Ток күші

Алғы сөз

Физика гректің физис – табиғат деген сөзінен шыққан. Физикалық
құбылыстар космоста, микроәлемде, бейорганикалық және органикалық заттарда, өлі және тірі табиғатта болып жатыр. Қазіргі кезде физиканы материяның құрылысы мен қасиеттерін, материяның қарапайым және кұрделі қозғалыстарын зерттейтін ғылым деп айтуға болады. Сондықтан физика заңдары бүкіл табиғат танудың негізі болып табылады.
Өсімдіктер мен жануарлар өзін-өзі басқаратын биологиялық жүйелерге жатады, оларда әртүрлі физикалық процестер – механикалық, жылулық, электрлік, оптикалық, сонымен қатар кұрделі биохимиялық реакциялар жүреді. Сонымен биология, физика және химия арасындағы байланыстан жаңа ғылым саласы – биофизика пайда болды. Биофизика – биологиялық жүйелердегі әртүрлі деңгейлерде болып жатқан физикалық және физика-химиялық процестерді, физикалық факторлардың тірі организмге әсерін зерттейді.
Биофизика көптеген биологиялық құбылыстарды түсіндіруде үлкен маңызға ие. Бұгінгі күні биофизика электрофизиологиямен, офтальмологиямен, фармакологиямен, зоогигиенамен тығыз байланысты. Физиктер, биофизиктер, биохимиктер мен физиологтардың бірлескен зерттеулері биологиялық молекулалардың құрылыстары мен қасиеттері, жасаушаның құрылысы мен жасауша мембранасының әсер ету механизмі туралы көп мағлұматтар алуға көмектесті.
Қазіргі кездегі физикалық әдістерді ветеринария мен зоотехникада қолдану арқылы диагностика, аурудың алдын алу және емдеу жұмыстары жаңа деңгейге жетіп, үлкен жетістіктерге жетті. Мал дәрігері мен зооинженер мал ағзасында өтіп жатқан биофизикалық процестерді, сонымен қоса физикалық және электрондық аппараттардың жұмыс істей мүмкіндіктерін жақсы білуі қажет.
Осы оқу-әдістемелік нұсқаудың мақсаты қашықтан оқитын студенттерге физика мен биофизиканың негіздерін оқып-үйренуге көмектесу. Бұл құралда пәннің бөлімдері туралы қысқаша мағлұматтар, есептерді шығару жолдары, өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтар, сонымен қатар бақылау тапсырмалары берілген.
Нұсқаудың ең соңында қажетті шамалардың кестелері де берілген.

ЖАЛПЫ ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУ

Есеп шығаруға арналған нұсқаулар

Физика есептерін белгілі бір ретпен шығару қажет:
1. Есептің берілгенін жазу керек.
2. Барлық шамаларды бірліктердің халықаралық жүйесіне келтіру керек.
3. Есеп шығаруға қажетті заңдар мен теңдеулерді еске түсіріп, оларды жазып қою керек.
4. Егер қажет болса сурет, график, сұлба сызу керек.
5. Есептің шығару жолына қысқаша түсініктеме беру керек.
6. Есепке қажетті теңдеулерді қорытып шығару белгілі бір ретпен жазылу керек (соңынан тексергенге ыңғайлы болу үшін).
7. Алынған теңдеуге сан мәндерін қойып, ізделінетін шаманы табамыз.
8. Есеп шығарған кезде кестелерді қолдану қажет.
9. Әрбір бөлім алдында қажетті заңдар мен теңдеулер кестесі берілген. Есеп шығармас бұрын осылармен танысып алу керек.

Бақылау жұмысын орындауға қажетті нұсқаулар

Бақылау жұмыстарын таңдау кафедра ұсынған варианттар кестесі
арқылы іске асады. Бақылау жұмысы вариантына сәйкес келмейтін студенттің жұмысы қабылданбайды. Бақылау жұмысын сабақ өткізетін оқытушы тексереді. Бақылау жұмысын орындамаған студент емтиханға жіберілмейді.
Қойылатын талаптар:
1. Бақылау жұмысы жеке дәптерге жазылып, орындалады.
2. Дәптерде оқытушы ескерту жазу ұшін орын қалтыру керек.
3. Есептің берілгені толығымен, анық жазылуы қажет.
4. Есепті шығару жолы түсіндірмелермен, сөздерді қысқартпай толық түрде жазылу керек.

І. Биомеханика

Негізгі заңдары мен теңдеулері

Шаманың немесе физикалық заңның аталуы
Теңдеуі
Бұрыштық жылдамдық және бұрылу бұрышын бұрыштық жылдамдық арқылы анықтау
;
Бұрыштық үдеу және бұрыштық жылдамдықты бұрыштық үдеу бойынша анықтау
;
Бұрыштық және сызықтық шамалар арасындағы байланыс
,
Бірқалыпты айналмалы қозғалыс кезіндегі бұрыштық жылдамдық

Бірқалыпты айналмалы қозғалыс кезіндегі бұрылу бұрышы

Бұрыштық жылдамдық, айналу жиілігі, айналу периоды арасындағы байланыс

Бұрылу бұрышы мен айналу саны арасындағы байланыс

Айналмалы қозғалыс динамикасының негізгі теңдеуі

Кейбір денелердің инерция моменттері:
а) Массасы материалық нүктенің айналу осінен қашықтықтағы инерция моменті
ә) радиусы іші қуыс цилиндрдің инерция моменті
б) радиусы тұтас цилиндр немесе дискінің инерция моменті
в) біртекті ұзын стерженнің бір шеті арқылы өтетін оське қатысты инерция моменті

Импульс моменті

Импульс моментінің сақталу заңы

Айналатын дененің кинетикалық энергиясы

Өзін-өзі бақылау сұрақтары

1. Бұрыштық жылдамдық анықтамасын беріңдер. Бұрыштық үдеу. Сәйкес теңдеулерді жазыңдар. Бұл шамалар қандай бірліктермен өлшенеді?
2. Бірқалыпты айналмалы қозғалыстағы бұрыштық жылдамдықты анықтайтын теңдеуді қорытыңдар.
3. Бірқалыпты айналмалы қозғалыстағы бұрылу бұрышын анықтайтын теңдеуді қорытыңдар.
4. Күш моменті дегеніміз не? Оның өлшем бірлігі қандай?
5. Айналмалы қозғалыс динамикасының негізгі теңдеуін қорытып шығарыңыз.
6. Инерция моментінің анықтамасы және өлшем бірлігі. Оның физикалық мағынасы қандай?
7. Айналмалы қозғалыстың кинетикалық энергиясын анықтайтын теңдеуді қорытып шығарыңдар.

Есеп шығару мысалдары

№1 есеп
Ультрацентрифуганың цилиндр барабанының диаметрі , массасы . Барабанның айналу жиілігі . Осы барабан кейін тоқтау үшін, оған қандай үйкеліс күшін түсіру керек? Осы үйкеліс күшінің жұмысы неге тең?

Шешуі:
Берілгені:

Барабанның бетіне түсірілетін үйкеліс күшінің моменті . Барабанды тұтас цилиндр деп алатын болсақ, онда момент инерциясы мынаған тең: .
Айналмалы қозғалыс динамикасының негізгі теңдеуі , мұндағы - бұрыштық үдеу.

Табу керек:

, осыдан
. Бірақ барабан есептің шарты бойынша тоқтайды, ендеше .
Осы теңдеуді (1)-ге қойсақ, аламыз
(2)
Барабанның қозғалысын бірқалыпты кемімелі деп алып, бұрылу бұрышын мына түрде жазуға болады: , бірақ . Ендеше

(3)
Екінші жағынан бұрылу бұрышы мен барабанның толық айналу саны арасында мынадай байланыс бар:
(4)
Осы (3) және (4) теңдеулердің оң жақтарын теңестірсек, онда
, осыдан (5)
Барабанның толық тоқтауы үшін қажетті үйкеліс күшінің жұмысы оның кинетикалық энергиясына тең болады, яғни
(6)
(2), (5), (6) теңдеулерге сан мәндерін қойып, қажетті шамаларды табамыз.

№ 2 есеп
Массасы вертикаль осьтің бойымен жиілікпен айналып тұрған горизонталь платформаның шетінде массасы адам тұр. Егер осы адам платформаның дәл центріне тұрып алса, онда платформаның жиілігі қалай өзгереді? Платформаны біртекті тұтас цилиндр деп, ал адамды материалық нүкте деп алыңдар.

Шешуі:
Берілгені:

Импульс моментінің сақталу заңы бойынша:
Платформаны біртекті дискі, ал адамды материялық нүкте деп алсақ, онда

Табу керек:

Адам платформаның центріне тұрғанда, оның инерция моменті нөлге тең болады, ендеше . Ал .
, осыдан . Осы теңдеуге сан мәндерін қойсақ, онда

№ 3 есеп
Шөп шапқыш косилға мал азықтарын ұнтақтауға да қолданылады. Осы косилка барабанының бұрылу бұрышының уақытқа тәуелділігі мына теңдеумен беріледі: , мұндағы . Айналыс басталғаннан кейін 10 с өткеннен кейінгі барабан беті нүктелерінің сызықтық жылдамдығы мен барабанның бұрыштық жылдамдығын анықтаңдар. Барабанның диаметрі .

Шешуі
Берілгені:

Бұрыштық жылдамдық дегеніміз бұрылу бұрышының уақыт бойынша туындысы:

Сызықтық жылдамдық .

