiento clínico
Principio: ionización de rayos X.
Leyes básicas del diagnóstico clínico.
Ley de Beer-Lambert
Porque la atenuación de los rayos X refleja la imagen.
Principio de imagen de rayos X
Características de los propios rayos X.
Diferencias en densidad y grosor del cuerpo humano.
tejido de alta densidad
tejido de densidad media
tejido de baja densidad
Utilización de imágenes de películas médicas de rayos X.
reacción fotoquímica
Radioscopia y fotografía de rayos X.
Fluoroscopia de rayos X ordinaria
Pantalla fluorescente
La pantalla fluorescente es una imagen positiva.
Huesos negros y carne blanca.
Operación simple y bajo costo.
Posición giratoria para observación dinámica.
La radiación de rayos X lleva mucho tiempo y la dosis es grande.
Pequeño ámbito de aplicación
Mala calidad de imagen
no puedo guardar
Fotografía general de rayos X.
revelado de película x tomar radiografía
Las imágenes de rayos X son imágenes inversas.
Huesos blancos, carne negra.
Buena calidad y alta resolución.
Baja dosis de radiación
Conveniente para revisión y consulta.
Guardar imágenes permanentemente
Falta de información dinámica.
Requiere procesamiento de imágenes
El costo es alto
Fotografía de rayos X especial
Fotografía de rayos X suaves
Tejido suave
Fotografía de rayos X duros
tejido duro
Proyectar un órgano tridimensional en un plano es una imagen superpuesta de múltiples órganos.
resta digital
solicitud
Angiografía
Clasificación de imágenes
imagen fisica
Imagen digital
Fácil de almacenar
Se puede transportar de forma remota
Facilita el procesamiento de imágenes.
Sección 5: Tomografía computarizada de rayos X (X-CT)
algunos conceptos
valor TC
k(u cosa-u agua)/u agua
Es un valor relativo, utilizando el agua como estándar.
vóxel
Unidad de volumen muy pequeña, u en cada vóxel es consistente
píxel
Organizado por muchas matrices.
Cuanto más pequeños sean los píxeles, mayor será la resolución
matriz
Cuanto mayor es la matriz, más pequeños son los píxeles, pero a medida que aumenta el número de píxeles, aumenta la resolución.
proyección
P(valor de proyección)=ln(I./I)
exploración
Escala de grises
tecnología de ventana
Resalte la información de la imagen necesaria para el diagnóstico (región de interés)
Los principios físicos de X-CT
uL son los datos de proyección, que reflejan el valor de absorción.
uL=ln(I./I)
es una imagen tomográfica clara
Principio de imagen X-CT
Aplicaciones técnicas de X-CT
Angiografía
Reconstrucción de imágenes 3D
Capítulo 9: Movimiento de fluidos
Sección 1: Fluido ideal y flujo constante
fluido ideal
Definición: Un fluido incompresible sin fricción interna.
expresión de función
método lagrangiano
Tomando elementos primos infinitamente pequeños como objeto de investigación
método de euler
Tomando como objeto de investigación la distribución espacial de la velocidad del flujo.
v=f（x,y,z,t）
Tubo de corriente: un área tubular compuesta por múltiples líneas de corriente.
Descripción geométrica - aerodinámicas
La dirección tangente en cualquier punto es la misma que la dirección de la partícula que fluye en ese punto.
naturaleza
Cuando S es pequeño, V alcanza un cierto valor y la presión estática allí será menor que la presión estática del fluido exterior. Cuando V es grande, la presión es pequeña, lo que hará que se aspire líquido exterior.
Las líneas de corriente no pueden cruzarse en ningún punto al mismo tiempo.
La densidad de líneas de corriente representa la velocidad del flujo.
La forma de las líneas de corriente cambia con el tiempo.
Sección 2: Ecuación de continuidad
Fórmula:S1V1=S2V2 Condiciones de aplicación: fluido incompresible
tubo de flujo derivado
T1v1=T2v2 S3v3
tasa de flujo en los vasos sanguíneos
artería
S es pequeña, V es grande
La velocidad del flujo sanguíneo aórtico es máxima.
capilares
El área de la sección transversal total es grande y V es pequeña.
