Примерная программа наименование дисциплины «Биологическая физика» Рекомендуется для направления подготовки (специальности)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Утверждаю:

Председатель УМО вузов РФ по образованию в области зоотехнии и ветеринарии, ректор ФГОУ ВПО МГАВМиБ, академик РАСХН, профессор

____________ Ф.И. Василевич

«___» _____________2011 г.

ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА

Наименование дисциплины

«Биологическая физика»

Рекомендуется для направления подготовки (специальности)

111801 «Ветеринария»

Квалификации (степень) выпускника – «специалист»

Москва 2011

  1. Цели и задачи дисциплины.

Цель: формирование представлений, понятий, знаний о фундаментальных законах классической и современной физики и биофизики и навыков применения в профессиональной деятельности физических методов измерений и исследований.

Задачи: изучение законов механики, термодинамики, электромагнетизма, оптики и атомной физики в применении их к биологическим объектам

- овладение методами лабораторных исследований;
- выработка умений по применению законов физики в ветеринарной медицине.

  1. Место дисциплины в структуре ООП.

Физика входит в базовую часть математического и естественно-научного цикла в структуре ООП. Для изучения курса биологической физики в сельскохозяйственном вузе студент должен знать основы алгебры, геометрии, тригонометрии и биологии, знать формулировки основных физических законов, уметь производить математические выкладки при решении физических задач и быть компетентным в области чтения и построения графиков физических процессов. Предшествующими дисциплинами, на которых базируется данная дисциплина«Биологическая физика», являются: школьный курс физики и математики, высшая математика, векторная алгебра и общая биология. Курс «Биологическая физика» позволяет студентам получить углубленные знания основных физических явлений, фундаментальных законов классической и современной физики и навыки применения их в лабораторной и клинической ветеринарии.

Дисциплина является предшествующей для дисциплин: Физиология и этология животных Анатомия животных Патологическая физиология Гигиена животных Безопасность жизнедеятельности Ветеринарно-санитарная экспертиза.

  1. Требования к результатам освоения дисциплины.

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

  • использовать основные законы физики и биофизики в профессиональной деятельности;

  • осознавать сущность и значение информации в развитии современного общества; владеть основными средствами получения, хранения и переработки информации)

  • иметь навыки работы с компьютером, как средством управления информацией.

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать

-основные физические явления; фундаментальные понятия, законы и теории классической и биологической физики;

- особенности применения математических методов в биологических исследованиях,

- статистические методы обработки экспериментальных данных.

Уметь использовать математические методы и выделять конкретное физическое содержание в прикладных задачах будущей деятельности; использовать возможности вычислительной техники и програмного обеспечения современных информационных технологий; прогнозировать последствия своей профессиональной деятельности с точки зрения биосферных процессов; осваивать самостоятельно новые разделы фундаментальных наук, используя достигнутый уровень знаний.

Владеть математическими методами анализа, информационными технологиями, физическими способами воздействия на биологические объекты, физико-химическими и биологическими методами анализа, приемами мониторинга обменных процессов в организме, методами работы с современной научной аппаратурой при проведении физико-биологических исследований.

4. Объем дисциплины и виды работы.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы.

Виды учебной работы

Всего часов/
зачетных единиц

Семестры

2

Аудиторные занятия (всего)

54

54

В том числе:

Лекции

24

24

Практические занятия (ПЗ)

4

4

Семинары(С)

Не предусмотрены

Лабораторные работы (ЛР)

26

26

Самостоятельная работа (всего)

54

54

Втом числе:

Курсовой проект

Не предусмотрен

Расчетно-графические работы

Не предусмотрены

Рефераты (подготовка и защита)

+

+

Другие виды самостоятельной работы:

Подготовка к ЛР и защите ЛР

+

+

Подготовка к ПЗ

+

+

Подготовка к зачету и экзамену

+

+

Вид промежуточной аттестации:

экзамен

экзамен

Общая трудоемкость(часы):

108

108

Зачетные единицы

3

3

  1. Содержание дисциплины

    1. Содержание разделов дисциплины.

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

1

Механика, гемодинамика, акустика

Кинематика и динамика материальной точки .

Механическое движение.. Система отсчета. Векторы перемещения, скорости и ускорения. Скорость и ускорение, как производные по времени радиуса-вектора. Обобщение понятия скорости (скорости химических реакций, переноса тепла и др.).Понятие о градиенте физической величины. Нормальное, тангенциальное и полное ускорения при криволинейном движении.

Законы Ньютона в инерциальных системах отсчета. Уравнения движения свободной материальной точки. Закон сохранения импульса.

Работа переменной силы. Вычисление работы упругой силы. Кинетическая и потенциальная энергии. Мощность и к.п.д. двигательного аппарата животных. Закон сохранения энергии в механике.

