2018-01-08
641
Результат измерений массы человека – случайная величина!
И из лекций по математической статистике ясно, что сделать с этими данными.
Если бы обследуемый человек согласился, чтобы круглые сутки чрезвычайно много раз Вы измеряли его массу, то у Вас после всех измерений появилась генеральная совокупность масс этого пациента.
Генеральная совокупность неизвестна, поэтому придется ограничиться выборкой. Но выборка уже известна! Совокупность измеренных величин фактически и является выборкой.
В выражении
X = X0 ± ΔX.
за величину X0 принимается среднее по генеральной совокупности:
X0 = Xген,
а Xген можно оценить как среднее по выборке:
X0 = Xген ≈ Xвыб.
В нашем примере
8) Мы уже знаем, как определить интервал ΔX, в который попадет значение Xген с приемлемой для нас доверительной вероятностью в случае небольшого числа измерений (N<30):
где t(p,k) – коэффициент Стьюдента для заданных доверительной вероятности p и числа степеней свободы k = N-1.
Значение критерия Стьюдента для N опытов
|
|
|
10) Вязкое трение – трение при наличии смазки. Смазку обычно используют, чтобы уменьшить трение и интенсивность изнашивания, а также избавиться от некоторых нежелательных особенностей, присущих сухому трению.
Вопрос№11
Уравнение Пуазейля:
Объем жидкости, переносимый за единицу времени через цилиндрические трубы радиусом R:
- уравнение Пуазейля для цилиндрического капилляра.
Характер течения жидкостей:
• Ламинарное – спокойное, упорядоченное, слоистое
• Турбулентное – вихревое, беспорядочное, сопровождающееся шумами
Вопрос№12: Гармонические колебания
- такие колебания, при математическом описании которых зависимость от времени выражается с помощью функции синус или косинус
- закон смещения колеблющейся точки
ПРИМЕР: колебания шарика, подвешенного на нити
Периодическими движениями называется повторяющееся движение, у которого каждый цикл в точности воспроизводит любой другой цикл.Характеристики:
Продолжительность одного цикла называется периодом(- минимальное время Т, через которое вид колебания повторяется) Амплитуда колебаний: А – максимальное отклонение от положения равновесия. Частота колебаний:- число колебаний в единицу времени
13,14
15. Аудиометрия – диагностика слуха
Закон вебера-фехнера для слуха:Г = K(υ) · lg (I / I0),где K - коэффициент (зависящий от частоты); а I0 – порог слышимости на частоте 1 кГц.
Звук - механические волны, воспринимаемые на слух. Физические характеристики:
Частота колебаний - это число колебаний в единицу времени (Гц)
Интенсивность - энергия, переносимая волной за единицу времени через единичную площадку (Вт/м2).
|
|
|
В простейшем звуке колебания происходят по закону синуса – и он называется чистым тоном.
Сложный звук состоит из простейших звуков, называемых гармониками. О таком представлении говорят, как о спектре звука.
Физические свойства звука влияют на его физиологические характеристики.
Минимальная слышимая интенсивность звука – это порог слышимости; при меньших интенсивностях громкость= 0.
Максимальная слышимая интенсивность звука – это болевой порог.
Диапазон слышимых человеком звуков по частоте - от 20 Гц до 20 кГц.
16. Электрический ток -упорядоченное движение заряженных частиц под действием сил электрического поля или сторонних сил. За направление тока выбрано направление движения положительно заряженных частиц.
Электрический ток называют постоянным, если сила тока и его направление не меняются с течением времени.
Закон Ома: Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению: I = U / R. Для замкнутой цепи: I= ε /(R+r); r – внутреннее сопротивление источника, ε – электродвижущая сила источника тока.
Закон Джоуля-Ленца - количество теплоты, которое выделяется в проводнике с током, пропорционально квадрату силы тока, времени его прохождения и сопротивлению проводника: Q=I2Rt
Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание электрического тока сопровождается переносом вещества. Носителями свободных зарядов в электролитах являются положительно и отрицательно заряженные ионы.