Табу керек:

Сан мәндерін қойып, аламыз

Бақылау тапсырмалары

1. Жемді ұнтақтайтын Волгарь -5 құрылғысының барабанының диаметрі 450 мм. Оны қосқаннан кейін барабанның бұрылу бұрышы уақытқа байланысты мына заңмен өзгереді: , мұндағы радс2, . 0,5 с өткеннен кейінгі барабанның айналуының бұрыштық жылдамдығын және барабан бетіндегі нүктелердің сызықтық жылдамдығын табу керек.
2. Ц4-70 желдеткіші 4 мин өткеннен кейін өзінің жұмыстық жиілігігіне ие болады. Егер ол бұрыштық жылдамдығы -қа тең бірқалыпты үдемелі қозғалатын болса, онда ол осы уақыт ішінде желдеткіштің жұмыс дөңгелегі неше рет айналысқа түседі? Желдеткіштің жұмыс жиілігі қандай?
3. МК-100 ұнтақтағыш барабанының инерция моменті . айналу моменті әсерінен барабан толық 10 рет айналады. Барабаннын айналысын бірқалыпты деп алып, айналу уақытын табыңдар.
4. Сиыр қораға орналастырылған МЦ желдеткішінің жұмыс дөңгелегінің айналу жиілігінің уақытқа байланыстылығы мына теңдеумен берілген: , мұндағы , . 2 мин ішінде барабан неше айналыс жасайды?
5. Адам қолының иыққа қатысты инерция моментін анықтаңдар. Қолдың массасы 4,1 кг, оның ұзындығы 0,56 м (алақанын жұдырыққа жұмып тұрған кезде). Есептеулерді жеңілдету үшін қолды біртекті стержень деп алыңдар. Қолдың масса центрі иықтан 28 см ара қашықтықта орналасқан. Меншікті салмақ нәтижесінде адам қолы горизонтарль күйден вертикаль күйге қандай үдеумен орын ауыстырады?
6. Вертикаль күйде тұрған адамның масса центрі арқылы өтетін айналу осіне қатысты инерция моменті . Адамның осы айналу осіне қатысты толық инерция моментін табыңдар. Иық сүйегі осьтен 20 см қашықтықта орналасқан және әрбір қолдың массасы 4,2 кг.
7. Жуковский орындығында екі қолын созып тұрған адам вертикаль ось бойымен 1секундта 1 айналыс жасайды. Егер адам қолын жинап алса оның айналу жиілігі қандай болады? Адам денесінің инерция моменті , ал қолдың горизонталь күйдегі инерция моменті . Жуковский орындығының инерция моменті .
8. Адам жиілікпен айналып тұрған горизонталь платформа үстінде тұр. Адам платформаның үстіне айналу осі масса центріне дәл келетіндей етіп жатып алса, платформаның айналу жиілігі неге тең болады? Адамның вертикаль және горизонталь күйлердегі инерция моменттері сәйкесінше және . Платформаның массасы , ал диаметрі 2 м.
9. Желдеткіш дөңгелегі бұрыштық үдеумен айналады және 17 с өткеннен соң импульс моментіне ие болады. Дөңгелектің 25с уақыт өткеннен кейінгі кинетикалық энергиясын анықтаңдар.
10. айналу моментінің әсерінен С-100 тракторының валы бірқалыпты үдемелі айнала бастады және қандай да бір уақыттан соң кинетикалық энергияға ие болды. Валдың екпін алуы қанша уақытқа созылады? Валдың инерция моменті .

ІІ. Акустика

Негізгі заңдары мен теңдеулері

Шаманың немесе физикалық заңның аталуы
теңдеуі
Толқын ұзындығы , дыбыс жылдамдығы , дыбыс жиілігі

Дыбыс қарқындылығы , акустикалық қысым , заттың тығыздығы -

Заттың меншікті акустикалық кедергісі

Дыбыс қарқындылығының дәрежесі (децибальмен). естілу аумағындағы дыбыс қарқындылығы

Екі орта шекарасындағы дыбыстың шағылу коэффициенті (Рэлей теңдеуі)

жылдамдықпен қозғалып келе жатқан денеден шағылған дыбыстың доплер жиілігі. Дыбыстың жылдамдығы -.

Өзін-өзі бақылау сұрақтары

1. Дыбыс тербелістерінің қандай көздері бар? Мысал келтіріңдер.
2. Әртүрлі орталардағы дыбыстың жылдамдығы неге байланысты?
3. Дыбыс қарқындылығы, акустикалық қысым және заттың меншікті акустикалық кедергісінің анықтамаларын беріңдер. Олардың өлшем бірліктері қандай?
4. Екі орта шекарасындағы дыбыстың шағылу коэффициенті неге байланысты? Дыбыс бір ортадан екінші ортаға максимал ену үшін не істеу керек?
5. Доплер эффектісі дегеніміз не? Доплер жиілігі деп нені айтамыз, ол неге тең?
6. Дыбыстың қарқындылығы 100, 1000 есе артса, онда дыбыстың қарқындылық дәрежесі неше децибельге артады?
7. Вебер-Фехнер заңы қалай айтылады?
8. Акустикалық шу дегеніміз не?
9. Ультрадыбысты алу жолдары қандай?
10. Ультрадыбыстың затпен өзара әсерлесу механизмі қандай?

Есеп шығару мысалдары
№ 1 есеп
Тауық фермасында орналасқан зертханадағы шудың қарқындылық дәрежесі жетеді. Шуды азайту үшін зертхана қабырғаларын шудың қарқындылығын 1500 есе азайтатын дыбыс жұтатын затпен қаптау туралы шешім қабылданды. Осыдан кейін зертханадағы шудың қарқындылық дәрежесі қандай болады?
Шешуі:

Берілгені:

Дыбыстың қарқындылық дәрежесі мына қатынаспен анықталады: , мұндағы - дыбыстың нөлдік қарқындылық дәрежесі .Дыбыс қарқындылығы өзгергенде қарқындылық
Табу керек:
дәрежесінің өзгерісі мынаған тең болады:

Осыдан .
Сан мәндерін қойып, табамыз

№ 2 есеп
Су мен ауа шекарасына қарқындылығы жазық дыбыс толқыны түседі. Судан өткен жарықтың қарқындылығы неге тең?
Шешуі:

Берілгені:

Дыбыстың судағы қарқындылығы дыбыстың ауадағы қарқындылығы мен дыбыстың ауадан суға өту коэффициенті көбейтіндісіне тең болады, ол , мұндағы - Рэлей теңдеуімен анықталатын екі орта шекарасындағы дыбыстың шағылу коэффициенті:
Табу керек:

мұндағы - сәйкесінше ортаның тығыздығы мен сол ортадағы дыбыстың таралу жылдамдығы. Сан мәндерін орнына қойып, табамыз:

саны 1-мен салыстырғанда өте аз, сондықтан жуықтап есептеу ережелерін қолданамыз:
. Ендеше ; . Сан мәндерін қойсақ, онда
Өту коэффициенті .
Суға өткен дыбыстың қарқындылығы .

Бақылау тапсырмалары

11.Сиыр мөңірегенде шығатын дыбыстың қарқындылығы . Осы дыбыстың ауадағы акустикалық қысымының шамасын анықтау керек?
12.Сәуле шығарғыш пен сәулеленуге ұшырайтын дене арасындағы ультрадыбыстың шашырауын азайту үшін екеуінің арасына зат қояды. Осы заттың акустикалық кедергісі қандай болу керек, егер зат пен кварц сәуле шығарғыш арасындағы шағылу коэффициенті 0,05 болса? Кварцтың тығыздығы , ондағы ультрадыбыстың жылдамдығы .
13.Сиыр желіні ауырғанда емдеу үшін қарқындылығы ультрадыбыс қолданылады. Ұлпа ішіндегі ультрадыбыстың энергиясы қандай болады, егер емдеу ұзақтығы 10 мин және сәуле шығарғыш ауданы . Ұлпан ішіне ультрадыбыстың ену коэффициенті 0,9.
14. Артерий арқылы ағатын қан ағынындағы эритроциттердің жылдамдығын анықтаңдар, егер эритроциттерден ультрадыбыстың шашырау кезіндегі доплерлік жиілігі 1,7 кГц болса. Артерия осіне 600 бұрыш жасай түсетін ультрадыбыстың жиілігі 3 МГц, ал оның қандағы жылдамдығы 1,5 кмс.
15. Тауық қыт-қыттаған кезде шығаратын шуының қарқындылық дережесі 90дБ. Осындай 20 тауық қыт-қыттаған кезде шығаратын шудың қарқындылық дережесі қандай болады?
16. Сиыр қорадағы электр сауғыш жанындағы шудың қарқындылық деңгейі 95 дБ, ал ең алыс қатардағынікі – 70дБ. Сиыр қораның осы жерлеріндегі шудың қарқындылығының өзгерісі қандай?
17. Санитарлық норма бойынша қарқындылық дәрежесі 100 дБ шуы бар ортада адам 30 мин артық болмауы керек. Ауданы 70 мм2 адам құлағының жарғағы арқылы өтетін энергияның шамасы қандай?
18. Құлаққа киетін құрал шудың қарқындылығын 20 дБ-ға дейін төмендетеді. Бөлмедегі шудың қарқындылығы қандай, егер құралды киіп алған адам құлағының жарғағы арқылы 10 мин ішінде өткен энергия шамасы 0,4мкДж болса. Жарғақтың ауданы 66 мм2.
19. Ультрадыбыспен емдеген кезде ультрадыбыс қалыңдығы 1 мм тері мен 5 мм ет арқылы өтіп барып, сүйекке жетеді. Тері бетіндегі ультрадыбыстың қарқындылығы сүйекке жеткенде неше есе кемиді? Жиілігі 1 МГц ультрадыбыстың жұтылу коэффициенті тері мен етте сәйкесінше және .
20. Бас сүйек пен ми шекарасы арасындағы ультрадыбыстың шағылу коэффициентін табу керек. Ми мен бас сүйек тығыздықтары сәйкесінше және тең. Ал олардағы ультрадыбыстың жылдамдықтары 1,52 және 3,66 кмс.

ІІІ. Гидродинамика

Негізгі заңдары мен теңдеулері

Шаманың немесе физикалық заңның аталуы
теңдеуі
Ағындағы сұйықтың көлемдік ағуы
-ыдыстың көлденең қимасының ауданы, -сұйықтың жылдамдығы

Ағынның үзіліссіздік заңы

Бернулли теңдеуі (-сұйықтың тығыздығы)

Стокс заңы

қысымдар айырмасы әсерінен жылдамдығы сұйықтың көлемінің орын ауыстыру жұмысы

Ұзындығы , радиусы түтіктен ағатын сұйықтың көлемдік ағуы

Рейнольдс саны

Өзін-өзі бақылау сұрақтары

1. Идеал сұйық деп қандай сұйықты айтамыз? Мысалдар келтіріңдер. Қанды идеал сұйық деп алуға бола ма?
2. Сұйықтың көлемдік шығыны деп нені айтамыз? Ол қандай бірлікпен өлшенеді?
3. Ағынның үзіліссіздік теңдеуін қорытыңдар.
4. Бернулли теңдеуін жазыңдар. Бұл теңдеудің физикалық мағынасы қандай?
5. Бернулли заңына сүйеніп жасалған ветеринарияда қолданылатын қандай құралдар бар, олардың жұмыс істеу принципі қандай?
6. Тұтқыр сұйықтарға арналған Ньютон заңы қандай? Тұтқырлықтың динамикалық коэффициенті дегеніміз не?
7. Стокс заңы. Стокс әдісі арқылы тұтқырлық коэффициентін қалай анықтаймыз?
8. Эритроциттердің шөгу жылдамдығы неге байланысты? Онық қандай әдіспен анықтауға болады?
9. Неліктен капиллярдағы сұйықтың жылдамдығы артериядағыға қарағанда аз?

