Оптическая система глаза, его чувствительность к свету.
1. Оптическая система глаза, его чувствительность к свету и цвету, угол зрения, острота зрения. Недостатки оптической системы глаза и их устранение с помощью линз.
Оптическая система глаза (60-73дптр) служит для построения на сетчатке действительного уменьшенного перевернутого изображения. Её образуют преломляющие поверхности: роговица (40дптр), хрусталик (19-30дптр), передняя камера глаза (4дптр). Линия, проходящая через центр хрусталика и центральную ямку на сетчатке – зрительная ось. Сложную оптическую систему глаза удобно заменить одной тонкой собирающей линзой – приведенным глазом, расположенным в центре хрусталика. На сетчатке создаётся действительное, уменьшенное и перевернутое изображение рассматриваемых предметов. При близорукости (миопии) задний фокус глаза находится перед сетчаткой. При коррекции подбирают рассеивающую линзу. При дальнозоркости задний фокус глаза находится за сетчаткой, компенсируется за счёт напряжения цилиарной мышцы. Для коррекции используют собирающие линзы. При астигматизме световые лучи, лежащие в горизонтальной и вертикальной плоскостях, имеют разные, не совпадающие фокусы. Компенсируют путем подбора цилиндрических линз. Острота зрения определяется min углом зрения, при котором глаз способен видеть раздельно 2 точки предмета. Угол зрения φ образованный лучами, идущими от крайних точек предмета А и В через центр хрусталика. Две точки предмета воспринимаются раздельно, если их изображения на сетчатке приходятся на не соседние колбочки. Min расстояние между колбочками d=5мкм, расстояние от сетчатки до центра хрусталика f=17мм. Min угол зрения в норме равен 1 угловой минуте: φmin=d/f=3*10-4рад=1’. Острота зрения определяется по формуле y=1’/φmin. В норме φmin=1’, острота зрения y=1. С увеличением min угла зрения острота зрения уменьшается. Предел разрешения глаза – min расстояние между двумя точками предмета, различаемых невооружённым глазом на расстоянии наилучшего зрения d0 и прямо зависит от остроты зрения: Z= φmind0=3*10-4*250мм=75мкм. Палочки (125млн) расположены по всей поверхности сетчатки и отвечают за черно-белое (сумеречное) зрение. Колбочки (6,5млн) сконцентрированы в центре сетчатки и отвечают за цветное зрение. При дневном освещении Lmax=550нм, в сумерках Lmax=510нм. Синий – 440нм, голубой – 510нм, зеленый – 540нм, красный 590нм.
2. Нарисуйте схему подключения пациента к дифференциальному усилителю для снятия ЭКГ во втором отведении. С чем связано применение дифференциального усилителя для записи ЭКГ?
Эйнтховен предложил рассматривать сердце как электрический диполь расположенный в центре равностороннего треугольника: R – правое плечо, L – левое плеча, F – основание торса. Разность потенциалов между двумя определёнными точками на теле человека – отведение. I,II,III – «стандартные отведения» предложенные Эйнтховеном. I отведение – разность потенциалов между правой и левой рукой, II отведение – между правой рукой и левой ногой, III отведение – между левой рукой и левой ногой. Закон Эйнтховена: UI+UII=UIII. Дифференциальный усилитель уничтожает помехи и позволяет усиливать слабые сигналы на фоне помех. Он усиливает не сами сигналы а их разность. Усилим разность потенциалов во II отведении. Правая рука R и левая нога А подключены к клеммам φ1 и φ2 усилителя соответственно. Третий электрод, расположенный на правой ноге, служит опорным и подключается к общей клемме пациента φ0. Uвх1= φ1-φ0+Uпомехи; Uвх2= φ2-φ0+Uпомехи; Uвых=k(φ1-φ0+Uпомехи-φ2+φ0-Uпомехи)=k(φ1-φ2). Uвых=k(Uвх1-Uвх2). Потенциал опорного электрода не влияет на конечный результат, поэтому данный электрод можно накладывать на любую точку тела пациента, но при регистрации ЭКГ его удобнее накладывать на правую ногу, свободную от подключения стандартных отведений.