La velocidad en los capilares es más lenta y facilita el intercambio.
vena
S pequeño V grande
Satisfacer la ecuación de conservación de masa y la ecuación de conservación de volumen.
Sección 3: Ecuación de Bernoulli
p 0.5ρv^2 ρgh=constante
efecto de succión
contenedor vertical grande
Por defecto, las presiones estáticas son iguales, Po 1/2ρv^2 ρgh=Po 1/2ρv^2
Condiciones de uso: El fluido ideal se mueve de manera constante en el tubo.
Sección 4: Flujo de fluidos viscosos
Número de Reynolds (Re)
Re=ρvr/η r es el radio del tubo circular, v es la velocidad de flujo promedio del líquido en el tubo circular
No es exacto como base.
Re<=1000
flujo laminar/laminar
La velocidad del fluido viscoso es pequeña y se produce un flujo estratificado. Los caudales de cada capa no se mezclan entre sí y mantienen su propia velocidad de flujo.
Deslizamiento relativo, sin mezcla
1000<Re<1500
capa de transición
El flujo es inestable.
Re>1500
Turbulencia
V es grande y las capas de flujo laminar se mezclan entre sí, provocando a veces vórtices y caos.
Es probable que se produzcan turbulencias en el punto de división.
flujo fisiológico
La intensidad del sonido producido por el flujo turbulento es mucho mayor que la del flujo laminar, y el tono también es significativamente diferente.
Aplicación: utilice un estetoscopio para identificar anomalías sanguíneas.
Clasificación de líquidos
líquido newtoniano
Teorema de la viscosidad de Newton
La velocidad del flujo es máxima a lo largo del eje del tubo y cuanto más lejos del eje del tubo, menor es la velocidad del flujo. Partículas de glicerol adheridas a la pared del tubo, el caudal es 0
fuerza viscosa
La capa que fluye más rápido ejerce una fuerza de tracción sobre la capa que fluye más lentamente, mientras que la capa que fluye más lentamente ejerce resistencia sobre la capa que fluye más rápido. Este par de fuerzas se llama fricción interna/viscosidad.
viscosidad
naturaleza liquida
gradiente de velocidad
Objetivo
Describe mejor los cambios de velocidad de cada capa.
gradiente de velocidad en x: dv/dx
Contenido de la ley
La resistencia interna viscosa F es directamente proporcional al gradiente de velocidad dv/dx e inversamente proporcional al área de contacto entre las dos capas.
F=ηdv/dxS
Acerca del coeficiente de viscosidad eta (Pa*s)
naturaleza
Depende del tipo de liquido
relacionado con la temperatura
líquido
A medida que aumenta la temperatura, eta disminuye.
A medida que aumenta la temperatura, la fuerza intermolecular se debilita (principio extremo: puede convertirse en gas), lo que hace que la viscosidad disminuya.
gas
A medida que aumenta la temperatura, aumenta eta.
A medida que aumenta la temperatura, las colisiones se vuelven más frecuentes, lo que hace que aumente la viscosidad del gas.
Relevante para la cantidad de impurezas contenidas en el líquido.
líquido no newtoniano
No cumple con el teorema de viscosidad de Newton
patrones de flujo de fluidos viscosos
P1 1/2ρv^2 ρgh=P2 1/2ρv^2 ρgh ω ω=Wf/V
ley de poiseuille
Q=πR^4(P1-P2) —————— 8NL
v=(P1-P2)(R^2-r^2) ———————— 4nL
Para un paciente coronario, mediante el teorema de Poiseuille, podemos saber
dilatar los vasos sanguíneos
Utilice medicamentos que activen la sangre y eliminen la estasis sanguínea para reducir la viscosidad de la sangre.
resistencia al flujo
Rf=8ηL/πR^4 Sin ΔP, recíproco de Q
Resistencia al flujo continuo
Rf=R1 R2 .....Rn
derivación a través de la resistencia al flujo
1/Rf=1/R1 1/R2 ..... 1/Rn
alimenta la ley
Cuando un sólido se mueve a velocidad constante en un líquido viscoso, una capa de líquido se adherirá a la superficie del sólido y esta capa de líquido se mueve con el sólido. De esta manera, existe una fricción interna entre esta capa de flujo y su. capa de flujo adyacente.