Есеп шығару мысалдары
№ 1 есеп
Жаңбырлатқыш қондырғыдағы су алдымен диаметрі 40 мм, сонан соң диаметрі 24 мм түтікпен ағады. Түтіктің кең және тар бөліктеріндегі статистикалық қысымдар сәйкесінше 150 кПа және 60 кПа. Түтіктің тар бөлігіндегі сұйықтың жылдамдығын анықтаңдар.
Шешуі:

Берілгені:

Көлденең қималары әртүрлі горизонталь түтік арқылы ағатын сұйықтардың жылдамдықтары Бернулли теңдеуімен анықталады:
. Сонымен қоса, ағынның үзіліссіздік заңын да қолданамыз: , мұндағы - түтіктің көлденең қималарының аудандары. Осы теңдеуден
Табу керек:

табамыз да, оны Бернулли теңдеуіне қоямыз:
. Осыдан: ; Ендеше . Сан мәндерін қойсақ, онда

№ 2 есеп
Диаметрі болат шарикті кастор майына салып, оның ара қашықтықты уақыт ішінде жүргені анықталды. Шариктің қозғалысын бірқалыпты деп алып, кастор майының тұтқырлығын анықтау керек. Кастор майының тығыздығы , ал болаттың тығыздығы .
Шешуі:

Берілгені:

Тұтқыр сұйықта қозғалып бара жатқан шарикке 3 күш әсер етеді:
1. Ауырлық күші (төмен қарай)
2. Кері итеруші Архимед күші (жоғары қарай бағытталған)

Табу керек:

3. Стокс заңы бойынша анықталатын үйкеліс күші (қозғалысқа қарама-қарсы бағытталған) .
Шарик бірқалыпты қозғалатын болғандықтан осы күштердің алгебралық қосындысы нөлге тең, яғни
Орындарына мәндерін қойып, түрлендірулер енгізсек, онда . деп алсақ, онда
Сан мәндерін қойып, есептейміз:

№ 3 есеп
Вискозиметр капилляры арқылы қанның ағу уақытын анықтау керек. Су осы капиллярдан уақыт ішінде ағып өтеді.

Шешуі:

Берілгені:

Бұл есепті шығару үшін Гаген-Пуазейль заңын қолданамыз. Ол бойынша ламинарлық ағыс кезінде түтіктен ағатын сұйықтың көлемдік шығыны мынаған тең: ,
мұндағы - бірлік уақыт ішінде түтіктің
Табу керек:
көлденең қимасы арқылы өтетін сұйықтың көлемі,
оны сұйықтың көлемдік шығыны деп атайды.
-түтіктің радиусы,
- қысым градиенті,
- түтіктің ұзындығы,
-динамикалық тұтқырлық коэффициенті.
екенін ескерсек, онда түтіктің көлденең қимасы арқылы уақыт ішінде ағатын сұйықтың көлемі: .
Бір сұйықты эталон ретінде, ал екінші сұйықты зерттелетін сұйық ретінде алатын болсақ, онда
Бірдей шамаларды қысқартқаннан соң, аламыз:
Осыдан зерттелетін сұйықтың ағатын уақытын табамыз
Сан мәндерін орнына қойсақ
Бақылау тапсырмалары

21.Ветеринарияда пайдаланылатын шприцтің поршенінің диаметрі . Инесінің ішкі диаметрі . Ветеринарлық дәрігердің дәрі салу уақыты болу үшін поршенге қандай қысым түсіру керек? Поршеннің жүру ұзындығы . Дәрі ерітіндісінің тығыздығын деп алыңдар.
22. Сүт тасуға арналған ыдыстың түтігіндегі қысымдар айырмасы тең. жылдамдықпен сүт сүт айдау үшін насос қандай жұмыс жасау керек? Сүттің тығыздығы .
23. Сүт ағатын горизонталь түтіктің кең бөлігіндегі сүт 2 атм. қысымда 8,5 кмсағ жылдамдықпен ағады. Түтіктің жіңішке жеріндегі артық қысымды анықтаңдар, егер ондағы сүттің жылдамдығы 20 кмсағ болса. Сүттің тығыздығы .
24. Сүт сауатын станцияда ішкі диаметрі 38 мм түтіктен сүт 10 кмсағ жылдамдықпен ағады. 12 м ұзындықтан өтетін сүттің кинетикалық энергия және 1 минутта түтіктің көлденең қимасы арқылы өтетін сүттің массасы қандай? Сүттің тығыздығы .
25. Жаңа сауылып алынған сүттегі май шариктерінің орташа диаметрі 3 мкм. Майдың тығыздығы , майы жоқ сүттің тығыздығы , динамикалық тұтқырлық коэффициенті 1,1мПас деп алып, осы шариктердің сүттің бетіне шығу жылдамдығын анықтаңдар.
26. Ірі қараның қан плазмасындағы эритроциттердің шөгу жылдамдығы 0,7 ммсағ. Осы эритроциттердің формасы сфера деп және Стокс заңын қолдана отырып олардың диаметрін анықтаңдар. Эритроциттердің тығыздығы , сұйықтың тығыздығы . Плазманың тұтқырлық коэффициенті 8,5 мПас.
27. Шошқа үшін эритроциттердің шөгу жылдамдығы қалыпты жағдайда 8 ммсағ болады. Ал ауырған кезде олар бірігеді де, олардың диаметрі бір эритроцит диаметрінен 30% артық болады да плазманың тұтқырлығы 15% кемиді. Осы кезде эритроциттердің шөгу жылдамдығы қандай болады?
28. Ішкі диаметрі 3 мм және ұзындығы 10 см артерия бөлігіндегі қысымдар айырмасы қандай болады, егер артерия арқылы өтетін қанның көлемдік ағыны болса. Қанның тұтқырлық коэффициенті .
29. Диаметрі 3,2 см аортаның шығатын жеріндегі қанның жылдамдығы 60 смс. Осы кезде қанның ағысы ламинарлық немесе турбуленттік ағыс бола ма? Рейнольдс санының критикалық шамасы 2300. Қанның тұтқырлық коэффициенті , қанның тығыздығы .
30. Ағыс ламинарлық болу үшін, ішкі диаметрі 4 мм болатын артериядан ағатын қанның максималь көлемі қандай болады? Қанның тұтқырлық коэффициенті . Рейнольдс санының критикалық шамасы 2300, қанның тығыздығы . Қанның қандай максималь жылдамдығында ағыс турбулентті болады? Ол жылдамдық мүмкін бе?

ІV. Бұлшық еттің жиырылу теориясы

Негізгі заңдары мен теңдеулері

Шаманың немесе физикалық
заңның аталуы

теңдеуі
Ұзындығы дененің салыстырмалы деформациясы (-абсолют деформация)

Серпімді кернеу
(-деформациялаушы күш)

Гук заңы ( -серпімділік модулі )

Серпімді деформация кезіндегі энергияның көлемдік тығыздығы

Беттік керілу коэффициенті
-беттік керілу күші)

Капиллярдағы сұйықтың көтерілуі биіктікгі (Жюрен теңдеуі). - жұғылу бұрышы, - сұйықтардың тығыздықтары

Сұйықтағы сфералық көпіршік ішіндегі қысым (Лаплас теңдеуі)

Өзін-өзі бақылау сұрақтары

1. Қатты денелердің сұйықтар мен газдардан басты айырмашылықтары қандай?
2. Полимерлердің қасиеттері қандай? Полимерлердің ветеринарияда қолданылуына мысалдар келтіріңдер.
3. Қандай биологиялық ұлпалар полимерлерге жатады?
4. Деформация түрлері. Тірі организмдегі деформацияға мысал келтіріңдер.
5. Серпімді және пластикалық деформациялардың қандай айырмашылықтары бар?
6. Гук заңы қалай айтылады? Ол заң қандай жағдайларда орындалады?
7. Кернеу дегеніміз не? Оның физикалық мағынасы қандай? Өлшем бірлігі?
8. Юнг модуліне анықтама беріңдер. Өлшем бірлігі.
9. Серпімді деформацияланған дененің көлемдік энергия тығыздығының теңдеуін қорытып шығарыңдар.
10. Сұйықтардың беттік керілудің пайда болу себептерін түсіндіріңдер.
11. Сұйықтың беттік керілу коэффициенті дегеніміз не?
12. Қатты дене беттерінде сұйықтардың жұғу немесе жұқпауының қандай себептері бар?
13. Жұғатын және жұқпайтын сұйықтардың шеткі бұрыштары қандай шамалар? Шеткі бұрыш дегеніміз не?
14. Капиллярдағы жүғатын және жұқпайтын сұйықтар.
15. Жюрен теңдеуін қорытып шығарыңдар.
16. Ауыл шаруашылығы мен тірі организмдер үшін капиллярлық құбылыстардың алатын орны қандай?

Есеп шығару мысалдары
№ 1 есеп
Иттің жамбас сүйегінің ұзындығы , ал көлденең қимасының ауданы . Осы сүйекті сығу үшін қандай жұмыс жасау қажет? Сүйектің серпімділік модулі .
Шешуі

Берілгені:

Сүйекті сығу жұмысы оның потенциалық энергиясының артуына жұмсалады, ол мына теңдеумен анықталады:
мұндағы - денені сыққан кездегі серпімді кернеу,
Табу керек:

-серпімділік модулі және -дененің көлемі.
Ендеше, .
Серпімді кернеуді табу үшін Гук заңын қолданамыз: . Осыдан . Бұл теңдеуді ең бірінші теңдеуге қоямыз да, қажетті теңдеуді аламыз: .
Сан мәндерін қойып, есептейміз

№ 2 есеп
Капиллярдағы спирттің көтерілу биіктігі . Спирттің тығыздығы мен беттік керілу коэффициенті кестеде берілген. Капиллярдың радиусын анықтау керек?
Шешуі:

Берілгені:

Капиллярдағы жұғатын сұйықтың көтерілу биіктігі Жюрен теңдеуімен анықталады:

Табу керек:
Капилляр қабырғасына спирт толық жұғады деп
алып, шеткі бұрышы шамасын деп алсақ, онда . Осыдан капилляр радиусы

Сан мәндерін қойып, есептейміз

№ 3 есеп

Ыдыста қанның сары суы бар, оның тығыздығы , ал беттік керілу коэффициенті тең. Сұйық бетінен тереңдікте диаметрі ауа көпіршігі пайда болды. Атмосфералық қысым 750 мм.сын. бағ. Тең деп алып көпіршіктегі ауаның қысымын анықтаңдар.