3. Почему, не смотря на малую глубину проникновения в ткань α-частиц, их воздействие намного опаснее, чем воздействие проникающего гамма-излучения при той же поглощенной дозе?
Не смотря на малую глубину проникновения α-частиц в биологическую ткань, их разрушающее действие из-за высокой ионизирующей способности весьма значительно при попадании внутрь организма. При внешнем облучении тела альфа-частицы могут (при большой поглощенной дозе излучения) вызывать сильные, хотя и поверхностные (короткий пробег) ожоги; при попадании через рот они разносятся по телу током крови, вызывая внутреннее облучение организма. А гамма-лучи являются жеще рентгеновских и пройдут через организм.
4. Для частоты 3 МГц показатель поглощения ультразвука равен 0,7 см-1, а для частоты 10 МГц – 7см-1. Какую частоту предпочтительно использовать для ультразвукового исследования щитовидной железы, а какую для исследования печени? Почему?
Следует учесть, что с повышением частоты ультразвука увеличивается его поглощение в среде. Поэтому исследования глубоко расположенных внутренних органов (печени – 3МГц) вынуждены проводить на более низких частотах, поскольку высокочастотный ультразвук практически полностью поглотится окружающими орган тканями и отраженный от исследуемого объекта ультразвуковой сигнал будет невозможно зарегистрировать. Если же исследуются органы, расположенные на малом расстоянии от поверхности тела (щитовидная железа – 10МГц), то поглощение окружающими тканями сказывается существенно меньше и появляется возможность использовать для диагностики ультразвук более высоких частот.
5. Предельный угол полного внутреннего отражения на границе стекло-воздух равен 450. Определите скорость света в стекле.
sinαпр/sin900=nстекло/nвоздух; nстекло= 0,707; v/c=1/ nстекло; =3*108/0,707=4,24*108м/с.
6. Определить коротковолновую границу тормозного рентгеновского излучения при напряжении на трубке 30кВ.
Lmin=1,23/U=1,23/30=0,041нм.
Оптическая система глаза (60-73дптр) служит для построения на сетчатке действительного уменьшенного перевернутого изображения. Её образуют преломляющие поверхности: роговица (40дптр), хрусталик (19-30дптр), передняя камера глаза (4дптр). Линия, проходящая через центр хрусталика и центральную ямку на сетчатке – зрительная ось. Сложную оптическую систему глаза удобно заменить одной тонкой собирающей линзой – приведенным глазом, расположенным в центре хрусталика. На сетчатке создаётся действительное, уменьшенное и перевернутое изображение рассматриваемых предметов. При близорукости (миопии) задний фокус глаза находится перед сетчаткой. При коррекции подбирают рассеивающую линзу. При дальнозоркости задний фокус глаза находится за сетчаткой, компенсируется за счёт напряжения цилиарной мышцы. Для коррекции используют собирающие линзы. При астигматизме световые лучи, лежащие в горизонтальной и вертикальной плоскостях, имеют разные, не совпадающие фокусы. Компенсируют путем подбора цилиндрических линз. Острота зрения определяется min углом зрения, при котором глаз способен видеть раздельно 2 точки предмета. Угол зрения φ образованный лучами, идущими от крайних точек предмета А и В через центр хрусталика. Две точки предмета воспринимаются раздельно, если их изображения на сетчатке приходятся на не соседние колбочки. Min расстояние между колбочками d=5мкм, расстояние от сетчатки до центра хрусталика f=17мм. Min угол зрения в норме равен 1 угловой минуте: φmin=d/f=3*10-4рад=1’. Острота зрения определяется по формуле y=1’/φmin. В норме φmin=1’, острота зрения y=1. С увеличением min угла зрения острота зрения уменьшается. Предел разрешения глаза – min расстояние между двумя точками предмета, различаемых невооружённым глазом на расстоянии наилучшего зрения d0 и прямо зависит от остроты зрения: Z= φmind0=3*10-4*250мм=75мкм. Палочки (125млн) расположены по всей поверхности сетчатки и отвечают за черно-белое (сумеречное) зрение. Колбочки (6,5млн) сконцентрированы в центре сетчатки и отвечают за цветное зрение. При дневном освещении Lmax=550нм, в сумерках Lmax=510нм. Синий – 440нм, голубой – 510нм, зеленый – 540нм, красный 590нм.
