МОСКВА 2005 Во­прос 1. Ана­то­мия как нау­ка

Кварки

В 1964 г. Гелл-Манн и независимо от него Цвейг выдвинули гипотезу, подтвержденную дальнейшими исследованиями, что все элементарные частицы, участвующие в сильном взаимодействии (их относят к классу адронов) построены из трех более фундаментальных частиц, которые по предположению Гелл-Манна были названы кварками (Цвейг их назвал тузами). Три сорта кварков были обозначены буквами u (от англ. up – вверх), d (от англ. down – вниз), s(от англ. strange – странный). Предполагается, что кварки имеют дробный электрический заряд, равный е/3, т.е. меньше заряда е, который раньше считался элементарным (минимальным). Позднее были установлены еще три кварка: очарованный с, красивый или прелестный b и истинный t кварк. Этим 6 кваркам соответствует 6 антикварков.

В заключение отметим, что за последние 25-30 лет в физике элементарных частиц произошли революционные открытия, которые приближают к созданию теории Великого объединения – теории, которая объединит 4 типа взаимодействия (сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное) в одно взаимодействие с единой природой всех сил. В настоящее время уже создана теория, в которой электромагнитное и слабое взаимодействия объединены в единое электрослабое взаимодействие. Создание теории Великого объединения является главной проблемой современной физики.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ ПО ФИЗИКЕ, ЧАСТЬ IV

1. Основные положения молекулярно-кинетической теории (1.1).

2. Уравнение состояния идеального газа (1.2).

3. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа (1.3).

4. Молекулярно-кинетическое толкование термодинамической температуры. Средняя квадратичная скорость (1.4).

5. Барометрическая формула. Распределение Больцмана (1.5).

6. Закон Максвелла о распределении молекул идеального газа по скоростям (1.6, 1.6.1).

7. Вероятная, средняя арифметическая и средняя квадратичная скорости (1.6.1, 1.4).

8. распределение молекул по кинетическим энергиям. Распределение Максвелла-Больцмана (1.6.1, 1.7).

9. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул (1.8).

10. Явление переноса. Диффузия (3, 3.1).

11. Явление переноса. Теплопроводность (3, 3.2).

12. Явление переноса. Внутреннее трение (вязкость) (3, 3.2).

13. Физические основы термодинамики. Термодинамические системы. Равновесные состояния и равновесные процессы (4.1).

14. Внутренняя энергия идеального газа. Число степеней сводобы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы (4.2).

15. Работа и теплота. Первое начало термодинамики (4.3, 4.4).

16. Работа газа при изменении его объема. Теплоемкость (4.5, 4.6).

17. Применение ПНТ к изохорическому и изобарическому процессам (4.7.1, 4.7.2).

18. Применение ПНТ к изотермическому и адиабатическому процессам (4.7.3, 4.7.4).

19. Круговые процессы (циклы) (4.8).

20. Цикл Карно (4.9).

21. Энтропия в термодинамике (4.10.1).

22. Энтропия с кинетической точки зрения. Третье начало термодинамики (4.10.2).

23. Энтропия в равновесной статистической физике. Второе начало термодинамики (4.10.3, 4.11).

24. Силы и потенциальная энергия межмолекулярных взаимодействий (6.1).

25. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса (6.2).

26. Изотермы Ван-дер-Ваальса (6.3).

27. Фазы и фазовые переходы (6.4).

28. Фазовые диаграммы. Тройная точка (6.5).

29. Кристаллическая решетка. Виды связей между частицами решетки (7.1).

30. Элементы квантовой статистики (7.2).

31. Фермионы, распределение Ферми-Дирака (7.3, 7.3.1).

32. Бозоны, распределение Бозе-Эйнштейна (7.3, 7.3.2).

33. Понятие о вырождении системы частиц (7.4).

34. Классическая теория теплоемкости кристаллов. Закон Дюлонга и Пти (8.1).

35. Понятие о квантовой теории теплоемкости Эйнштейна и Дебая (8.2).

36. Теплоемкость электронного газа в металлах (8.3).

37. Классическая электронная теория электропроводности металлов (9.1).

38. Понятие о квантовой теории электропроводности металлов (9.2).

39. Элементы зонной теории кристаллов (9.3).

40. Деление кристаллов на диэлектрики, металлы и полупроводники (9.4).

41. Собственная проводимость полупроводников (9.5).

42. Примесные полупроводники (9.6.1, 9.6.2).

43. p-n-переход (9.7).

44. Понятие о сверхпроводимости (9.8).

45. Строение атомных ядер (11.1).