Основными представителями электролитов, широко используемыми в технике, являются водные растворы неорганических кислот, солей и оснований. Прохождение электрического тока через электролит сопровождается выделением веществ на электродах. Это явление получило название электролиза (рис.9.10).
Электрический ток в электролитах представляет собой перемещение ионов обоих знаков в противоположных направлениях. Положительные ионы движутся к отрицательному электроду (катоду), отрицательные ионы – к положительному электроду (аноду). Ионы обоих знаков появляются в водных растворах солей, кислот и щелочей в результате расщепления части нейтральных молекул. Это явление называется электролитической диссоциацией.
Закон электролиза был экспериментально установлен английским физиком М. Фарадеем в 1833 году.
Первый закон Фарадея определяет количества первичных продуктов, выделяющихся на электродах при электролизе: масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду q, прошедшему через электролит:
m = kq = kIt,
где k – электрохимический эквивалент вещества:
F = eNA = 96485 Кл / моль. – постоянная Фарадея.
Второй закон Фарадея электрохимические эквиваленты различных веществ относятся их химические эквиваленты:
Объединенный закон Фарадея для электролиза
Электролитические процессы классифицируются следующим образом:
получение неорганических веществ (водорода, кислорода, хлора, щелочей и т.д.);
получение металлов (литий, натрий, калий, бериллий, магний, цинк, алюминий, медь и т.д.);
очистка металлов (медь, серебро,…);
получение металлических сплавов;
получение гальванических покрытий;
обработка поверхностей металлов (азотирование, борирование, электрополировка, очистка);
получение органических веществ;
электродиализ и обессоливание воды;
нанесение пленок при помощи электрофореза.
Практическое применение электролиза
Электрохимические процессы широко применяются в различных областях современной техники, в аналитической химии, биохимии и т. д. В химической промышленности электролизом получают хлор и фтор, щелочи, хлораты и перхлораты, надсерную кислоту и персульфаты, химически чистые водород и кислород и т. д. При этом одни вещества получают путем восстановления на катоде (альдегиды, парааминофенол и др.), другие электроокислением на аноде (хлораты, перхлораты, перманганат калия и др.).
|
|
|
Электролиз в гидрометаллургии является одной из стадий переработки металлсодержащего сырья, обеспечивающей получение товарных металлов. Электролиз может осуществляться с растворимыми анодами – процесс электрорафинирования или с нерастворимыми – процесс электроэкстракции. Главной задачей при электрорафинировании металлов является обеспечения необходимой чистоты катодного металла при приемлемых энергетических расходах. В цветной металлургии электролиз используется для извлечения металлов из руд и их очистки.
Электролизом расплавленных сред получают алюминий, магний, титан, цирконий, уран, бериллий и др. Для рафинирования (очистки) металла электролизом из него отливают пластины и помещают их в качестве анодов 1 в электролизер 3 (рис.9.11). При пропускании тока металл, подлежащий очистке 1, подвергается анодному растворению, т. е. переходит в раствор в виде катионов. Затем эти катионы металла разряжаются на катоде 2, благодаря чему образуется компактный осадок уже чистого металла. Примеси, находящиеся в аноде, либо остаются нерастворимыми 4, либо переходят в электролит и удаляются.
Гальванотехника – область прикладной электрохимии, занимающаяся процессами нанесения металлических покрытий на поверхность как металлических, так и неметаллических изделий при прохождении постоянного электрического тока через растворы их солей. Гальванотехника подразделяется на гальваностегиюи гальванопластику.
Гальваностегия (от греч.покрывать) – это электроосаждение на поверхность металла другого металла, который прочно связывается (сцепляется) с покрываемым металлом (предметом), служащим катодом электролизера (рис. 9.12).