Вращательное движение твердого тела. Вращение твердого тела относительно неподвижной оси. Угловая скорость и угловое ускорение. Связь их с линейными скоростями и ускорениями в векторном виде.

Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела. Момент инерции. Моменты инерции некоторых тел правильной геометрической формы. Моменты инерции конечностей в локомоторном аппарате животных. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса.

Механические колебания. Колебательные движения в биологических объектах (колебание сердечной мышцы, крыльев птиц, колебательные процессы в клетке и пр.).

Линейный гармонический осциллятор. Уравнение и графики смещения, скорости и ускорения при гармонических колебаниях. Пружинный мятник. Энергия гармонического осциллятора. Действие вибраций на организм животных и на их продуктивность.

Затухающие и вынужденные колебания. Резонанс и резонансные кривые. Резонансные явления в биологических системах.

2

3

4

Молекулярная физика и термодинамика биологических процессов

Электрические явления в биологических процессах

Оптические и квантовые явления в биофизике

Физические основы гемодинамики. Гидродинамика идеальной жидкости. Стационарный поток. Уравнение неразрывности потока. Уравнение Бернулли и следствия из него. Статическое и динамическое давления в потоке, методы их измерения.

Гидродинамика вязкой жидкости. Формула Ньютона. Коэффициент вязкости и методы его измерения на основе законов Стокса и Пуазейля. Закон Стокса в технологии молочных продуктов и при лабораторно-клинических исследованиях крови.

Механика сердечно-сосудистой системы. Физические свойства крови. Кровь, как неньютоновская жидкость. Вычисление работы сердца. Физическая модель сосудистой системы. Перераспределение энергии в эластичных стенках кровеносных сосудов и значение этого явления для кровообращения. Пульсовая волна. Гидростатическое давление крови. Физические основы методов измерения артериального давления.

Физические основы акустики. Волны в упругих средах. Уравнение волны. Перенос энергии волной. Интенсивность волны.

Природа звука. Источники звука, высота, тембр и интенсивность. Звуковое давление. Спектральный состав звука. Акустические методы в ветеринарной клинике (перкуссия, аускультация).

Психофизический закон Вебера-Фехнера. Уровень интенсивности звука. Бел и децибел. Громкость звука и единицы ее измерения. Пороги звукового ощущения у человека и некоторых животных. Шумомеры. Шум, как стресс-фактор, его влияние на живой организм и на продуктивность сельскохозяйственных животных. Борьба с шумом при интенсивном ведении животноводства и птицеводства. Физические основы звукоизлучательного и слухового аппаратов у животных.

Биофизика инфразвука. Инфразвук и его свойства. Действие инфразвука на животных (разрыв кровеносных сосудов при большой интенсивности, изменение частоты альфа-ритма мозга, действие на вестибулярный аппарат и пр.). источники инфразвука в природе и при промышленном ведении животноводства.

Биофизика ультразвука. Ультразвук, методы его получения и регистрации ( пьезоэлектрический и магнитострикционный). Физические свойства ультразвука. Взаимодействие ультразвука с веществом. Отражение звуковой волны на границе раздела двух сред. Понятие об акустическом сопротивлении среды. Ультразвук в мире животных. Использование ультразвука в ветеринарной хирургии, терапии и диагностике. Понятие о диагностике, основанной на эффекте Доплера.

Основы молекулярно-кинетической теории. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газа. Следствия из него. Распределения энергии молекул по степеням свободы. Внутренняя энергия идеального газа. Распределения числа молекул газа по скоростям. Средняя длина свободного пробега молекул газа. Явление переноса: диффузия, теплопроводность, внутреннее трение. Законы Фика и Фурье. Явления переноса в биологических системах: диффузионные процессы в легких, в клеточных мембранах; диффузия газов в почве. Виды теплообмена в живых организмах. Физические основы терморегуляции организма. Теплопроводность и конвекция в сельском хозяйстве (теплопроводность почвы, конвекционные потоки воздуха в животноводческих помещениях и др.)

Реальные газы. Учет размеров молекул и сил притяжения между ними в реальных газах. Уравнение Ван дер Ваальса. Анализ изотерм Ван дер Ваальса. Насыщающие пары и их свойства. Сжижение газов, их хранение и применение в ветеринарии (искуственное осеменение, консервация вирусов и др.). Влажность и методы ее определения. Понятие о микроклимате и его значение в промышленном животноводстве.

Молекулярные явления в жидкостях. Поверхностный слой в жидкостях. Коэффициент поверхностного натяжения и методы его измерения. Капиллярные явления. Формула Борелли-Жюрена. Капиллярные яаления в биологических процессах и в сельком хозяйстве.

Физические основы термодинамики. Термодинамические параметры и процессы. Теплота и работа. Первое начало термодинамики. Работа газа в изопроцессах. Теплоемкости идеального газа. Уравнение Майера. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона.