Шешуі:
Берілгені:

Көпіршік ішіндегі ауаның қысымы мына үш қысымның қосындысынан тұрады:
1. Атмосфералық қысым .
2. тереңдіктегі сұйықтың меншікті салмағының қысымы
3. Сұйықтың сфералық беті тудыратын қысым,
Табу керек:
ол Лаплас теңдеуімен анықталады: ,
мұндағы - сфералық беттің радиусы. Сонымен көпіршік ішіндегі қысым:
. Сан мәндерін орнына қойсақ

Бақылау тапсырмалары

31.Шынтақ сүйегі қабырғасының қалыңдығын анықтау керек, егер ол 1295 Н күш түскенде бөлініп кететін болса. Сынған жердегі сүйектің ішкі диаметрі 13 мм, бөлінуге төзімділік шегі 16,2 МПа.
32. Жатқан иттің жамбас сүйегінің ұзындығы 36 см, ал оның көлденең қимасының ауданы орта шамамен . Осы ит тұрған кездегі сүйегі ұзындығының кемуін анықтаңдар. Иттің массасы 24 кг. Юнг модулі .
33. Ұзындығы 75 мм, көлденең қимасының ауданы 80 мм2 сіңір 9,5 Н күштің әсерінен 15 мм ұзарады. Осы сіңірдің серпімділік модулін және ол үшін энергияның көлемдік тығыздығын анықтаңдар?
34. Бақа аяғының бұлшық етіне ілінген массасы 10 г жүктің әсерінен пайда болған серпімді кернеудің шамасын анықтаңдар. Бұлшық еттің көлденең қимасының ауданы . Осы бұлшық етті 25 мм-ден 34 мм-ге дейін ұзарту кезінде жасалатын жұмысты анықтаңдар. Бұлшық еттің серпімділік модулі 0,95 МПа тең.
35. Бақаның аяғындағы бұлшық еттің қалыпты ұзындығы 25 мм. Оның 32 мм-ге дейін ұзарған кездегі серпімділік модулі 220 кПа, ал 36 мм-ге дейін созғандағы серпімділік модулі 1,58 МПа. Екінші жағдайдағы энергияның көлемдік тығыздығы бірінші реттегіге қарағанда неше есе үлкен?
36. Созылған бұлшық етті 5% -ге дейін салыстырмалы ұзартқан кездегі энергияның көлемдік тығыздығы 1,2 кДжм3 тең. Бұлшық еттің серпімді кернеуінің шамасы қандай? Осы жағдайдағы бұлшық еттің серпімділік модулінің шамасы неге тең?
37. Қанды сараптауға алған кезде теріні кеседі де, оған капилляр түтіктің ұшын енгізеді. Егер капилляр түтіктің диаметрі 0,3 мм және онымен қанның көтерілу биіктігі 76 мм болса, онда қанның беттік керілу коэффициенті неге тең? Қанның тығыздығы .
38. Сұйықтардың беттік керілу коэффициентін анықтау үшін сталагмометр қолданылады. Ол диаметрі кішкене түтік, ол арқылы бірдей көлемдегі сұйық тамшысы ағып түседі. Кіші дәреттің беттік керілу коэффициентін анықтаңдар, егер су мен кіші дәреттің бірдей көлеміндегі тамшылар саны сәйкесінше 150 және 158 болса. Су мен кіші дәреттің тығыздықтары сәйкесінше 1000 және 1020 кгм3. Судың беттік керілу коэффициенті 72,7 мНм.
39. Дәрігер ауруға 50 тамшы дәрі қабылдауды жазып берді. Егер дәрінің температурасы төмендеп, осы кезде оның беттік керілу коэффициенті 71,9-дан 74,3 мНм дейін кемитін болса, ауру неше тамшы дәрі қабылдау керек. Тығыздықтардың өзгерістерін ескермейміз.
40. Капилляр түтіктен ағатын физиологиялық ерітіндінің 100 тамшысының массасы 2,21 г. Тамшы үзілер кездегі контурдың диаметрі 1 мм тең болса, онда физиологиялық ерітіндінің беттік керілу коэффициентін нешеге тең болады?

V. Тасымалдау құбылыстары

Негізгі заңдары мен теңдеулері

Шаманың немесе физикалық
заңның аталуы
теңдеуі
Диффузия теңдеуі (Фик заңы)

Жылуөткізгіштік теңдеуі (Фурье заңы)

Осмосқа арналған Вант Гофф заңы (-осмостық қысым, -изонотикалық коэффициент, - универсаль газ тұрақтысы. Изотоникалық коэффициент , мұндағы -диссоциация дәрежесі)

Диффузия немесе жылу өткізгіштік кезіндегі зат ағынының қарқындылығы немесе жылу мөлшері .
;
Осмостық ағынның қарқындылығы

Осмостық қысымның мембрананың әр жақтарындағы қысым айырмасына тәуелділігі (- тұрақты коэффициент)

Өзін-өзі бақылау сұрақтары

1. Тасымалдау құбылыстарына қандай құбылыстар жатады? Ол кезде қандай физикалық шамалар тасымалданады?
2. Диффузия дегеніміз не? Тірі организмдердегі диффузия құбылысына мысалдар келтіріңдер.
3. Диффузия коэффициентінің физикалық мағынасы қандай? Өлшем бірлігі.
4. Жасауша мембранасындағы жеңілдетілген диффузия қалай жүреді?
5. Жылуөткізгіштік коэффицентінің физикалық мағынасы қандай?
6. Тірі организмнің әртүрлі ұлпаларындағы жылуөткізгіштік қалай жүреді? Ұлпалардың жылуөткізгіштіктерінің әртүрлілігінің қандай биологиялық маңызы бар?
7. Осмос құбылысы деп қандай құбылысты айтамыз? Вант-Гофф теңдеуін жазыңдар.
8. Осмостың биологиялық құбылыстардағы маңызы қандай? Изотоникалық, гипертоникалық, гипотоникалық ерітінділер деп қандай ерітінділерді айтамыз?

Есеп шығару мысалдары
№ 1 есеп
Қан плазмасының осмостық қысымы . Ақуыздардың тудыратын онкотикалық қысымы плазмада еріген тұздардың осмостық қысымынан 220 есе аз екені белгілі болса, онда плазмадағы ақуыздардың концентрациясын қандай? Тұздардың диссоциациялану дәрежесін 0,75 деп алыңдар. Қанның температурасы .

Шешуі:
Берілгені:

Осмостық қысымды Вант Гофф заңы бойынша анықтаймыз:
Осыдан . Осыдағы шамасы тұздардың концентрациясы .
Табу керек:

Ол көлемдегі мольдердің осмостық қысымын анықтайды. Ендеше, . Осы теңдеу бойынша онкотикалық қысымды да анықтауға болады, яғни . Онкотикалық қысымды плазмадағы белоктар тудыратын болғандықтан . Сонымен, .
Сан мәндерін қойып, есептейміз:
№ 2 есеп

Жылқының жамбас сүйегінің жылуөткізгіштік коэффициентін анықтау керек, егер осы сүйектің ауданы , қалыңдығы бөлігі арқылы бір сағатта жылу өтетіні белгілі болса. Сүйектің ішкі және сыртқы беттеріндегі температура айырмасын .
Шешуі:
Берілгені:

Осы жағдай үшін Фурьенің жылуөткізгіштікке арналған заңын қолдануға болады:

Осыдан
Табу керек:
Сан мәндерін қойып, есептейміз:

Бақылау тапсырмалары

41. Ауданы , қалыңдығы жануардың бұлшық етінен жылу өту үшін қанша уақыт керек? Бұлшық еттің температурасы , ал қоршаған ортаның температурасы . Бұлшық еттің жылу өткізгіштік коэффициенті -ке тең.
42. Ауданы сіңір арқылы 2 сағат ішінде жылу өтеді. Сіңірдің қалыңдығы Сіңірдің ішкі және сыртқы беттеріндегі температура айырмасын анықтаңдар? Сіңірдің жылу өткізгіштік коэффициенті .
43. Шошқаның ішкі ағзаларынан шығатын жылу алдымен қалыңдығы бұлшық ет пен қалыңдығы майдан өтеді. Майдың ішкі жағындағы температура , ал ет пен майдың шекарасындағы температура . Еттің ішкі жағындағы температура қандай? Ет пен майдың жылуөткізгіштік коэффициентттері сәйкесінше және .
44. Ені , ұзындығы өңделген жер бетінен 1 сағат ішінде шығатын көмір қышқыл газының мөлшері қандай? Жерді қопсытқан кездегі ауданнан алғашқы аудан 1,5 есе кем. Газдардың диффузия коэффициенті 0,05 см2с, ал газдың тығыздық градиенті .
45. Беттік ауданы 50 м2 ағаш пен көңнен тұратын жер бетінен бір тәулік ішінде 7,25 кг көмір қышқыл газы шығады. Егер оның топырақтағы тығыздық градиенті болса, онда көмір қышқыл газының диффузия коэффициенті неге тең?
46. Қанның осмостық қысымы 0,763 МПа. Ас тұзының температурадағы судағы ерітіндісінің қысымы да дәл осындай болуы керек. 2 л ерітінді дайындау үшін қандай мөлшерде ас тұзын салу керек, егер ас тұзы молекуласының диссоциациялану дәрежесі 75% болса.
47. Өсімдік жасаушасындағы осмостық қысым 10 МПа-ға дейін жетеді. Қоршаған ортаның температурасы болса, өсімдік жасаушасы шырынының молярлық концентрациясын анықтау керек. Ерітіндідегі молекулалар диссоциацияланбаған деп алу керек.
48. Екінші реттік кіші дәреттің осмостық қысымы 1,35 пен 2,77 МПа аралығында жатады. Жануар денесінің температурасы деп алып, осы қысымдарға сәйкес келетін тұздардың молярлық концентрацияларын анықтау керек. Тұздардың диссоциациялану дәрежесі 80% деп алыңдар.
49. Лимфадан қанға су онкотикалық қысымдар айырмасы әсерінен түседі (онкотикалық қысым – осмостық қысымның бөлігі, оны ақуыз құраушылары тудырады). Су ағынының қарқындылығы неше есе өзгереді, егер қан мен лимфадағы онкотикалық қысымдар бастапқыда 32 және 9 мм.сын.бағ., соңында 29 және 11 мм. сын.бағ. болатын болса.
50. Диабетпен ауырғанда қандағы қанттық концентрациясы 0,25% болса, олар өте қауіпті. Осы кезде қанттың осмостық қысымы қандай болады? Дене температурасы деп алыңдар. Қант молекуласы диссоциацияға ұшырамайды.
VІ. Термодинамика
Негізгі заңдары мен теңдеулері

Шаманың немесе физикалық заңның аталуы
теңдеуі
Меншікті жылу сиымдылығы бар дененің температурасы -ден -ге көтеруге қажетті жылу мөлшері

