Введення
Фізика - наука,вивчає фундаментальні, елементарні явища, властивості і форми рухуматерії.
Біофізика - наука,вивчає: фізичні явища - біоструми, струм крові, світіння, біолюмінесценцію,рух, дифузію; фізичні властивості: електропровідність. оптичнущільність, поверхневий натяг, теплоємність; первинні фізико-хімічніпроцеси - іонні, електронного збудження, вільнорадикальні. відбуваютьсяв тканинах і клітинах живих організмів і в біосубстратах.
Історіябіофізики вивчає обмін енергії, тобто трансформацію в тканинах один в одномурізних форм енергії, на відміну від біохімії, що вивчає обмін речовин.
Значеннябіофізики і фізики в пізнанні властивостей живих організмів, застосування фізичнихзаконів та біофізичних методів у діагностиці та фізіотерапії.
Рольбіофізики і фізики в теоретичному розвитку та методичному озброєнні: фізіології,біохімії, цитології, ветеринарно-санітарній експертизі, клінічноїдіагностиці, ветеринарної хірургії, зооінженерії, екології та біотехнології.
1. Термодинаміка і біоенергетика
Законитермодинаміки. Відкриті та закриті системи, стаціонарне неравновесноестан. Ізольовані системи, термодинамічна рівновага.
Першепочаток термодинаміки. Робота, теплота, внутрішня енергія.
Другепочаток термодинаміки. Тертя і ККД. Зростання ентропії. Оборотні і необоротні процеси.Графічне зображення ізопроцесів: ізобари, ізохори. ізотерми. Циклічнийпроцес. Термодинамічні потенціали: внутрішня енергія, вільна енергія,хімічний потенціал. Ентропія, її статистичний зміст.
Живіорганізми як стаціонарні, нерівноважні, відкриті системи. Принцип Пригожинадля стаціонарного стану. Застосування лінійної термодинаміки в біології. Нелінійнатермодинаміка.
Енергетичнийбаланс в живому організмі. Закон Гесса. Теплопродукція при окисленні іокисне фосфорилювання в мітохондріальних ферментативнихелектрон-транспортних ланцюгах.
Питоматеплопродукція жирів, білків, вуглеводів і перетворення різних типів енергіїодин в одного в організмі.
Явищепереносу в терморегуляції організму і в біотехнології. Теплопровідність,конвекція, випаровування; рівноважне теплове випромінювання, люмінесценція іспонтанна біохемілюмінесценції.
Енергетикасонячного спектра. Питома поверхня і тепловтрати організму.
Кріоконсервуванняживих клітин і тканин. Оптимальні режими охолодження, заморожування, відтаванняі нагрівання. Захисний вплив біоантіокіслітелей і речовин, що стабілізуютьструктурну температуру.
Блок-схемаустановки для вакуум-сублімаційного сушіння.
Вакуум-сублімаційнасушка (швидка - з руйнуванням і повільна - зі збереженням клітин і мембран). Самозаморажіваніеі швидкий термоперенос. Критерій закінчення сушіння.
2. Механіка і біомеханіка
Кінематика. Механічнерух. Визначення кінематики. Системи відліку. Середня швидкістьпрямолінійного руху. Миттєва швидкість. Узагальнення поняття швидкості длядеяких процесів (швидкість хімічної реакції, швидкість переносу тепла та ін)як похідних відповідних фізичних величин у часі. Прискорення якпохідна швидкості за часом. Зворотній завдання кінематики: обчисленняшвидкості по прискоренню і шляхи за значенням швидкості.
Поняття проградієнті фізичної величини. Інтенсивність перенесення фізичної величини черезповерхню.
Явищапереносу. Дифузія, теплопровідність, внутрішнє тертя. Застосування понятьінтенсивності та градієнта в цих процесах.
Перенесенняречовин при дифузії. Закон Фіка. Значення коефіцієнтів дифузії в газах,рідинах і твердих тілах. Дифузійні процеси в грунті, легенів, у клітиннихмембранах і ін
Теплопровідність,її фізичний механізм та її відмінність від конвекції. Закон Фур'є. Значеннякоефіцієнтів теплопровідності деяких речовин і біологічних тканин. Перенесеннятепла в живих організмах.
Внутрішнєтертя (в'язкість). Перенесення імпульсу при внутрішньому терті. Закон Ньютона дляв'язкої рідини. Динамічний коефіцієнт в'язкості і його значення для деякихрідин.
