高中物理与医疗器械
摘要
关键词
加速器;内窥镜;传感器
正文
一、静电场中涉及的器械.
1.心脏除颤器。除颤仪是利用较强的脉冲电流通过心脏来消除心律失常,使之恢复窦性心率的一种医疗器械。该心脏除颤器的电容器电容为15μF,如果充电后电容器的电压为4.0kV,电容器在一定时间内放电至两极之间的电压为0,这次放电有多少电荷量通过人体组织?根据Q=CU,代入数据等于0.06C。
2.医用电子直线加速器。电子被加速器加速后轰击重金属靶时,会产生射线,可用于放射治疗。利用电场使带电粒子加速,利用静电力做功结合动能定理来解决分析。
某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中,质子在电场中被加速到较高动能,然后被引向轰击肿瘤,杀死细胞。已知质子加速长度为4.0m,要使质子由静止被加速到1.0x10⁵m/s,加速匀强电场的场强应是多少?应用动能定理简单,电场力F=qE,电场力做功等于质子的动能变化,qEl=1/2mv²,代入数据得到场强E=1.30x10⁵N/C.
3. 脂肪测量仪。人体含水量约为70%,水中含有钠离子、钾离子等离子存在,因此容易导电,脂肪则不容易导电。脂肪测量仪的原理就是根据人体电阻大小来判断人体脂肪所占比例。
(1).肥胖的人与消瘦的人电阻不同的主要原因是什么?肥胖的人人体脂肪含量多,而脂肪不易导电,因而肥胖的人电阻较大。
(2).激烈运动之后、沐浴之后测量数据会不准确,这可能是什么原因?激烈运动之后、沐浴之后,人体外表会附着容易导电的钠离子、钾离子等离子,使得同一人体的电阻变小,这时用脂肪测量仪得出的结论自然就不准确了。
二、光学涉及的器械。内窥镜和彩超
1.内窥镜。全反射中的光导纤维,如果把光导纤维聚集成束,使纤维在两端排列的相对位置一样,图像就可以从一端传到另一端。医学上利用这种光纤制成内窥镜,来检查人体胃、肺、气管等脏器的内部。现在医院用的大多数是电子式内窥镜:把微型摄像机送入人体,图像经过人体图像信号经过电缆传出,用计算机屏幕显示。
2.彩超。体检重要的一项就是“彩超”一项。医生通过向人体发射频率已知的超声波,超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收。测出反射波的频率变化,就能知道血流的速度。这种发发俗称“彩超”。可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变。这是多普勒效应的应用。
三、电磁波谱中的涉及的器械。红外线体温计、紫外线消毒器、X射线扫描仪。
电磁波谱按照波长从长到短的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
1. 红外体温计。所有物体都辐射红外线。人体也发射红外线,体温越高发射的红外线越强。根据这个原理制成红外体温计不与身体接触也可以测量体温。单位的刷脸打卡机每次打卡脸部识别,出现打卡人的时时脸部图像,同时出现人体此时温度,里面也装有红外体温计。
2. 紫外线消毒器。在紫光之外,波长范围为5-370nm的电磁波是紫外线,紫外线具有较高的能量,足以破坏细胞中的物质,因此,可以利用紫外线灭菌消毒。它广泛应用于医疗卫生食品加工等的消毒。
3. X射线扫描仪。X射线具有很强的穿透本领,可以用来检查人体内部器官,帮助医生判断人体组织是否发生了病变。X射线也叫伦琴射线,是德国物理学家伦琴首先发现的。伦琴在进行阴极射线实验时,意外发现了一种能穿透普通光线不能穿透的物质的新射线。
四、传感器涉及的器械。电子体温计、血糖仪。
传感器是这样一类器件或装置:它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量,并能把他们按照一定的规律转化为便于传送和处理的可用信号输出。利用温度传感器制成的电子体温计,是把非电学量温度转换成电学量,通常是电压、或者电流;利用葡萄糖生物传感器制成的血糖仪,属于二类医疗器械。热电偶温度计,敏感元件直接输出的是电学量,它同时兼为转换元件。。这种敏感元件和转换元件二者合一的传感器就包括热电偶、电压晶体等形式的传感器。
五、气体的等压变化和等容变化中涉及的一类医疗器械玻璃“拔火罐”。
这是我国传统医学的一种治疗手段。操作时,医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气,随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位,冷却后小罐便紧贴在皮肤上。妈妈走了874天了,新中国同龄人,这种思痛猝不及防泪如雨下。以此纪念写此论文。
六、原子核中涉及到“放射治疗”,碘131用于甲状腺疾病的诊断。
在医疗方面,患了癌症的病人可以接受放射治疗。为什么射线能够用于治疗癌症?一个重要原因是人体组织对射线的耐受能力是不同的,细胞分裂越快的组织,他对射线的耐受能力越弱。
人体甲状腺的工作需要碘,碘被收集后聚集在甲状腺内。给人注射碘的放射性同位素131,在颈部底部的甲状腺,被放射性示踪剂131高亮着色。有助于诊断甲状腺疾病。
结束语:写过物理与诗词,物理与交通,今天的物理与医疗器械,深入把握教材更好的引领一代又一代的国之栋梁国之希望,为祖国的更加强盛贡献毕生精力,学高为师身正为范。
参考文献:
[1]. 普通高中物理教科书 物理 必修 第二册
[2]. 普通高中物理教科书 物理 必修 第三册
[3]. 普通高中物理教科书 物理 选择性必修 第一册
[4]. 普通高中物理教科书 物理 选择性必修 第二册
[5]. 普通高中物理教科书 物理 选择性必修 第三册
...