Буға айналу жылуы (- меншікті булану жылуы)

Концентрациялары , заттардың беттері арасындағы диффузиясы кезіндегі зат тасымалдау жұмысы

Осмостық жұмыс (және - осмостық қысымдар)

Изотермиялық процестегі энтропия өзгерісі

Өзін-өзі бақылау сұрақтары

1. Термодинамика бөліміне қандай физикалық процестерді зерттейді? Жылу процестерін зерттеудің термодинамикалық әдісі мен молекулалық физика әдісінің қандай айырмашылықтары бар?
2. Термодинамикалық процесс дегеніміз не? Қайтымды және қайтымсыз процестер деп қандай процестерді айтамыз?
3. Жұмыс, жылу мөлшері, ішкі энергия ұғымдарына анықтама беріңдер.
4. Термодинамиканың бірінші бастамасы қалай айтылады?
5. Изохоралық, изобаралық және изотермиялық процестердегі жұмыс неге тең?
6. Термодинамиканың екінші бастамасы.
7. Энтропия дегеніміз не? Қандай процестерде энтропия тұрақты, ал қандай процестерде өседі?
8. Тірі организмде энергияның қандай түрленулері өтеді?
9. Гесс заңы қалай айтылады? Оның биологияда қолданылуына мысалдар келтіріңдер.
10. Тірі организмнің жылулық өнімі неге байланысты? Жануар массасы өзгерісіне байланысты меншікті жылу өнімі қалай өзгереді?
11. Тірі организмнің жылу реттеуінің физикалық механизмдері қандай?
12. Термодинамикалық ағын дегеніміз не?
13. Стационар термодинамикалық жүйе деп қандай жүйені айтамыз? Оның тепе-тең жүйеден қандай айырмашылығы бар?
14. Неліктен тірі организмді ашық термодинамикалық жүйе деп атайды? Биологиялық жүйедегі энтропияның толық өзгерісі неден тұрады?
15. Пригожин теңдеуін жазыңдар және оның биологиялық мағынасын түсіндіріңдер.

Есеп шығару мысалдары
№ 1 есеп
Энтропия өсу үшін қайнау температурасындағы эфирдің қанша мөлшері булануы қажет? Эфирдің қайнау температурасы , меншікті булану жылуы .
Шешуі:
Берілгені:

Энтропияның өзгерісі мына теңдеумен анықталады:
Берілген есепте булану тұрақты температурада өтетіндіктен
Табу керек:

Ендеше,

№ 2 есеп
Өте үлкен кальмар аксонынның әсер потенциалы натрийді жасаушадан тыс ортадан аксоплазмаға енгізуге негізделген. Бұл процесс қарапайым диффузия арқылы іске асады деп алып, диффузия күштерінің жұмысын анықтау керек? Жасаушадан тыс орта мен аксоплазмадағы натрий иондарының концентрациясы сәйкесінше және . Кальмар денесінің температурасы .

Шешуі:
Берілгені:

Диффузия күштерінің жұмысын мына теңдеумен анықтауға болады:

Осы теңдеуге сан мәндерін қоямыз:

Табу керек:

Бақылау тапсырмалары

51. Желіндегі маститті емдеу үшін температурасы парафин аппликациясын желінге жапсырып қою керек. Парафиннің меншікті жылу сиымдылығы . Емдеу үшін желінге жылу беру керек болса, онда оған қанша парафин керек. Желіннің температурасы .
52. Созылмалы синовитті емдеу үшін бір сиырға массасы 5 кг озокеритовті аппликация мен екінші сиырға массасы 6,5 кг ыстық лай қолданылды. Озокерит пен лайдың температуралары сәйкесінше және , ал меншікті жылу сиымдылықтыры сәйкесінше 3,35 және . Сиырлар денесінің температурасы . Озокерит арқылы берілген жылу лай арқылы берілген жылудан неше есе артық.
53. Тәулігіне 0,5 кг тер бөлініп шығатын адам терлегенде қандай жылу мөлшерін жұмсайды? Егер адамның массасы 70 кг және ересек адамның жылу өнімділігі болса, онда бір тәулік ішінде бөлініп шығатын толық жылу мөлшері қандай? Тердің меншікті булану жылуы .
54. Хирургияда дененің кейбір бөліктен жансыздандыру үшін этил спирті қолданылады. Дене 20 г эфирді температурада буға айналдыру үшін қанша жылу мөлшерін жұмсайды? Эфирдің меншікті жылу сиымдылығы , меншікті булану жылуы , эфирдің қайнау температурасы . Дененің температурасы .
55. Температурасы бокске 2,5 г хлороформа құйылды. Егер оның бастапқы температурасы болса, оның буға айналуына қанша жылу мөлшері жұмсалады? Хлороформаның меншікті жылу сиымдылығы , меншікті булану жылуы . Хлороформаның қайнау температурасы .
56. Жылқы пен тауықтың бір тәуліктегі энтропиясының өзгерісін анықтаңдар. Осы шамаларды салыстырыңдар. Қайсысы көп, неше есе? Жануарлардың 1 кг денесде бір тәулікте болатын энтропия өзгерісін анықтаңдар. Тауық пен жылқының массалары сәйкесінше 2 және 450 кг.
57. Адам қанының онкотикалық қысымы 28 мм.сын.бағ., ал лимфанікі 9,5 мм.сын.бағ. Осы қысымдар айырмасы әсерінен лимфадан қанға су келіп түседі. 25 г судың температурадағы орын ауыстыру жұмысын табыңдар.
58. Бүйректе қаннан кіші дәретке температурада 50 мл су өтеді. Екінші реттік кіші дәреттің осмостық қысымы қан плазмасындағы қысымнан неше есе көп? Осы кезде бүйрек жасайтын осмостық жұмыс 0,67Дж тең болса.
59. Бақаның бұлшық ет жасаушасы ішіндегі хлор иондарының концентрациясы , ал жасаушадан тыс жердегі тең. Диффузия әсерінен жасауша мембранасы арқылы 1 мкг хлор иондары өткенде қанша жұмыс атқарылады? Бақа денесінің температурасы .
60. Кальмар аксонында диффузия әсерінен жасаушадан тыс ортаға 5 мкг калий шығу үшін 1,16мДж жұмыс жасалады. Аксондағы калий иондарының концентрациясын анықтау керек, егер сыртқы ортадағы концентрациясы 8мМл –тең болса. Кальмар денесінің температурасы .

VІІ. Электростатика. Тұрақты ток.

Негізгі заңдары мен теңдеулері

Шаманың немесе физикалық заңның аталуы
Теңдеуі
Біртекті электр өрісіндегі кернеу мен кернеулік арасындағы байланыс ( осы өрістегі екі нүктенің ара қашықтығы)

Астарларында заряды бар конденсатордың сиымдылығы

Жазық конденсатордың сиымдылығы
- конденсатор пластинкаларының ауданы
- пластиналардың ара қашықтығы
- салыстырмалы диэлектрлік өтімділік

Параллель жалғанған конденсаторлардың сиымдылығы

Зарядталған конденсатор ішіндегі электр өрісінің энергиясы

Ток күші

Ток тығыздығы

Тізбек бөлігіне арналған Ом заңы

Ток қуаты

Джоуль-Ленц заңы

Өзін-өзі бақылау сұрақтары

1. Кулон заңын жазыңыз. Электр тұрақтының анықтамасы және өлшем бірлігі.
2. Электр өрісінің кернеулігі деп нені айтамыз, өлшем бірлігі қандай?
3. Гаусс-Осроградский теоремасын қорытып шығару қажет.
4. Гаусс-Остроградский теоремасын қолдана отырып біркелкі зарядталған шексіз жазықтық өрісінің кернеулігін табыңыз.
5. Екі зарядталған жазықтық арасындағы өрістің кернеулігі қандай өрнекпен сипатталады?
6. Диэлектрикті электр өрісіне орналастырғанда қандай құбылыстар болады? Салыстырмалы диэлектрлік өтімділікке анықтама беріңіз.
7. Диэлектриктердің поляризациясына мысалдар келтіріңіз. Осы поляризациялардың релаксация уақыты қандай?
8. Электр өрісіндегі зарядтың орын ауыстыру жұмысы неге байланысты? Жұмыс зарядтың орын ауыстыру траекториясының формасына байланысты бола ма?
9. Потенциалдың, потенциалдар айырмасының физикалық мағынасы қандай? Өлшем бірліктері қандай?
10. Кернеулік пен потенциалдар айырмасының арасындағы байланыс.
11. Өткізгіштің электр сиымдылығының физикалық мағынасы қандай? Ол қандай шамаларға байланысты?
12. Жазық конденсатордың сиымдылығының теңдеуін қорытып шығарыңыз.
13. Тірі ұлпалар неліктен электр сиымдылық болады? Жасаушалардың электр сиымдылығына қандай себептер әсер етуі мұмкін?
14. Электр өрісі болу үшін қажетті шарттар.
15. Ток күші, ток тығыздығы, кедергі, меншікті кедергі шамаларына анықтама беріңіз. Олардың теңдеулері және өлшем бірліктері.
16. Тізбек бөлігіне және тұйық тізбекке арналған Ом заңдарын жазыңыз. Электр қозғаушы күшке анықтама беріңіз.
17. Тізбек бөлігіндегі токтың жұмысы қалай анықталады? Ток қуаты ше?
18. Джоуль-Ленц заңының өрнегі. Токтың жылулық әсері ауыл шаруашылығында емдеу мақсатында қалай қолданылады?

Есеп шығару мысалдары
№ 1 есеп
АГН-5 гальванизацияға арналған аппараты ток тығыздығын береді. Сиыр денесінің қойылған ауданы электродтардан ішінде қанша электр мөлшері өтеді? Электродтарға берілген кернеу болса, олар қойылған сиыр денесі бөлігінің кедергісі қандай?
Шешуі:
Берілгені:

Ток тығыздығы:
Ток күші:
Ом заңы:
Табу керек:
Осыдан табамыз: .
Ендеше, .
Ом заңынан .
Сан мәндерін қойып, табамыз

№ 2 есеп
Электр сомы разрядының орташа қуаты кернеу болған кезде -қа тең. Разряд уақытының ұзақтығы . Сомның электр органдарының электр сиымдылығын анықтаңыз.
Шешуі:
Берілгені:

Конденсатордың электр өрісінің энергиясы
.