46. Дефект массы и энергия связи ядра (11.2).

47. Ядерные силы и их свойства (11.3).

48. Радиоактивность (11.4).

49. Закон радиоактивного распада (11.5).

50. Ядерные реакции (11.6).

51. Элементарные частицы, взаимопревращаемость частиц (12, 12.1).

52. Классификация элементарных частиц (12.2).

53. Античастицы (12.3).

54. Кварки. Проблемы современной физики (12.4).

При написании конспекта лекций использовались известные учебники по физике, изданные в период с 1923 г. (Хвольсон О.Д. «Курс физики») до наших дней (Детлаф А.А., Яворский Б.М., Савельев И.В., Сивухин Д.В., Трофимова Т.И., Суханов А.Д., и др.)

[SK1]

[SK2]

/. По­ня­тие и ме­тод ана­то­мии

2. Связь ана­то­мии с дру­ги­ми нау­ка­ми

3. Дис­ци­п­ли­ны, вхо­дя­щие в со­став ана­то­мии

4. Струк­ту­ра сис­те­ма­ти­че­ской ана­то­мии

5. Ос­нов­ные тер­ми­ны

1. Ана­то­мия че­ло­ве­ка — нау­ка, изу­чаю­щая строе­ние и фор­му че­ло­ве­че­ско­го те­ла и его ор­га­нов в свя­зи с их функ­ци­ей и раз­ви­ти­ем.

Она ис­сле­ду­ет ста­нов­ле­ние че­ло­ве­ка в его ис­то­ри­че­ском раз­ви­тии в про­цес­се эво­лю­ции жи­вот­ных, ис­поль­зуя срав­ни­тель­но-ана­то­ми­че­ский ме­тод.

2. С ана­то­ми­ей тес­но свя­за­ны дру­гие мор­фо­ло­ги­че­ские пау­ки:

• ци­то­ло­гия;

• гис­то­ло­гия — нау­ка о тка­нях;

• эм­брио­ло­гия, ко­то­рая изу­ча­ет про­цес­сы об­ра­зо­ва­ния по­ло­вых кле­ток, оп­ло­до­тво­ре­ние, за­ро­ды­ше­вое раз­ви­тие ор­га­низ­мов.

3. Ана­то­мия че­ло­ве­ка вклю­ча­ет сле­дую­щие ча­ст­ные дис­ци­п­ли­ны:

• нор­маль­ную ана­то­мию, изу­чаю­щую строе­ние здо­ро­во­го че­ло­ве­ка и его ор­га­ны;

• па­то­ло­ги­че­скую ана­то­мию - мор­фо­ло­гию боль­но­го че­ло­ве­ка;

• то­по­гра­фи­че­скую ана­то­мию - нау­ку о ме­сто­на­хо­ж­де­нии лю­бо­го ор­га­на в че­ло­ве­че­ском те­ле;

• ди­на­ми­че­скую ана­то­мию, изу­чаю­щую дви­га­тель­ный ап­па­рат с функ­цио­наль­ных по­зи­ций, что име­ет зна­че­ние для пра­виль­но­го фи­зи­че­ско­го раз­ви­тия че­ло­ве­ка.

4. В со­став сис­те­ма­ти­че­ской ана­то­мии вхо­дят:

• ос­тео­ло­гия — уче­ние о кос­тях, со­став­ляю­щих ске­лет;

• арт­ро-син­дес­мо­ло­гия — о со­еди­не­нии кос­тей и сус­та­вов;

• мио­ло­гия — о мыш­цах ске­ле­та;

• спланх­но­ло­гия — о внут­рен­но­стях;

• ан­гио­ло­гия — о со­су­ди­стой сис­те­ме;

• кар­дио­ло­гия — о серд­це;

• нев­ро­ло­гия — о нерв­ной сис­те­ме;

• эн­док­ри­но­ло­гия — об ор­га­нах внут­рен­ней сек­ре­ции;

• эс­те­зио­ло­гия — об ор­га­нах чувств.

5. Че­ло­век {Homo sapiens) от­но­сит­ся к ти­пу хор­до­вых {Chordata), под­ти­пу по­зво­ноч­ных {Vertebrata), клас­су мле­ко­пи­таю­щих {Mammalia), и вме­сте с выс­ши­ми обезь­я­на­ми со­став­ля­ет от­ряд при­ма­тов {Primates),

Те­ло че­ло­ве­ка по­строе­но по ти­пу дву­бо­ко­вой сим­мет­рии - де­лит­ся сре­дин­ной плос­ко­стью на две сим­мет­рич­ные по­ло­ви­ны. Ос­нов­ные тер­ми­ны, ис­поль­зуе­мые при рас­смот­ре­нии раз­лич­ных ор­га­нов те­ла че­ло­ве­ку.