F=6πηvr
v se llama velocidad de cierre o velocidad de sedimentación/tasa de sedimentación globular
Las centrífugas de alta velocidad se utilizan a menudo para aumentar el valor efectivo de g, acelerando así la velocidad de sedimentación de partículas diminutas.
Separación de glóbulos rojos.
Se puede utilizar para medir el coeficiente de viscosidad.
El principio de la centrífuga.
Utilice la rotación de alta velocidad del rotor centrífugo para generar una potente fuerza centrífuga
la circulación sanguínea
viscosidad de la sangre
Depende de factores
hematocrito
Cuanto mayor sea la viscosidad, mayor será la
Es un factor importante en la viscosidad de la sangre.
tasa de corte
Cuanto mayor sea la viscosidad, menor será la
Inversamente proporcional a la viscosidad
temperatura
Cuanto menor sea la viscosidad, mayor será la
Conoce las propiedades del líquido
marca
高血压导致粘度升高
贫血导致粘度降低
resistencia al flujo sanguíneo
Resistencia sistémica total
resistencia periférica total
Depende principalmente del cambio de r (diámetro interno del vaso sanguíneo)
Rf=8ηL/πR^4
circulación sanguínea
Depende principalmente de r
velocidad del flujo sanguíneo
El capilar S es el más grande y v es el más pequeño; lo contrario ocurre con la aorta y la vena cava.
Distribución de la presión arterial durante el flujo sanguíneo.
Hay una tendencia a la baja en el proceso de flujo.
ha estado consumiendo
Más consumido en arterias pequeñas
trabajo del corazon
W=ω
P1-P2 1/2 ρ（v1^2-v2^2）
Capítulo 10: Fenómenos superficiales de los líquidos.
Sección 1: Tensión superficial y energía superficial
Tensión superficial
definición
Las superficies líquidas tienden a encogerse.
causa
esencia microscópica
Causado por la asimetría de las fuerzas de interacción entre moléculas en la capa superficial.
teoría cinética molecular
Cada molécula en la capa superficial del líquido se ve afectada por la fuerza resultante F y tiene la tendencia a apretarse hacia el interior del líquido tanto como sea posible desde la capa superficial, provocando que la capa superficial se contraiga.
perspectiva energética
La capa superficial es un área de alta energía potencial. Cuanto más pequeño es el sistema, más estable es. Por lo tanto, las moléculas de la capa superficial tienden a meterse en el líquido tanto como sea posible. (Energía superficial: la suma de las energías potenciales de todas las moléculas en la capa superficial). Cuando el volumen es constante, el área de superficie de la pelota es la más pequeña.
dirección de tensión superficial
Dos experimentos de película líquida muestran que la dirección de la tensión superficial es tangente a la superficie del líquido y actúa verticalmente sobre el perímetro de la superficie.
líquido
liquido dentro
Las propiedades físicas son las mismas en todas las direcciones (isotrópicas).
superficie liquida
Las propiedades físicas son diferentes en cada dirección (anisotropía)
bola de acción molecular
r=10^-9m es el radio de una esfera
energía superficial
Una capa de líquido con un espesor igual al radio de acción de las moléculas debajo de la superficie donde el líquido y el gas están en contacto.
Descripción cuantitativa de la tensión superficial.
Definición 1: f=αl (nivel de líquido único) f=2αl (nivel de líquido doble)
f es la tensión superficial
α es el coeficiente de tensión superficial
propiedades liquidas
Líquidos volátiles de baja densidad con α pequeña
temperatura
Cuanto mayor es la temperatura, menor es α
pureza
Los surfactantes hacen que α sea más pequeño
l es el segmento de línea divisoria
Definición 2: ΔW=F x Δx=2αLΔx =2αΔS (doble nivel de líquido)
Sección 2: Presión adicional debajo de la superficie curva
Generación de presión adicional
Superficie líquida convexa: Pb=P. -PD
La presión en el lado cóncavo es siempre mayor que la presión en el lado convexo.