Табу керек
Қуат . Осыдан .
Сан мәндерін орнына қойып есептейміз:

Бақылау тапсырмалары

61. Мембрананың ішкі және сыртқы беттеріндегі потенциалдар айырмасы 200 мВ. Мембрана қалыңдығы 8 нм. Мембранадағы электр өрісінің кернеулігі неге тең? Мембрананың ішкі бетіндегі электр сиымдылықты табу керек? Оның беттік аудандары және мембрананың салыстырмалы диэлектрлік өтімділігін 5-ке тең деп алыңдар.
62. Мембрананың тыныштық потенциалы 65 мВ. Қалыңдығы 10 нм болатын мембранадағы электр өрісінің кернеулігі қандай? беттік ауданға сәйкес келетін электр сиымдылық 0,48 мкФ. Мембрананың салыстырмалы диэлектрлік өтімділігін анықтаңдар?
63. Ара қашықтықтары 10 мм болатын екі параллель металл пластинкаларды майға орналастырып және оларға 350 В потенциалдар айырмасын береді. Содан соң пластиналардың ара қашықтықтарын 5 мм-ге дейін азайтады да, майдың орнына жұмыртқа ақуызын құяды. Осы кезде потенциалдар айырмасы 42 В-ке дейін кемиді. Майдың салыстырмалы диэлектрлік өтімділігі 2,3 болса, ақуыздың салыстырмалы диэлектр өтімділігі нешеге тең?
64. Жазық ауа конденсаторындағы кернеу 24 В. Адам оңашаланған орындыққа тұрып алып, екі қолымен конденсатордың қарама-қарсы зарядталған пластинкаларын ұстайды, осы кездегі олардың жалпы кернеуі 21,4 В болады. Конденсатор пластинкаларының ауданы , ара қашықтықтары 10 мм деп алып, адамның электр сиымдылығын табу керек.
65. Жасауша мембранасының сиымдылығы оның әрбір бетінде 2 мкФ шамасына дейін жетеді. Жасаушаның бетіндегі зарядтар шамасын табу керек, егер мембрананын ішкі және сыртқы беттері арасындағы потенциалдар айырмасы 90 мВ болса. Мембрананың беттік аудандары . Барлық иондар бір валентті болса, онда жасаушаның беттік қабатындағы иондар саны қанша?
66.Цилиндрлік жұлындағы миелин қабықшасының электр сиымдылығын анықтау керек? Оның ұзындығын 5 мм, диаметрін 16 мкм, қалыңдығын 1,5 мкм деп аламыз. Миелиннің салыстырмалы диэлектрлік өтімділігі 45-ке тең. Есептеу кезінде жазық конденсатор сиымдылығын табатын теңдеуді қолданыңдар.
67. Электр қоршауының өткізгішіне келіп соғылған сиырға 5мс уақыт ішінде кернеуі 60В ток импульсі әсер етеді. Сиыр денесінің кедергісі 1,5 кОм болса, онда сиыр денесі арқылы қандай заряд өтеді? Электр разрядының қуаты қандай?
68. Жылқыны емдеу кезінде оның денесі арқылы 20 мин ішінде 90Кл электр заряды өтеді. Электродтардың аудандары болса, онда токтың орташа тығыздығы неге тең?
69. Жылқыны емдеу кезінде оның буынына электродтар қосылған. Электродтардың ауданына сәйкес келетін токтың тығыздығы 0,4мА, ал қорытқы ток 200 мА-ден аспауы керек. Электродтың ауданы қандай болу керек? 25 мин уақыт ішінде жылқы денесі арқылы қанша заряд өтеді?
70. Қыс кезінде ірі қараны суғаратын суды ысыту үшін ВЭП-600 қондырғысы қолданылады. Оның қуаты 10 кВт. -ден -ге дейін 600 л суды ысыту үшін қанша уақыт керек? Бір ай ішінде 1,8 т су ысыту үшін қанша ақша жұмсалады? Судың меншікті жылу сиымдылығы , ал электр энергиясының бағасы 4 тиын.

VIII. Биоэлектрлік құбылыстар

Негізгі заңдары мен теңдеулері

Шаманың немесе физикалық заңның аталуы
Теңдеуі
Электролиттерге арналған Ом заңы
(- поляризация э.қ.к.)

Фарадей заңы (электролиз заңы).
-электродтардан бөлініп шығатын зат массасы, -валенттілік, - заттың атомдық массасы

Шекті ток күші (Вейсс заңы)

Клеткадағы мембраналық потенциал шамасы . және жасауша мембранасының ішкі және сыртқы жақтарындағы иондар концентрациясы.

Доннан теңдеуі

Қозу жерінен қашықтықтағы әсер потенциалының өшуі
- диаметрі аксондағы әсер потенциалының өшу коэффициенті

Өзін-өзі бақылау сұрақтары

1. Жасауша мембранасының құрылымы мен функциясы қандай?
2. Жасаушының электрхимиялық градиенті дегеніміз не?
3. Электрохимиялық градиент өрісіндегі жұмысты анықтайтын теңдеуді қорытып шығарыңдар.
4. Мембраналық потенциалдар айырмасының пайда болуын түсіндіріңіз. Мембраналық потенциалды анықтайтын теңдеуді жазыңыз.
5. Доннан тепе-теңдігі деп нені айтады? Доннан теңдеуін жазып көрсетіңіз.
6. Жасаушадан тыс жерде калий иондарының концентрациясы 2 есе артса, онда мембраналық потенциал неше есе артады?
7. Әсер потенциалының пайда болу механизмін түсіндіріңіз.
8. Нерв талшықтары арқылы әсер потенциалы қалай таралады? Аксонды электр кабеліне теңеуге бола ма?
9. Қатты дене мен электролит шекарасында болатын электрлік құбылыстар туралы айтыңыз. Нернст теңдеуін жазыңыз.
10. Электрофорез құбылысы деп нені айтамыз? Ол ветеринарияда қандай мақсатта қолданылады?
11. Тұрақты электр тогының физиологиялық әсерлері қандай? Шекті электр тогы шамасы неге байланысты?
12. Вейсс заңын жазыңыз. Реобаза мен хронаксия дегеніміз не?
13. Электролиттердегі электр тогының табиғаты қандай? Фарадей заңының теңдеуі.

Есеп шығару мысалдары
№ 1 есеп
Мұхиттың температурасы беткі қабаты мен температурасы түбіндегі кальмар аксоны жасаушасының тыныштық потенциалының шамасын табыңыз? Аксонның ішіндегі және одан тыс жердегі калий иондарының концентрациясы сәйкесінше және .
Шешуі:
Берілгені:

Жасаушалардың мембраналық потенциалының шамасы жасаушаның ішкі және сыртқы потенциалдарының айырмасының орта жасаушалары потенциалына қатынасымен анықталады. Доннан тепе-теңдігін ескерсек, онда
Табу керек:

Мұндағы , - жасауша ішіндегі және сыртындағы калий концентрациялары. - универсаль газ тұрақтысы, - Фарадей саны.
Натурал және ондық логарифм арасындағы байланыс . Осына ескерсек, онда

Осы сияқты табамыз.

№ 2 есеп
Сиырдың шоқтығының ортасына жапсырылған электродтар тікбұрышты импульс генераторымен (ол генератор тудырған кернеу белгілі бір шамаға дейін күрт артады да, содан соң белгілі бір уақыт тұрақты болып қалады, ол уақыт біткеннен кейін күрт нөлге дейін төмендейді деген сөз) қосылған. Сиырдың шектік реакциясын зерттегенде хронакция шамасының екендігі анықталды, оған сәйкес келетін қоздыру тогының шамасы . Осыларды ескере отырып шектік ток пен әсер ету уақытының арасындағы байланысты көрсететін өрнекті жазыңыз.
Шешуі:
Берілгені:

Шекті ток пен оның әсер ету арасындағы байланысты Вейсс заңы береді:

Табу керек:
Мұндағы - реобаза - ұзақ уақыт бойы әсер еткендегі шекті ток күшінің минималь мәні.
Екі реобазаға тең болатын ток күшімен қоздыруға қажетті уақыт - хронаксия деп аталады. Осыдан хронаксия кезіндегі ток күші . Бұл тұрақтысының мәнін анықтауға мүмкіндік береді.

Вейсс тұрақтысы -ны табу үшін Вейсс теңдеуіне шамаларының мәнін қоямыз:

Осыдан .
Сонымен, шектік токтың оның әсер ету уақытына тәуелділігі мына теңдеумен табылады:

Бақылау тапсырмалары

71. Сиырдың жауырын буынын қоздырып, емдеу үшін ұзақ уақыт бойы электр тогының тік бұрышты импульсі қолданылады. Осы кезде буынның қоздыру шегі 12 мА болады (реобаза). 3 мс импульспен ұзақ уақыт әсер еткенде белсенділік шегі 14,5 мА-де болады. 0,5 мс импульстің қоздыру шегі қандай?
72. Сиыр құйрығына электродтар жапсырғанда, қоздыру шегі 12 мА-де байқалатын болса, онда электр тогының тік бұрышты импульсінің ұзақтығы қандай? Реобаза шамасы 4,2 мА. Вейсс тұрақтысы . Электродтарға берілген 20 В болса, онда сиыр құйрығының осы бөлігінің кедергісі қандай болады?
73. Кальмар аксоны тудыратын әсер потенциалының шамасы 75 мВ. Аксоннан 10 мм қашықтықтағы осы потенциалдың шамасы қандай болады? Аксонның диаметрі 0,12 мм, аксоплазманың меншікті кедергісі 0,85 Омм, мембрананың ауданына сәйкес келетін беттік кедергісі 0,09 Ом.
74. Кальмар аксонынан қандай ара қашықтықта әсер потенциалы 1000 есе азаяды, егер аксондағы сигналдың өшу тұрақтысы 1,68 мм-ге тең болса. Аксон диаметрі 0,1 мм және мембрананың ауданына сәйкес келетін беттік кедергісі 0,1 Ом.
75. Шошқа өлексесінен көлденең қимасының ауданы түтікше кесіп алынды. Онда май мен ет тізбектей жалғанған. Барлық бөліктер ұзындығы бірдей және 3 см-ге тең. Май қабатының меншікті кедергісі екенін біле отырып, ет қабатының меншікті кедергісін табу керек. Үлгіге берілген кернеу 25 А, поляризация э.қ.к. - 16 В, ток күші 9 мА.
76. Ірі қара ауруларын емдеу кезінде кальций иондарының электрофорезі қолданылады. Токтың тығыздығы болғанда, ауданы активті электрод арқылы 7 мг кальций енгізу үшін қанша уақыт керек?
77. Кальмар қанындағы калий иондарының концентрациясы . Теңіз суының температурасы және аксонның тыныштық потенциалы 79 мВ болса, онда кальмар аксонындағы осы иондардың концентрациясы қандай болады?
78. Каракатица аксоплазмасындағы натрий иондарының концентрациясы 49 мМл. Какакатица температурасы . Аксонның тыныштық потенциалының шамасы 57 мВ болса, онда жасаушадан тыс жердегі натрий иондарының концентрациясы қандай?
79. Каракатица жасауша ішіндегі калий иондары концентрациясының жасаушадан тыс жердегі калий иондары концентрациясына қатынасы 34010,4, ал бақаның ет талшықтары үшін 1402,5. Сыртқы орта температурасы бірдей болған кездегі бақаның мембраналық потенциалы каракатицадан неше есе көп?
80. Мысықтың нейроны ішіндегі хлор иондарының концентрациясы 9 мМл, ал жасаушадан тыс жердегі концентрациясы 125 мМл. Мысық денесінің температурасы болса, онда нейронның мембраналық потенциалының шамасы қандай?