Обратимые и необратимые процессы. Второе начало термодинамикиЦикл Карно и его к.п.д.Тепловые машины и холодильные установки в сельском хозяйстве (холодильные камеры, камеры созревания мясных туш и пр.). Понятие энтропии. Закон неубывания энтропии. Статистический характер второго начала термодинамики.

Основы термодинамики биологических процессов. Понятике об открытых термодинамических системах. Живой организм, как открытая термодинамическая система. Первое начало термодинамики в биологии. Превращение энергии в биологических системах и энергетический баланс живого организма. Теплопродукция. Аккумулирование энергии в молекулах АТФ. Перенос тепла в живых организмах.

Электростатика. Электростатическое поле (СЭП), его напряженность. Поток напряженности, теорема Гаусса. Работа по перемещению электрического заряда в СЭП. Потенциал. Напряженность поля, как градиент потенциала.

Проводники в СЭП. Электростатическая защита. Заземление электроустановок. Электростатические явления в элеваторах при перевозке горючих жидкостей и т. п. Борьба с этими явлениями и их использование.

Диэлектрики в СЭП. Поляризация диэлектриков, виды поляризация. Диэлектрическая проницаемость. Диэлектрические свойства тканей организма и изменение их при патологии.

Электроемкость. Электроемкость проводника. Конденсаторы. Электроемкость клеточных мембран. Энергия СЭП.

Законы постоянного тока. Электронная теория тока в металлах. Закон Ома в дифференциальном виде. Мост Уитстона. Потенциометры. Тепловое действие тока. Электронагревательные устройства в промышленном животноводстве и птицеводстве (электробрудеры, водонагреватели и пр.)

Электрические явления в биологических системах. Механизм образования биопотенциалов. Биопотенциалы покоя и действия. Измерение биопотенциалов. Физические основы электрокардиографии. Электрические органы рыб.

Магнитное поле тока в вакууме. Опыты Эрстеда и Ампера. Магнитная индукция. Силовые линии ПМП. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямого тока, кругового тока и бесконечного длинного соленоида.. Вихревой характер магнитного поля.

Действие ПМП на проводник с током. Закон Ампера. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в ПМП. Мнемонические правила.

Магнитное поле в веществе. Орбитальный магнитный момент атома. Намагничивание вещества. Напряженность ПМП. Относительная магнитная проницаемость. Три типа магнетиков.

Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея по электромагнитной индукции. Закон Фарадея и правило Ленца. Самоиндукция и индуктивность контура. Энергия магнитного поля в катушке. Плотность энергии магнитного поля.

Электромагнитные колебания и волны. Колебательный контур Томсона. Формула Томсона для периода колебаний контура. Электромагнитная волна. Законы Максвелла(формулировка) и их опытные обоснования. Перенос энергии волной. Вектор Умова-Пойнтинга.

Геометрическая оптика. Отражение и преломление света. Полное отражение и использование этого явления в оптических приборах. Световоды и применение волоконной оптики в ветеринарной диагностике и хирургии.Рефрактометры и их применение в ветеринарной лабораторной практике. Микроскоп. Оптическая схема. Увеличение и разрешающая способность. Иммерсия и ее физическое обоснование.

Основы фотометрии.Энергетические фотометрические величины и единицы их измерения. Кривая видности (спектральной световой эффективности). Световые фотометрические величины и единицы их измерения. Системы энергетических фотометрических величин для ультрафиолетовой части спектра

Волновая оптика. Интерференция света и способы ее наблюдения (опыты Юнга, Френеля, кольца Ньютона. Интерференция в тонких пленках). Дифракция света.Дифракционная решетка. Определение длины волны света дифракционной решеткой.

Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Поляризация света при отражении и преломлении. Законы Малюса и Брюстера. Двойное лучепреломление. Призма Николя и поляроиды. Вращение плоскости поляризации оптически активными веществами. Поляриметры и их применение в ветеринарной лабораторной практике.

Дисперсия света. Спектры и их типы, спектральные закономерности. Спекральный анализ. Поглощение света. Законы Бугера и Бера. Метод колориметрии. Фотоэлектрический колориметр. Видимый свет, как один из факторов микроклимата при интенсивном ведении животноводства.

Ультрафиолетовое и инфракрасное излучения, их свойства и методы наблюдения. Бактерицидные и эритемные лампы. Биологическое действие ультрафиолетовой части спектра и механизм этого действия. Применение УФ излучения для санации воздушной среды в птичниках, профилактики и диагностики, ветеринарно-санитарной экспертизы и пр.

Тепловое излучение. Природа теплового излучения. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа. Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела. Законы Стефана-Больцмана и Вина. Тепловое излучение тела животных.

Квантовый механизм излучения света. Формула Планка. Фотоэффект. Квантовый механизм поглощения света. Фотоны. Корпускулярно-волновой дуализм света. Понятие о фотохимических реакциях. Фотобиологические реакции. Биофизика зрительного восприятия.

