Фізика і медицина. 11-й клас

09.10.2015

Фізика і медицина. 11-й клас

Мета: Підсумувати і розвивати знання, отримані на уроках фізики та біології.

Завдання:

  • Продовжити поглиблення знань про взаємозв’язки фізіології організму і пристрої фізичних приладів на прикладі тонометра, кардіографа, термометра.
  • Розвивати навички групової роботи.
  • Формувати вміння застосовувати знання на практиці.

Обладнання: газети «Фізика і медицина», тонометр, термометр, запис кардіограми, стільниковий телефон.

План уроку

  1. Вступне слово вчителя.
  2. Використання термометра (фізіологічні показання організму і показники медичного приладу).
  3. Електрокардіографія (фізіологічні показання організму і показники медичного приладу).
  4. Тонометр і його використання людиною.
  5. Ультразвукові дослідження.
  6. Підведення підсумків.

Учитель фізики. Сьогодні ми проводимо урок у формі круглого столу. В ході уроку будемо спостерігати тісний взаємозв’язок фізики і медицини, тобто практичне застосування знань двох предметів. «Фізика не тільки може, але і повинна глибоко проникати в біологію, як своїми засобами дослідження, так і властивими їй теоретичними уявленнями». Цими словами академіка Л. А. Арцимовича я і хочу почати наш урок.

Учитель біології. Фізика і медицина. наука про здоров’я, хвороби, способи їх лікування, попередження і явищах природи. В даний час обширна область дотику цих наук. Немає ні однієї області медицини, де б не застосовувалися фізичні прилади для діагностики і лікування захворювань.

Учитель фізики. Звичайно, за один урок розповісти про взаємозв’язок фізики і медицини практично неможливо, тому ми виділили всього кілька розділів і щоб наблизити цю зв’язок до життя і провели анкетування учнів 11 класів.

Питання анкети. Як часто у вас підвищується температура тіла? Що це — ознака захворювання або одноразове явище?

Результати анкети.

Учитель фізики. Хто уточнить правила користування термометром?

Медик. У багатьох випадках захворювання внутрішніх органів супроводжуються підвищенням їх температури. При захворюваннях печінки її температура піднімається на 0,8 — 2 градуси С. При злоякісних утвореннях — на 0,5 — 0,8 градуса С. Крововилив у мозок супроводжується зниженням місцевої локальної температури.

Фізик: І знову вам можуть допомогти фізичні знання. Ми знаємо і бачимо в художніх фільмах, що тіло людини — своєрідний джерело теплової енергії. Сьогодні широко використовується метод інфрачервоного телебачення, на основі якого прилад будує «теплову карту» розподілу температури по поверхні тіла людини, за допомогою якої можна знайти область підвищеної температури, а значить і вогнище захворювання.

Медик: В 1983 році радянські вчені першими в світі навчилися вивчати теплову карту роботи мозку, даваемую тепловізором, сполученим з мініатюрним датчиком. Останній дозволяв виміряти температуру до сотих часток мозку. Це дало важливу інформацію про стан кори головного мозку, що особливо важливо для нейрофізіології та діагностики ряду захворювань.

2 запитання анкети. «Як часто у вас болить серце, які методи використовувалися для постановки діагнозу?»

Медик. Електрокардіографія — це метод дослідження серцевої діяльності, в основі якого — реєстрація та наступні вивчення біопотенціалів серця.

Фізик. Я допоможу колезі. Різниця потенціалів між внутрішніми і зовнішніми поверхнями окремих клітин серцевого м’яза, підсумовуючись, утворюють результуючу різниця біопотенціалів.

Тому між серцем і іншими ділянками існує напруга (=до 100 мВ), яке реєструється за допомогою електродів, накладених у визначених місцях на поверхні тіла, там, де при роботі серця утворюється найбільша різниця потенціалів.

Медик. Найчастіше для розташування електродів використовується трикутник «права рука — ліва нога — ліва рука» серце в центрі. Отримана таким чином програма електрокардіограма (ЕКГ) являє собою складну несиметричну криву. Періодичність її пов’язана з частотою скорочень серця і знаходиться в нормі в межах 60-80 періодів в хвилину. За відхилення від еталону лікарі розпізнають виникли захворювання.

Фізик. Я розповім про ще один метод діагностики роботи серця. З курсу механік ми знаємо, що таке реактивний рух і явище реактивної віддачі. Вони засновані на законі збереження імпульсу, відповідно, з яким русі іншого тіла в зворотному напрямку. На виникнення реактивної віддачі започатковано дослідження механічних показань роботи серця, зване баллистокардиографией.

При скороченні лівого шлуночка серця і викиданні в аорту деякої маси крові, серце і тіло отримують імпульс, спрямований до ніг. Тому, якщо людину покласти на легкоподвижную платформу, то приладом можна виявити його рух у поздовжньому напрямку.

Медик. Реєстрація їх, представлена у вигляді баллистокардиаграммы, використовується в практиці для діагностики роботи серця і великих кровоносних судин.

Запитання анкети. «Яке у вас кровоносне тиск?»

Результати анкети.

Медик. Під час стиснення серця, кров виштовхується із серця в артерію, проходячи через клапани, не пускають її назад у серце. Потім воно розслаблюється і наповнюється кров’ю з вен і легенів.

Фізик. Серце працює подібно насосу, який жене кров через кровоносні судини. (Розповісти про роботу насоса по плакату). Крім цього ми знаємо, що рідина виробляє тиск, який можна виміряти за допомогою простого досвіду. Демонстрація досвіду.