IX. Айнымалы ток

Негізгі заңдары мен теңдеулері

Шаманың немесе физикалық заңның аталуы
теңдеуі
Айнымалы ток тізбегіндегі сиымдылық кедергі

Айнымалы ток тізбегіндегі индуктивтілік кедергі

Тізбектей жалғанған айнымалы ток тізбегіндегі толық кедергі

Тізбектей жалғанған айнымалы ток тізбегіндегі ток пен кернеу арасындағы фаза ығысуы

Диатермия кезінде ұлпаның бірлік көлемінен бірлік уақытта бөлініп шығатын жылу мөлшері (-меншікті кедергі).

УВЧ терапеяда ұлпадан бірлік уақыт ішіінде бірлік көлемнен бөлініп шығатын жылу мөлшері (-электр өрісінің кернеулігі, -меншікті кедергі)

Индуктотермия кезінде ұлпаның бірлік көлемінен бөлініп шығатын жылу мөлшері ( магнит өрісі индукциясының амплитудалық мәні, -тұрақты шама)

Өзін-өзі бақылау сұрақтары

1. Электр сиымдылық пен индуктивтік арқылы өтетін айнымалы ток туралы айту керек. Сиымдылық және индуктивтік кедергі теңдеулерін жазыңыз.
2. Айнымалы ток тізбегіндегі тізбектей қосылған элементтердің толық кедергісінің теңдеуі қандай?
3. Айнымалы токқа арналған жалпылама формадағы Ом заңын жазыңыз.
4. Айнымалы токтың тізбектей қосылған тізбегінің векторлық диаграммасы.
5. Айнымалы токтың тізбектей қосылған тізбегіндегі ток пен кернеудің арасындағы фаза ығысуын қалай анықтаймыз?
6. Тірі ұлпалардан өткен айнымалы токтың тұрақты токпен салыстырғанда қандай ерекшеліктері бар?
7. Жиілігі төмен және жоғары айнымалы токтың қандай физиологиялық әсерлері бар?
8. Биологиялық ұлпалардың толық кедергісінің дисперсия құбылысын түсіндіріңіз. Дисперсия шамасы неге байланысты? Бұл құбылыс қайда қолданылады?
9. Тірі ұлпаларда сиымдылық және индуктивтік кедергілер бола ма? Тірі жасаушалардың сиымдылық кедергілерін қандай себептер анықтайды?
10. Тірі ұлпаларды жоғары жиілікті электромагниттік өрістер арқылы қыздырудың физикалық себептері қандай?
11. Диатермия, индуктотермия және УВЧ – терапеяның мәні неде? Олардың бір-бірінен қандай айырмашылықтары бар?
12. Диатермия, индуктотермия және УВЧ – терапея кезіндегі жылулық эффектіні анықтайтын теңдеулерді жазыңыз.
13. Тірі ұлпалардың электр кедергісін анықтауда айнымалы токтың тұрақты токтан артықшылығы неде?

Есеп шығару мысалдары
№ 1 есеп
Кейбір балықтардың шығаратын айнымалы импульсті сигналын тіркеу үшін қолданылатын өлшеу құралы сиымдылық арқылы аквариум суына қосылады. Балық шығарған ток судың активті кедергісі және онымен тізбектей қосылған конденсатор мен өлшеу құралы арқылы өтеді. Африка пілі деп аталатын балықтың шығаратын тогының шамасын анықтау керек, егер балықтың басы мен құйрығы арасындағы кернеудің максималь мәні , судың кедергісі , конденсатордың сиымдылығы -қа тең болса. Импульстердің жиілігі . Балық шығарған тербелісті гармоникалық деп алу қажет. Балықтың денесінің кедергісін ескермеуге болады.
Шешуі:

Берілгені:

Активті және сиымдылық кедергілер тізбектей қосылған айнымалы токқа арналған Ом заңын мына түрде жазуға болады:

Табу керек:
, мұндағы -тізбектің толық кедергісі, ол
тең, ал екенін ескерсек, онда

Сан мәндерін орнына қойып, есептейміз

№ 2 есеп
Жануардың бұлшық ет ұлпасы үлгісінің кедергісін алдымен тұрақты, содан соң айнымалы ток өткізу арқылы өлшейді. Осы ұлпаның толық кедергісі -ға тең активті кедергісінен 3 есе үлкен болу үшін айнымалы токтың жиілігі қандай болу керек? Ұлпаның сиымдылығы -қа тең.
Шешуі:

Берілгені:

Активті және сиымдылық кедергілер тізбектей қосылған айнымалы токқа арналған Ом заңын мына түрде жазуға болады:
, ал . Есептің шарты бойынша , ендеше
Табу керек:

, немесе
Осыдан және .
Сондықтан,
Сан мәндерін орнына қойып, табамыз:

Бақылау тапсырмалары

81. Гальванизацияға арналған аппарат сүзгісінlе индуктивтігі 65 Гн дроссель мен сиымдылығы 20 мкФ электролиттік конденсатор бар. Жиілігі 50 Гц айнылмалы ток жіберген кезлегі дроссель мен конденсатор кедергілерін анықтаңдар. Конденсатор астарларындағы кернеу 170 В болса, ол арқылы қандай ток өтеді? Дроссельдің активті кедергісін ескермейміз.
82. Жануар денесінің индуктивтік кедергісінің сиымдылық кедергісіне қатынасы 0,4-ке тең. Егер жануардың индуктивтілігі 4 мГн, ал сиымдылығы 30 мкФ болса, онда өлшеулер айнымалы токтың қандай жиілігінде жүргізілді?
83. Ұлпаларда қабыну процестері болғанда жасауша мембранасының құрылымы өзгеріске ұшырайды, сондықтан олардың электр сиымдылығы да өзгеріске ұшырайды. Ұлпаның қалыпты жағдайдағы сиымдылық кедергісін өлшеу жиілігі 1,3 кГц айнымалы ток тізбегінде өткізілді. Осы ұлпаның ауырған кездегі сиымдылық кедергісін өлшеу де осындай жағдайда өтті, бірақ айнымалы ток жиілігін 6,2 кГц етіп алды. Екінші жағдайда сиымдылық кедергінің шамасы бірінші жағдайға қарағанда 3,5 есе кем болды. Ұлпаның электр сиымдылығы ауырған кезде неше есе кеміді?
84. Айнымалы ток тізбектеріндегі жиілікті 10 кГц және 100 кГц өзгерткенде бұлшық еттің толық кедергісі қанша есеге өзгереді? Бұлшық еттің активті кедергісі 80 Ом, ал электр сиымдылығы 0,5 мкФ.
85. Ірі қараның бауыр диатермиясын емдеген кезде өлшемі бір электрод бауыр аймағына қойылады да, екінші электрод бірінші электродқа қарама- қарсы жаққа орналастырылады. Электродтар арасындағы ток күші 1,1 А. Емдеу шарасының ұзақтығы 15 мин. Қалыңдығы 5 см бауыр көлемінен бөлініп шығатын жылу мөлшері қандай? Бауырдың меншікті кедергісін -ге тең.
86. Индуктермия үшін қолданылатын ДКВ-1 аппараты жиілігі 13,56 МГц айнымалы кернеу тудырады. Осы аппаратқа 1625 кГц жиілікте жұмыс жасайтын индуктотермиялық катушка қоссақ, жылулық эффект неше есе кемиді?
87. Маститті емдеу кезінде УВЧ-терапия қолданылады. Осы кезде 10 мин ішінде көлемі желіннен қандай жылу мөлшері бөлініп шығады? Электродтар арасындағы электр өрісінің эффективті кернеулігі 350 Вм. Желіннің меншікті кедергісі 8 Омм деп алыңдар.ъ
88. УВЧ-терапея жасайтын май қабатының ауданы , қалыңдығы 3 см. Оның активті кедергісі қандай? Электр сиымдылығы 85 пФ, жиілігі 4,68 МГц болса, осы бөліктің толық кедергісін анықтаңдар. Май қабатының меншікті кедергісі 35 Омм.
89. Активті кедергісі 2,5 кОм, электр сиымдылығы 0,022 мкФ бақа терісіндегі жиілігі 2 кГц айнымалы токтың ток пен кернеу арасындағы фаза ығысуын анықтаңдар? Активті кедергі мен электр сиымдылық тізбектей қосылған деп есептеңдер.
90. Жиілігі 1 кГц айнымалы ток тізбегіндегі ламинария үшін ток пен кернеу арасындағы фаза ығысуы . Осы ламинарияның электр сиымдылығы неге тең, егер оның активті кедергісі 850 Ом-ға тең болса. Активті кедергі мен электр сиымдылық тізбектей қосылған деп есептеңдер.

VІІ.Фотометрия. Геометриялық оптика.

Негізгі заңдары мен теңдеулері

Шаманың немесе физикалық заңның аталуы
теңдеуі
Толық жарық ағыны, -канделамен алынған жарық күші

Жарық күші , - жарық ағыны, - стерадианмен алынған денелік бұрыш

Люкспен алынған жарықталыну (-сәулеленетін беттің ауданы)
;
Нүктелік жарық көзінен ара қашықтықтағы жарықталыну. - жарық сәулесінің түсу бұрышы.

Жарқырау (-сәуле шығаратын бет)

Ламберт заңын қанағаттандыратын жарқырау және жарықтылық арасындағы қатынас.

Нүктелік жарық көзінен ара қашықтықтағы жарықталыну. -жарық сәулелерінің түсу бұрышы

Ламберт заңы - нормаль бағыттағы жарық күші, - бағытындағы жарық күші, - жарқырап тұрған денеге жүргізілген нормаль мен жарық сәулесінің арасындағы бұрыш.