Superficie líquida cóncava: pb=P. PD
La dirección de la presión adicional siempre apunta al centro de curvatura de la superficie curva del líquido.
Cualquier curvatura en la página crea una presión adicional sobre el líquido.
fórmula de laplace
P interior-P exterior=2α/R
película líquida esférica
Pc-Pa=4α/R
Adecuado para pompas de jabón.
Propiedades físicas de los alvéolos.
La pared interna de los alvéolos secreta un surfactante (sustancia fosfolípida) y la cantidad total es segura.
Al inhalar: V aumenta mientras la cantidad de surfactante permanece sin cambios, lo que resulta en una disminución en la cantidad de surfactante por unidad de área, lo que resulta en un aumento en el coeficiente de tensión superficial y la tensión superficial, lo que limita la expansión continua de los alvéolos.
Al exhalar: V disminuye, aumenta la cantidad de surfactante por unidad de área, disminuye α y F disminuye, evitando una mayor atrofia de los alvéolos.
Aunque los alvéolos del bebé secretan surfactante para reducir la presión adicional. Pero el bebé aún necesita llorar fuerte para superar la excesiva presión adicional generada por la mucosidad en la superficie alveolar.
Superar la presión generada por la mucosidad en la superficie alveolar
surfactante
llorar fuerte
síndrome de dificultad respiratoria neonatal enfermedad de la membrana hialina
razón
Deficiencia de surfactante pulmonar
Sección 3: Fenómenos superficiales de contacto líquido-sólido
humedecer
El fenómeno del líquido que se extiende a lo largo de la superficie de un sólido se llama líquido que moja el sólido·
Explicación microscópica de mojar y no mojar.
capa de adherencia
En el punto de contacto entre un sólido y un líquido, una capa de líquido con un espesor igual al radio de acción efectivo del líquido o de las moléculas sólidas (el que sea mayor)
La humectación y la no humectación son causadas por la asimetría de las fuerzas moleculares en la capa de adhesión.
cohesión
La atracción mutua entre moléculas líquidas.
adhesión
La atracción mutua entre moléculas líquidas y moléculas sólidas.
no mojar
El fenómeno de la contracción del líquido en la superficie de un sólido se llama sólido líquido no humectante.
Angulo de contacto
El punto de contacto entre la superficie del líquido y la superficie sólida es una línea tangente a la superficie del líquido. El ángulo formado por esta línea tangente y la interfaz sólido-líquido es el ángulo de contacto.
solicitud:
Las sustancias tensioactivas reducen la tensión superficial del líquido de pulverización.
proceso de capilar
Cuando se inserta un tubo delgado en un líquido, el líquido subirá o bajará dentro del tubo.
Los tubos delgados que pueden producir fenómenos capilares se llaman capilares.
causa
Fenómenos humectantes y no humectantes.
tensión superficial del líquido
presión adicional
La altura a la que el nivel del líquido en el tubo sube o baja.
2α/R=ρgh Rcosθ=r h=2αcosθ/ρgr
r es el radio interior del tubo
R es el radio de curvatura
θ es el ángulo de contacto
Fenómeno
lámpara de alcohol
El conducto del suelo absorbe agua.
Cavar y aflojar el suelo destruye los capilares del suelo y reduce la evaporación del agua superficial.
embolia gaseosa
Aumente gradualmente la presión. Al principio, la gota no se mueve, pero el radio de curvatura disminuye. Sólo cuando ΔP excede un cierto valor, la gota comenzará a moverse
definición
El líquido se mueve en un tubo delgado. Si aparecen burbujas en el tubo, se bloqueará el flujo del líquido. Si hay demasiadas burbujas, se producirá un bloqueo.
Motivo: causado por la presión adicional sobre la superficie curva del gas y el líquido.
Varias posibilidades de embolia gaseosa en sangre humana.
Durante la inyección intravenosa
Durante la cirugía, tenga cuidado para evitar que entre aire en los vasos sanguíneos.
El gas cae repentinamente y el oxígeno originalmente disuelto en la sangre se libera demasiado rápido para formar burbujas.