Строение атома. Планетарная модель атома . Теория Бора. Строение электронных оболочек атома. Энергетические диаграммы. Объяснение спектральных закономерностей. Спин электрона. Принцип Паули. Волновые свойства электрона. Формула де Бройля. Дифракция электронов. Принцип работы электронного микроскопа и применение его в биологических исследованиях. Понятие об уравнении Шредингера.

Люминесценция. Различные виды люминесценции. Фотолюминесценция твердых и жидких тел. Правило Стокса. Закон Вавилова. Квантовый механизм люминесценции. Биолюминесценция. Люминесцентный анализ в ветсанэкспертизе.

Рентгеновское излучение. Получение рентгеновского излучения и его свойства. Спектр рентгеновского излучения. Квантовый механизм возникновения характеристического рентгеновского излучения.. Рентгенодиагностика и рентгенотерапия. Биологическое действие рентгеновского излучения.

Оптические квантовые генераторы (лазеры). Спонтанное и вынужденное излучения, создаваемые электронами, находящимися на возбужденных квантовых уровнях. Твердотельные и газовые лазеры. Физические и биологические свойства лазерного излучения. Лазерное излучение в биологических исследованиях , в медицине и ветеринарии.

Физика атомного ядра. Состав и характеристики атомного ядра. Нуклоны. Энергия связи Нуклонов в ядре. Явление радиоактивности. Закон радиоактивного распада. Альфа, бета и гамма- излучения. Их свойства. Биологическое действие ионизирующих излучений. Законы сохранения в физике элементарных частиц.

  1. Примерная программа наименование дисциплины «Биологическая физика» Рекомендуется для направления подготовки (специальности) (2)

    Примерная программа
    Физика входит в базовую часть математического и естественно-научного цикла в структуре ООП. Для изучения курса биологической физики в сельскохозяйственном вузе студент должен знать основы алгебры, геометрии, тригонометрии и биологии,
  2. Примерная программа наименование дисциплины «Биологическая химия» Рекомендуется для направления подготовки (специальности) (1)

    Примерная программа
    1. Цели и задачи дисциплины. Основная цель дисциплины «Биологическая химия» в подготовке ветеринарного врача по специальности «Ветеринария» состоит в том, чтобы дать студентам теоретические, методологические и практические знания,
  3. Примерная программа наименование дисциплины «Биологическая химия» Рекомендуется для направления подготовки (специальности) (2)

    Примерная программа
    1. Цели и задачи дисциплины. Основная цель дисциплины «Биологическая химия» в подготовке ветеринарного врача по специальности «Ветеринария» состоит в том, чтобы дать студентам теоретические, методологические и практические знания,
  4. Примерная программа наименование дисциплины микробиология, вирусология рекомендуется для направлений подготовки специальности: 060103 Педиатрия

    Примерная программа
    Цель – освоение студентами теоретических основ и закономерностей взаимодействия микро- и макроорганизма, практических навыков по методам профилактики,
  5. Примерная программа наименование дисциплины «Ветеринарная радиобиология» Рекомендуется для направления подготовки (специальности) (1)

    Примерная программа
    Цель дисциплины «Ветеринарная радиобиология» – дать студентам теоретические знания, освоить методы и приобрести практические навыки необходимые для организации и проведения радиологического контроля в сфере агропромышленного комплекса,
  6. Примерная программа наименование дисциплины «Ветеринарная радиобиология» Рекомендуется для направления подготовки (специальности) (2)

    Примерная программа
    Цель дисциплины «Ветеринарная радиобиология» – дать студентам теоретические знания, освоить методы и приобрести практические навыки необходимые для организации и проведения радиологического контроля в сфере агропромышленного комплекса,
  7. Примерная программа наименование дисциплины латинский язык рекомендуется для направления подготовки (специальности)

    Примерная программа
    Цель учебной дисциплины Латинский язык на фармацевтическом факультете состоит в оснащении студента практическими навыками, позволяющими ему успешно преодолевать терминологические трудности международной греко-латинской терминологии
  8. Примерная программа наименование дисциплины «Патологическая физиология» Рекомендуется для направления подготовки (специальности) 111801 Ветеринария

    Примерная программа
    Цель изучения дисциплины - сформировать мировоззрение ветеринарного врача, развить логическое мышление при анализе структурных изменений в больном организме с учетом этиологии и патогенеза.
  9. Примерная программа наименование дисциплины микробиология, вирусология рекомендуется для направлений подготовки специальности: 060101 Лечебное дело

    Примерная программа
    формирование у студентов общих представлений о строении и функционировании микробов как живых систем, их роли в экологии и способах деконтаминации, включая основы дезинфектологии и техники стерилизации;

Другие похожие документы..