Способом гальваностегии можно покрыть деталь тонким слоем золота или серебра, хрома или никеля. С помощью электролиза можно наносить тончайшие металлические покрытия на различных металлических поверхностях. При таком способе нанесения покрытий, деталь используют в качестве катода, помещенного в раствор соли того металла, покрытие из которого необходимо получить. В качестве анода используется пластинка из того же металла.
|
|
|
Рекомендуем просмотреть демонстрацию "Гальванопластика".
Гальванопластика – получение путем электролиза точных, легко отделяемых металлических копий значительной толщины с различных как неметаллических, так и металлических предметов, называемых матрицами
С помощью гальванопластики изготовляют бюсты, статуи и т. д. Гальванопластика используется для нанесения сравнительно толстых металлических покрытий на другие металлы (например, образование "накладного" слоя никеля, серебра, золота и т. д.).
Переме́нный ток, AC (англ. alternatingcurrent — переменный ток) — электрический ток, который периодически изменяется по модулю и направлению
Импеданс - ИМПЕДАНС (обозначение Z), характеристика элемента ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ, который препятствует протеканию тока. В цепи постоянного тока импеданс равен СОПРОТИВЛЕНИЮ (R). В цепи переменного тока, содержащей ЕМКОСТЬ или индуктивность, необходимо учитывать также и реактивное сопротивления (X), в соответствии с формулой Z2 = R2 + X2. Все эти величины измеряются в ОМАХ.
Импеданс – основные понятия.
При прохождении через ткани переменного тока, изменяющегося по
гармоническому закону
I(t) =I0 cosωt,
падение напряжения на биологической ткани изменяется по закону
U (t)=Uo⋅cos (ωt+ϕ).
Величиной, определяющей соотношение между напряжением и силой
переменного тока, является импеданс - полное электрическое сопротивление
цепи переменному току.
Для биологического объекта импеданс носит составной (комплексный)
характер Z=(R,X). Его активная составляющая R связана, в первую очередь, с
проводимостью внутренних жидких сред, являющихся электролитами.
Различные процессы в тканях, сопровождающиеся необратимыми потерями
энергии, также дают вклад в величину активной составляющей импеданса.
Реактивная компонента X определяется емкостными свойствами
исследуемой ткани, в частности, емкостью биологических мембран. Кроме
того, в емкостную составляющую импеданса дает вклад и область контакта
стимулирующих электродов с биологическими тканями.
Импеданс биологических тканей, медицинские приложения.
Оценка состояния биологической ткани для целей трансплантации.
При трансплантации тканей одним из важных условий успешного проведения операции является хорошая сохранность клеток пересаживаемой ткани. Временной фактор определяет жизнеспособность пересаживаемой ткани. Если пересадка осуществляется через значительное время после забора трансплантата, то даже при соблюдении специальных условий хранения в клетках могут произойти необратимые изменения. В первую очередь это касается клеточных мембран. Объективно оценить состояние мембран клеток позволяе метод, основанныйй на измерении электрического импеданса исследуемой ткани.
Применение метода измерения импеданса в
медицине и биологии
В настоящее время метод измерения импеданса довольно широко
применяется в медицине и биологии. Достоинство данного метода заклю-
чается в том, что используемые напряжения (менее 50 мВ) не вносят суще-
ственных изменений в физико-химические процессы, протекающие в био-
логических объектах, и, тем более, не повреждают их.
Метод нашел широкое применение при изучении процессов, проте-
кающих в живых тканях при изменении их физиологического состояния,
при патологических состояниях, при действии повреждающих факторов:
температуры, излучения, ультразвука и т.д.
При патологических процессах в тканях происходит изменение их
электрических свойств: увеличивается проницаемость мембран и, как
следствие, увеличиваются ионные потоки и, следовательно, ослабляетсяимпеданс изменяется с изменением частоты
тока, на котором проводится измерение: при увеличении частоты реактив-
ная составляющая импеданса уменьшается. Зависимость импеданса от частоты тока называется дисперсией импеданса
Геометрическая оптика рассматривает излучение как тонкие пучки света – лучи, в однородной среде распространяющиеся прямолинейно.