Обертальнерух. Кінематика обертального руху. Рівномірне обертання. Кутовашвидкість, період і частота обертання. Змінне обертальний рух. Кутовеприскорення. Лінійна швидкість і тангенціальне прискорення; зв'язок їх з кутовоюшвидкістю і кутовим прискоренням. Равнопеременное обертальний рух.
Динамікаобертального руху абсолютно твердого тіла, Поняття про абсолютно твердомутілі (АТТ). Основне рівняння обертального руху АТТ. Момент інерції і йогофізичний зміст. Обчислення моментів інерції деяких тіл правильноїгеометричної форми. Дослідна перевірка основного закону обертального рухуАТТ. Кінетична енергія обертового АТТ. Момент імпульсу. Закон збереженнямоменту імпульсу. Обертальний рух в локомоторна апарату живихорганізмів.
Механічніколивання. Поняття про коливальному русі. Гармонійні коливання. Лінійнийгармонійний осцилятор. Рівняння гармонічних коливань. Циклічначастота. Період коливань пружинного маятника. Швидкість і прискореннягармонічного осцилятора. Енергія гармонічного осцилятора. Зв'язок міжколивальним і обертальним рухами.
Загасаючіколивання, їх рівняння і графіки. Циклічна частота загасаючих коливань.
Вимушеніколивання, їх рівняння; амплітуда вимушених коливань. Явище резонансу,резонансна крива. Приклади явищ, пов'язаних з резонансом.
3. Дія вібрацій на живий організм
Складні коливання.Хвилі. Складні коливання. Складання двох гармонійних коливань, що відбуваютьсяуздовж однієї прямої з однаковими частотами. Складання двох гармонійнихколивань, що відбуваються уздовж однієї прямої з різними частотами. Биття. Графікбиття і застосування цього явища.
Розкладанняскладних негармоніческое коливань в гармонійний спектр. Теорема Фур'є. Основначастота і обертони. Застосування гармонічного аналізу коливань в медицині іветеринарії.
Хвилі. Механізмутворення хвиль, їх типи і властивості. Довжина хвилі і її обчислення. Швидкостіхвиль у твердих тілах, у рідинах і газах. Обчислення швидкості хвилі в твердихтілах і в газах.
Рівнянняхвилі. Хвильове число. Біжать і стоячі хвилі. Рівняння стоячої хвилі, їївузли та пучности. Об'ємна щільність енергії хвилі. Інтенсивність потоку енергіїхвилі. Хвильові процеси в живих організмах.
Твердітіла, рідкі кристали і полімери. Кристалічні тіла і їх анізотропія. Основнітипи кристалічних граток. Фізичні властивості кристалів і аморфних тіл.
Рідкікристали та їх типи: немагікі. смекгікі. холестерика. Їх властивості.
Полімери йїх типи. Умови для полімеризації і деполімеризації. Основні стануполімерів: в'язкотекучий. високоеластичний, частково - кристалічна,стеклообразное. Полімерні волокна. Полімерні надмолекулярні освіти. Полімерніматеріали в медицині та ветеринарії.
Біополімериі їх фізичні властивості на прикладі колагену, еластину і резіліна.
Механічнівластивості твердих тіл. Види деформацій. Поняття напруги і одиниці неювимірювання. Напруга нормальне і тангенціальне.
Пружнідеформації. Закон Пука. Модуль пружності. Енергія пружної деформації. Статичнівипробування матеріалів. Діаграма залежності між напругою і деформацією наприкладі розтягування для пластичних і крихких матеріалів. Деформація зсуву,кручення і вигину.
Енергіяпружних деформацій в живих тканинах. Фізичне обгрунтування наслідківгіподинамії біологічних тканин і значення цього явища в промисловомутваринництві.
Механічнівластивості біологічних тканин. Біореологія. В'язкопружні матеріали. Повзучість.Моделювання в'язкопружних властивостей за допомогою різних комбінації пружних ів'язких елементів.
Механічнівластивості деяких тканин. Кісткова тканина і її структурні корені. Модульпружності і межі пружності і міцності для кісток деяких тварин. Діяелектричного поля на кісткову тканину. Шкіра і м'язи, їх механічні властивості. Зв'язокміж деформацією і напругою в м'язах. Изотоническое і ізометричнескорочення в м'язах. Тканини кров...