Медик. Це фізичне явище говорить нам про те, що кров на посудину чинить тиск, що можна виміряти і поставити відповідний діагноз.

Виміряти тиск.

Прилад для вимірювання тиску крові складається з манжети, нагнітача і манометра. Манжету обгортають навколо руки вище ліктьового суглоба. Потім в манжету накачують повітря до тих пір, поки струм крові в головній артерії, одночасно поступово випускаючи повітря з манжетки. Коли тиск в манжеті стане менше тиску крові, лікар знову почує пульсацію крові в артерії. Це буде найбільший тиск крові, час стиснення серця. Зміна звуку покаже, що манжета більше не перешкоджає току крові, тоді знову помічають показання манометра. Це буде найменший тиск. У здорових людей кров’яний тиск 120 — 125 мм. рт. ст. на 70-75 мм. рт.ст.

Запитання анкети. “Чи Проходили ви лікування електричним струмом? У чому воно полягало?»

Результати анкети.

Фізик. У медичній практиці широко застосовують 3 методи впливу на організм високочастотного електричного струму. При першому методі використовується Джоулево тепло (закон Джоуля ми проходили в курсі фізики і знаємо, як він звучить), яке виділяється під час проходження по тканинах організму високочастотного струму (частота 1-2 мГц і сила струму 1-1,5 А) і викликає глибоке їх прогрівання. Ступінь його впливу знаходиться в прямій залежності від щільності струму на електродах і в зворотній залежності від питомої теплопровідності тканин.

Медик. Цей метод називається діатермія, ним лікують виховні захворювання м’язів, нервової периферичної системи, суглобів.

Фізик: Наступний метод, навпаки, не викликають не теплового ефекту в тканинах. Це лікування імпульсним струмом високої (= 500 кГц) частоти, малої сили, але високої напруги (кілька кіловольт).

Медик. Цей метод був запропонований французьким вченим Д. Арсонвалем і тому назвався дарсонвалізації. При дарсонвалізації використовується вплив через шкіру і доступні слизові оболонки. Слабкого високочастотного імпульсного розряду, який утворюється між поверхнею тіла і спеціальним електродом у вигляді фігурного скляного балона з розрядженим повітрям. Цим методом лікують неврози, місцеві порушення яких — або вогнищ (обморожені місця, трофічні виразки).

Фізик. Я думаю, що магнітне поле, яке утворюється навколо котушки з високочастотним струмом, теж при певних умовах сприятливо діє на організм. Котушка влаштована так, що її витки охоплюють хвору ділянку тіла. Змінне магнітне поле викликає в тканинах вихрові електричні струми, енергія яких переходить у теплоту. Розрахунки показують, що виділяється кількість теплоти пропорційно електропровідності тканини, квадрату чистоти і квадрату магнітної індукції поля.

Медик. Цим методом лікують гострі процеси: пневмонію, спайки, переломи.

Учитель фізики: З анкет видно, що деякі учні відвідували физиокабинет, проходили процедуру «гальванізація».

Фізик. Саме слово «гальванізація» говорить про те, що лікування постійним струмом невеликої сили напруги.

Медик. Цим методом борються з різного виду артритами, тобто запальними процесами в суглобах та захворюваннями периферичної нервової системи, наприклад радикулітом.

5 питання анкети. “Яке у вас зір? Чи ви Носите окуляри?»

Медик. Очей у людини має майже кулясту форму, він захищений щільною оболонкою — склери. Передня частина, склери — рогова оболонка — прозора. За роговою оболонкою розташована райдужна оболонка, яка в різних людей може мати різний колір. У райдужній оболонці є отвір — зіниця. За зіницею розташований кришталик, він оточений м’язами, прикрепляющими його до склери. Очне дно вкрите сітківкою. Склоподібне тіло розташоване за кришталиком, воно прозоро і заповнює частину очі.

Фізик. Світло, що потрапляє в око, заломлюється в рогівці, кришталику і склоподібному тілі, завдяки чого на сітківці утворюється дійсне, зменшене зображення предмета. Але у деяких людей зображення виходить не на сітківці, а ближче до кришталика. Такий недолік зору називається короткозорістю. Якщо ж зображення лежить за сітківкою, то такий недолік називається далекозорістю.

Медик. Короткозорість і далекозорість усувається застосуванням лінз. Винахід окулярів стало великим благом для людей, що мають вади зору. Так у короткозорого ока зображення виходить попереду сітківки, щоб воно перемістилося на сітківку, потрібно зменшити оптичну силу преломляющейся системи ока. Для цього застосовують розсіювальна лінзу. Оптичну силу дальнозоркого — навпаки треба збільшити, щоб зображення потрапило на сітківку. Для цього використовують збирає лінзу.

Учитель біології. Порушення зору короткозорість і далекозорість треба усувати з раннього віку, тому окуляри носити треба — це ваше здоров’я.

Люди, що мали в молодості нормальний зір, в літньому віці стають далекозорими. Це пояснюється тим, що м’язи стискають кришталик слабшають, кришталик ущільнюється, втрачає свою еластичність. Тому зображення виходить за сітківкою.

Учитель фізики. Ми з вами розглянули позитивну зв’язок фізики і медицини, почули і побачили, як закони фізики допомагають створювати нові прилади і методи лікування.

Короткий опис статті: фізика і медицина Урок проводиться у формі «круглого столу», в ході якого робота медичних приладів пояснюється законами фізики.

Джерело: Фізика і медицина. 11-й клас

Також ви можете прочитати