2. Нарисуйте схему подключения пациента к дифференциальному усилителю для снятия ЭКГ во втором отведении. С чем связано применение дифференциального усилителя для записи ЭКГ?
Эйнтховен предложил рассматривать сердце как электрический диполь расположенный в центре равностороннего треугольника: R – правое плечо, L – левое плеча, F – основание торса. Разность потенциалов между двумя определёнными точками на теле человека – отведение. I,II,III – «стандартные отведения» предложенные Эйнтховеном. I отведение – разность потенциалов между правой и левой рукой, II отведение – между правой рукой и левой ногой, III отведение – между левой рукой и левой ногой. Закон Эйнтховена: UI+UII=UIII. Дифференциальный усилитель уничтожает помехи и позволяет усиливать слабые сигналы на фоне помех. Он усиливает не сами сигналы а их разность. Усилим разность потенциалов во II отведении. Правая рука R и левая нога А подключены к клеммам φ1 и φ2 усилителя соответственно. Третий электрод, расположенный на правой ноге, служит опорным и подключается к общей клемме пациента φ0. Uвх1= φ1-φ0+Uпомехи; Uвх2= φ2-φ0+Uпомехи; Uвых=k(φ1-φ0+Uпомехи-φ2+φ0-Uпомехи)=k(φ1-φ2). Uвых=k(Uвх1-Uвх2). Потенциал опорного электрода не влияет на конечный результат, поэтому данный электрод можно накладывать на любую точку тела пациента, но при регистрации ЭКГ его удобнее накладывать на правую ногу, свободную от подключения стандартных отведений.
3. Почему, не смотря на малую глубину проникновения в ткань α-частиц, их воздействие намного опаснее, чем воздействие проникающего гамма-излучения при той же поглощенной дозе?
Не смотря на малую глубину проникновения α-частиц в биологическую ткань, их разрушающее действие из-за высокой ионизирующей способности весьма значительно при попадании внутрь организма. При внешнем облучении тела альфа-частицы могут (при большой поглощенной дозе излучения) вызывать сильные, хотя и поверхностные (короткий пробег) ожоги; при попадании через рот они разносятся по телу током крови, вызывая внутреннее облучение организма. А гамма-лучи являются жеще рентгеновских и пройдут через организм.
4. Для частоты 3 МГц показатель поглощения ультразвука равен 0,7 см-1, а для частоты 10 МГц – 7см-1. Какую частоту предпочтительно использовать для ультразвукового исследования щитовидной железы, а какую для исследования печени? Почему?
Следует учесть, что с повышением частоты ультразвука увеличивается его поглощение в среде. Поэтому исследования глубоко расположенных внутренних органов (печени – 3МГц) вынуждены проводить на более низких частотах, поскольку высокочастотный ультразвук практически полностью поглотится окружающими орган тканями и отраженный от исследуемого объекта ультразвуковой сигнал будет невозможно зарегистрировать. Если же исследуются органы, расположенные на малом расстоянии от поверхности тела (щитовидная железа – 10МГц), то поглощение окружающими тканями сказывается существенно меньше и появляется возможность использовать для диагностики ультразвук более высоких частот.
5. Предельный угол полного внутреннего отражения на границе стекло-воздух равен 450. Определите скорость света в стекле.
sinαпр/sin900=nстекло/nвоздух; nстекло= 0,707; v/c=1/ nстекло; =3*108/0,707=4,24*108м/с.
6. Определить коротковолновую границу тормозного рентгеновского излучения при напряжении на трубке 30кВ.
Lmin=1,23/U=1,23/30=0,041нм.