• плос­кость, де­ля­щая те­ло в вер­ти­каль­ном на­прав­ле­нии на две сим­мет­рич­ные по­ло­ви­ны, на­зы­ва­ет­ся сре­дин­ной;

• плос­ко­сти, па­рал­лель­ные сре­дин­ной - са­гит­таль­ны­ми;

• плос­кость, пер­пен­ди­ку­ляр­ная сре­дин­ной, - фрон­таль­ной;

• по­пе­реч­ные {го­ри­зон­таль­ные) плос­ко­сти пер­пен­ди­ку­ляр­ны сре­дин­ной и фрон­таль­ной плос­ко­стям;

• тер­мин "ме­ди­аль­но" обо­зна­ча­ет часть те­ла бли­же к сре­дин­ной плос­ко­сти;

• "ла­те­раль­но" — даль­ше от нее.

Во­прос 2. Кос­ти ту­ло­ви­ща (Ossa trunci)

1. Строе­ние ту­ло­ви­ща

2. Груд­ная клет­ка

3. По­зво­ноч­ный столб и клас­си­фи­ка­ция по­звон­ков

4. Штан­ные по­звон­ки

5. Лож­ные по­звон­ки

1. К кос­тям ту­ло­ви­ща, Ossa trunci, при­над­ле­жат:

• реб­ра, costae,

• гру­ди­на, sternum;

• по­звон­ки, vertebrae.

2. Груд­ную клет­ку, thorax, об­ра­зу­ют груд­ной от­дел по­зво­ноч­но­го стол­ба, реб­ра и гру­ди­на.

Груд­ная клет­ка име­ет фор­му усе­чен­но­го ко­ну­са, об­ра­щен­но­го ши­ро­ким ос­но­ва­ни­ем кни­зу, а усе­чен­ной вер­хуш­кой - квер­ху. В груд­ной клет­ке раз­ли­ча­ют­ся:

• пе­ред­няя стен­ка — ко­ро­че ос­таль­ных сте­нок, об­ра­зу­ет­ся гру­ди­ной и хря­ща­ми ре­бер;

• зад­няя стен­ка — длин­нее пе­ред­ней, об­ра­зо­ва­на груд­ны­ми по­звон­ка­ми и уча­ст­ка­ми ре­бер от го­ло­вок до уг­лов; ее на­прав­ле­ние поч­ти вер­ти­каль­но;

• бо­ко­вые стен­ки — длин­нее пе­ред­ней и зад­ней, об­ра­зо­ва­ны те­ла­ми ре­бер и в за­ви­си­мо­сти от ин­ди­ви­ду­аль­но­сти бы­ва­ют бо­лее или ме­нее вы­пук­лы;

• верх­нее и ниж­нее от­вер­стия.

Реб­ра, costae, — уз­кие, раз­лич­ной дли­ны изо­гну­тые ко­ст­ные пла­стин­ки, чис­лом 12 пар, сим­мет­рич­но рас­по­ла­га­ют­ся по бо­кам груд­но­го от­де­ла по­зво­ноч­но­го стол­ба. Со­став­ные час­ти ка­ж­до­го реб­ра:

• бо­лее длин­ная ко­ст­ная часть реб­ра, os costale; име­ет го­лов­ку, шей­ку, те­ло;

• ко­рот­кая хря­ще­вая — ре­бер­ный хрящ, cartilago costalis;

• два кон­ца — пе­ред­ний, или гру­дин­ный, и зад­ний, или по­зво­ноч­ный.

Гру­ди­на, sternum, — не­пар­ная кость уд­ли­нен­ной фор­мы с пе­ред­ней не­сколь­ко вы­пук­лой по­верх­но­стью и зад­ней со­от­вет­ст­вен­но во­гну­той.

Гру­ди­на за­ни­ма­ет от­дел пе­ред­ней стен­ки груд­ной клет­ки. На ней раз­ли­ча­ют:

• ру­ко­ят­ку;

• те­ло;

• ме­че­вид­ный от­рос­ток.

Все эти три час­ти со­еди­ня­ют­ся ме­ж­ду со­бой хря­ще­вы­ми про­слой­ка­ми, ко­то­рые с воз­рас­том око­сте­не­ва­ют.