La arteria carótida está dañada, la presión venosa allí es menor que la atmosférica y el aire entra por sí solo.
La embolia gaseosa ocurre fácilmente en las venas grandes de la cabeza y el cuello, la pared torácica y los pulmones.
Sección 4: Sustancias tensioactivas y adsorción superficial.
surfactante
Sustancias que pueden reducir el coeficiente de tensión superficial (α) de los líquidos.
razón
sustancias inactivas de superficie
Sustancias que pueden aumentar el coeficiente de tensión superficial de los líquidos.
Después de que la sustancia tensioactiva se disuelve en el líquido, la atracción entre las moléculas del líquido es mayor que la atracción entre las moléculas de la sustancia activa y las moléculas del líquido, lo que hace que una gran cantidad de moléculas del líquido abandonen la capa superficial y entren al interior. del líquido.
fenómeno de adsorción superficial
líquido
Fenómeno en el que las sustancias tensioactivas se acumulan en la superficie de un líquido y se estiran formando una película delgada.
película de aceite
sólido
Fenómeno en el que moléculas de gas o líquido se adhieren a una superficie sólida para formar una película delgada, reduciendo la energía potencial de la superficie sólida.
Polvos y materiales porosos.
Capítulo 11: Principios físicos de la resonancia magnética
Sección 1: Principios básicos de la resonancia magnética nuclear
RMN
Campo magnético producido por el espín de los núcleos atómicos.
núcleo magnético
El núcleo que produce el campo magnético.
Núcleo con espín distinto de cero
ω. frecuencia de alarma
ω. =γB.
RMN
absorción de resonancia
En un campo magnético constante externo B. El núcleo atómico, más una radiación electromagnética, es sólo ω de radiación de radiofrecuencia. con un campo magnético externo B. Si se satisface la relación de Larmor, se puede absorber energía.
radiación de resonancia
El proceso de absorber energía, pasar de un estado de alta energía a un estado de baja energía y liberar energía en forma de ondas electromagnéticas.
Núcleos atómicos en un campo magnético.
En ausencia de un campo magnético externo, la orientación de los momentos magnéticos de los núcleos atómicos es aleatoria, se anulan entre sí en su conjunto y no parecen magnéticos para el mundo exterior.
Cuando hay un campo magnético externo, el núcleo atómico producirá dos estados de espín.
1/2 (paralelo)
bajo nivel de energía
-1/2 (antiparalelo)
alto nivel de energía
Muy mala producción de energía.
Sección 2: resonancia magnética
Está determinado por el efecto magnético colectivo o neto de un gran número de núcleos dentro de un vóxel de tejido determinado.
Principios básicos de la resonancia magnética.
En la práctica, se crea artificialmente un campo magnético en gradiente, por lo que una determinada posición está determinada por las diferentes densidades provocadas por las diferentes frecuencias.
Magnetización y relajación.
magnetización
densidad del núcleo magnético
Sensibilidad de magnetización del nucleido.
Fuerza del campo magnético externo
relajarse
Relajación transversal T2
Deja el 37% del valor máximo de magnetización.
Relajación longitudinal T1
El tiempo de magnetización es el 63% del máximo.
Sección 3: Densidad de protones, imágenes ponderadas en T1 y T2
Imágenes de resonancia magnética
Ponderar significa resaltar los puntos clave
Imágenes ponderadas en T1
Imágenes ponderadas en T2
Imagen ponderada por densidad relativa de protones
Sección 4: Métodos de imágenes por resonancia magnética
está determinado por la secuencia de pulsos de RF y el gradiente del campo magnético aplicado durante cada ciclo de obtención de imágenes.
ecografía de espín
imágenes de recuperación de inversión
método rápido de obtención de imágenes
Sección 5: Características y aplicaciones médicas de la resonancia magnética nuclear
características de resonancia magnética
Efectos biológicos: métodos de diagnóstico no invasivos.
Escanear: las secciones se pueden seleccionar libremente
Imágenes que pueden mostrar y reflejar información bioquímica, como funciones y procesos metabólicos.
Baja resolución, largo tiempo de adquisición
La resonancia magnética tiene una resolución de tejidos blandos de alto contraste
Igual que α