Жарық қарқындылығын анықтайтын Бугер-Ламберт заңы

Спектрдің ультракүлгін аймағындағы эффективті фотометриялық шамалар

Сәулелену ағыны (эр немесе бакт)

Сәулелену күші (эрорт немесе бакторт)

Сәулелену (эрм2 немесе бактм2)

Нүктелік жарық көзінен сәулелену

Микроскоптың бұрыштық үлкейтуі . - ең жақсы көрінетін қашықтық (25 см), -объектив пен окулярдың фокустарының ара қашықтығы, - объектив пен окулярдың фокустық ара қашықтықтары

Өзін-өзі бақылау сұрақтары

1. Жарықтың шағылу және сыну заңдарының теңдеулерін жазыңыздар. Сыну көрсеткіші дегеніміз не?
2. Екі орта шекарасындағы абсолют және салыстырмалы сыну көрсеткіштері арасындағы байланыс қандай?
3. Толық ішкі шағылу құбылысы, оның оптикалық құралдарда қолданылуы?
4. Линза теңдеуін қорытып шығарыңыз. Линзаның түрлері. Линзаның оптикалық күші деп нені айтамыз және оның өлшем бірлігі қандай?
5. Микроскоптың оптикалық сұлбасын сызыңыз. Микроскоптың үлкейтуі неге тең?
6. Энергетикалық фотометриялық шамалардың анықтамалары және өлшем бірліктері.
7. Фотометриялық шамалардың ветеринария мен зоотехниядағы орны, қолданылуы.

Есеп шығару мысалдары
№ 1 есеп
Мал шаруашылығы мен ветеринарияда қолданылатын ультракұлгін лампаның жарық ағыны 110 лм, эритемдік ағыны 750 эр және бактерицидтік ағыны 125 бакт. Лампа қуаты 30 Вт деп алып, оның жарықтық, эритемдік, бактерицидтік жарық берулерін анықтаңдар. Лампаның осы үш жағдайдағы жарық күштерін анықтаңдар. Осы лампа 3 м қашықтықта қандай сәулелену және жарықталыну тудырады. Лампаны нүктелік жарық көзі деп алыңдар.

Шешуі:

Берілгені:

Жарық беру жарық ағынының жарық көзінің қуатына қатынасымен анықталады. Қалған жарық берулер тура осы сияқты анықталады.

Табу керек:

Жарық ағыны мен нүктелік жарық көзінің жарық күші мына теңдеумен анықталады:
Осыдан
Басқалары да

Нүктелік жарық көзі тудыратын жарықталыну

VІІІ. КВАНТТЫҚ ОПТИКА. ФОТОБИОЛОГИЯ
Шаманың немесе физикалық заңның аталуы
теңдеуі
Жарық кванты

Масса мен энергия арасындағы байланыс

Жарықтың жұтылу заңы

91. Микроскоптың объективінің фокус аралығы 5 мм, ал окулярының фокус аралығы 28 мм. Объективтен окулярға дейінгі ара қашықтық 18 см. Микроскоп қаншаға үлкейтеді. Микроскоп линзасының оптикалық күшін анықтаңдар.
92. Микроскоп ішіндегі объектив пен окуляр фокустарының ара қашықтығы 150 мм. Объективтің фокус аралығы 6 мм. 850 есе үлкейту үшін фокус аралығы қандай окуляр алу керек? Микроскоп линзасының оптикалық күшін анықтаңдар.
93. Микроскоп окулярының оптикалық күшін анықтаңдар, егер объективтің фокус аралығы 1,5 мм болса. Объектив пен окулярдың ара қашықтығы 21 см. Микроскоп 64 есе үлкейтеді.
94. Жер атмосферасы шекарасындағы Күннің энергетикалық жарқырауы (Күн тұрақтысы). Күннен Жерге дейінгі ара қашықтық 150 млн. км деп алып, Күннің сәулелену қуатын анықтаңдар.
95. Мал дәрігерлік орындардағы столдың жарқырауы 30 лк болу керек. Жұмыс столынан 2 м биіктікке ілінген лампаның минималь жарық күші неге тең? Осы лампа қандай жарық ағынын береді? Жарық беруі 12,6лмВт болса, осы лампаның қуаты қандай болу керек?
96. Диаметрі 20 см шар формалы лампа сиыр қорада ілініп тұр. Оның жарық күші 80 кд. Осы лампаның жарық ағынын, жарқырауын, жарықтылығын анықтаңдар?
97. ДРТ-400 ультракүлгін лампа өзінен 3,5 м қашықтықта -тең эриқараңғы сәулелену тудырады. Эриқараңғы ағынның шамасын анықтау керек, егер лампа 400 Вт қуатпен жұмыс істейтін болса. Лампаны нүктелік жарық көзі деп алыңдар.
98. Бактериялық токсинді құрту үшін -ке тең бактериялық сәулелену тудыру керек. Петри ыдысындағы токсин 4,5 бакт тудыратын УК көзге орналастырылады. Нүктелік жарық көзі деп алып, ыдыстан қандай ара қашықтықта сәуле шығарғыш орналастыру керек?
99. Диаметрі 2,5 м дөңгелек клеткадан 3 м биіктікте ЭУВ-30 лампасы ілініп тұр. Оның сәулелену күші 19,9 мэрср. Клетка ортасындағы және шетіндегі едендегі эриқараңғы сәулеленуді анықтаңдар.
100. Ішінде малы бар клетканың вертикаль бетінен 8 м ара қашықтықта 3 лампыдан тұратын ультьракүлгін жарық көзі орналастырылған. Оның бір лампасы істен шықты. Сәулелену өзгермей қалу үшін жарық көзін клеткаға қаншалықты жақындату керек.
101. Апертуралық бұрышы қызыл филтрі бар толқын ұзындығы 655 нм жарықты ған өткізетін микроскоппен диаметрі 5 мкм эритроцитті көруге бола ма?
102. Ультракүлгін микроскоп толқын ұзындығы 0,2 мкм сәулелермен жұмыс жасайды. Осы микроскоппен диаметрі 30 нм жасауша ішіндегі рибосоманы көруге бола ма? Микроскоп объективінің апертуралық бұрышы .
103. Объект микроскоп арқылы толқын ұзындығы 645 нм жарықты өткізетін қызыл фильтр, сонан соң 490 нм толқын ұзындықты жарықты өткізетін жасыл фильтр арқылы зерттеледі. Екінші жағдайда сыну көрсеткіші 1,66 сұйық қолданылды. Микроскоп объективінің апертуралық бұрышы . Екі жағдайдағы микроскоптың рұқсат ету шекарасын анықтаңдар.
104. Көз үшін толық ішкі шағылудың шекті бұрышы тең. Көз жанарының толық поляризациялану бұрышын (Брюстер бұрышы) табыңдар.
105. Сау адам қанының сары суының толық поляризациялану бұрышы . Толық ішкі шағылудың шекті бұрышы қаншаға тең?
106. Қант диабетімен ауыратын адамның кіші дәретіндегі қанттың концентрациясын анықтау керек. Сахариметрдің ұзындығы 20 см түтігіндегі жарықтың поляризация жазықтығы бұрылды. Қанттың меншікті бұрылуы .
107. Тығыздығы жалбыз майының меншікті бұрылуын анықтау керек. Ұзындығы 20 см поляриметр түтігіндегі поляризация жазықтығының бұрылу бұрышы тең.
108. Күнді абсолют қара дене деп алып, оның бетіндегі температураны анықтау керек. Күннің радиусы м, Күннен Жерге дейінгі ара қашықтық 150 млн. км. Күн тұрақтысы .
109. Қоршаған орта температурасы болған кездегі жылқы денесінің жылу беруі (1 секундта дененің беттік ауданындағы бөлініп шығатын жылу мөлшері) құстікіне қарағанда неше есе кем? Жылқы мен құстың денесінің орташа температуралары сәйкесінше және тең. Жылқы мен құстың денесінен сәуле шығарудың максимумына сәйкес келетін толқын ұзындығы қандай?
110. Сиыр қораның температурасы -тен -қа дейін төмендегенде сиырлардың жылу беруі қанша есе өзгереді? Сиыр денесінің орташа температурасы . Сиыр денесінен шыққан максимум сәулеленуге қандай ұзындықтағы толқын сәйкес келеді?
111. Ұрықтарды фотоактивтендіру үшін қуаты 25 мВт гелий-неон лазері қолданылады. 1 минутта ұрықтардың бетіне қанша фотон түседі? Сәулеленудің толқын ұзындығы 630 нм.
112. Күннің сәулелену қуаты Вт-қа тең. Күннің 1 сек уақыт ішінде сәулелену нәтижесінде қанша массасын жоғалтатынын анықтаңдар. Неше жыл өткеннен кейін Күннің массасы екі есе кемиді ().
113. Толқын ұзындығы 632,8 нм гелий-неон лазері шығаратын сәулелену кезіндегі фотондар энергиясын анықтау керек. Лазердің қуаты 50 мВт болса, ол 1 секундта қанша фотон шығарады?
114. Күн сәулесінің өсімдіктер өсуіне әсері мол екендігі белгілі. Осы өсімдік сабақтарындағы жарықтың жұтылуын анықтау керек, егер 8 см жолда жарық 20 есе кемитіні белгілі болса.
115. Қуаты 2 мВт лазерлік сәулелену 2 с ішінде адам көзін кұйдіріп жібереді (жарық дағының ауданы ). Лазерлік сәуле шығару ағынының қарқындылығы қандай? Егер толқын ұзындығы 632,8 нм болса, онда осы уақыт ішінде көзге келіп түскен фотондар саны қанша?
116. Фотосинтез реакциясы кезінде оттегінің бір молекуласы пайда болу үшін 8 фотон керек. Фотосинтез реакциясы нәтижесінде оттегінің 1 молі пайда болу үшін қандай жарық энергиясы керек? Жарық толқынының ұзындығы 555 нм. Жарық энергиясының қолдану коэффициенті 0,34.
117. Малдарды емдеу мақсатында ультракүлгін сәуле шығаратын ЛЭ-15 лампалары қолданылады. Оның шығаратын толқын ұзындығ 315 нм. Сәулелену қарқындылығы . ауданға 10 минут уақыт ішінде қанша фотон келіп түседі?
118. Ұзындығы 555 нм жарық сәулесі түскендегі адам көзінің сезімталдық шегі . Осы кезде 1 минут ішінде адам көзіне қанша фотон түседі?
119. Қан сарысуының жұтылу көрсеткішін анықтау үшін оны кюветке құяды да, фотометр көмегімен осы сарысу арқылы өткен жарық қарқындылығын анықтайды. Ол түскен жарық қарқындылығынан 14% кем. Осындай қалыңдықтағы судан өткен жарықтың қарқындылығы 3 % кемиді. Сарысудың жұту көрсеткішін табу керек, егер судың жұту көрсеткіші болса.
120. Май ұлпасының жұту көрсеткішін анықтау керек, егер 3 мм май ұлпасынан өткен жарықтың қарқындылығы 94 % кемитіні белгілі болса.