Про­стран­ст­ва, ог­ра­ни­чен­ные свер­ху и сни­зу дву­мя со­сед­ни­ми реб­ра­ми, спе­ре­ди — бо­ко­вым кра­ем гру­ди­ны и сза­ди — по­звон­ка­ми, на­зы­ва­ют меж­ре­беръ­я­ми, spatia intercostalia; они за­пол­ня­ют­ся связ­ка­ми, меж­ре­бер­ны­ми мыш­ца­ми и мем­бра­на­ми.

По­лость груд­ной клет­ки, cavum thoracis, ог­ра­ни­чен­ная стен­ка­ми, име­ет два от­вер­стия — верх­нее и ниж­нее. Верх­няя апер­ту­ра груд­ной клет­ки, apertura thoracis superior, мень­ше ниж­ней, ог­ра­ни­че­на спе­ре­ди верх­ним кра­ем ру­ко­ят­ки, с бо­ков - пер­вы­ми реб­ра­ми и сза­ди - те­лом I груд­но­го по­звон­ка.

Ниж­няя апер­ту­ра груд­ной клет­ки, apertura thoracis inferior, ог­ра­ни­чи­ва­ет­ся спе­ре­ди ме­че­вид­ным от­ро­ст­ком и об­ра­зо­ван­ной хря­ще­вы­ми кон­ца­ми лож­ных ре­бер ре­бер­ной ду­гой, arcus costalis; с бо­ков — сво­бод­ны­ми кон­ца­ми XI и XII ре­бер и ниж­ни­ми края­ми XI и XII ре­бер; сза­ди - те­лом XII груд­но­го по­звон­ка.

Ре­бер­ная ду­га, arcus costalis, у ме­че­вид­но­го от­ро­ст­ка об­ра­зу­ет от­кры­тый кни­зу под­гру­дин­ный угол, angulus infrastemalis.

3. По­звон­ки, vertebrae, чис­лом 33—34, в ви­де на­ла­гаю­щих­ся друг на дру­га ко­лец скла­ды­ва­ют­ся в од­ну ко­лон­ну — по­зво­ноч­ный столб, columna vertebralis.

По­зво­ноч­ный столб под­раз­де­ля­ют на сле­дую­щие от­де­лы:

• шей­ную часть, pars cervicalis;

• груд­ную часть, pars thoracica;

• по­яс­нич­ную часть, pars lumbalis;

• кре­ст­цо­вую часть, pars sacralis;

• коп­чи­ко­вую часть, pars coccygea.

В со­от­вет­ст­вии с этим по­звон­ки де­лят:

- на шей­ные по­звон­ки, vertebrae cervicales (7);

- груд­ные по­звон­ки, vertebrae thoracicae (12);

- по­яс­нич­ные по­звон­ки, vertebrae lumbales (5);

- кре­ст­цо­вые по­звон­ки, vertebrae sacrales (5);

- коп­чи­ко­вые по­звон­ки, vertebrae coccygeae (4 или 5).

Час­ти по­зво­ноч­но­го стол­ба взрос­ло­го че­ло­ве­ка об­ра­зу­ют в са­гит­таль­ной плос­ко­сти че­ты­ре ис­крив­ле­ния, curvaturae — шей­ное, груд­ное, по­яс­нич­ное (брюш­ное) и кре­ст­цо­вое (та­зо­вое). При этом шей­ное и по­яс­нич­ное ис­крив­ле­ния вы­пук­ло­стью об­ра­ще­ны кпе­ре­ди, лор­доз, lordosis (греч.); груд­ное и та­зо­вое — кза­ди, ки­фоз, kyphosis (греч.).

Все по­звон­ки по­зво­ноч­но­го стол­ба, кро­ме то­го, де­лят на две груп­пы:

• ис­тин­ные по­звон­ки;

• лож­ные по­звон­ки.

По­зво­нок, vertebra, име­ет:

• те­ло, corpus vertebrae, — пред­став­ля­ет пе­ред­нюю, утол­щен­ную, часть по­звон­ка. Те­ла по­звон­ков со­еди­не­ны ме­ж­ду со­бой с по­мо­щью меж­по­зво­ноч­ных дис­ков и об­ра­зу­ют весь­ма гиб­кую ко­лон­ну — по­зво­ноч­ный столб;

• ду­гу, arcus vertebrae, — ог­ра­ни­чи­ва­ет сза­ди и с бо­ков по­зво­ноч­ное от­вер­стие, foramen vertebrate, рас­по­ла­га­ясь од­но над дру­гим, от­вер­стия об­ра­зу­ют по­зво­ноч­ный ка­нал, canalis vertebralis, в ко­то­ром за­ле­га­ет спин­ной мозг;

• от­ро­ст­ки.

Дата добавления: 2014-01-11