Vật lý + y học đã quá quen thuộc với bạn phải không?

…trong khi truyền máu cho những người châu Âu mới đến Java, tôi đã quan sát thấy rằng máu lấy từ tĩnh mạch cánh tay hầu như luôn có màu đỏ tươi nổi bật. Hiện tượng này thu hút toàn bộ sự chú ý của tôi. Julius Mayer Trong cuốn sách “Về việc bảo toàn sức mạnh”, tôi chỉ có ý định đưa ra một đánh giá quan trọng và hệ thống hóa các sự kiện vì lợi ích của các nhà sinh lý học… Hermann Helmholtz Trái tim… co bóp và giãn nở luân phiên nhau để tống ra và nhận máu, sinh ra một nhịp đập cộng hưởng trong tất cả các tĩnh mạch chiến đấu của cơ thể. Vladimir Dal

Có lẽ chưa có phương pháp nghiên cứu tính chất từ ​​của vật chất nào cung cấp thông tin phong phú như phương pháp cộng hưởng do Zavoisky phát hiện. Peter Kapitsa

Chúng ta đã học cách kết nối công nghệ và sinh học: thính giác và thị giác nhân tạo đã là định mệnh của hàng trăm nghìn người. David Eagleman

Liệu có thể hồi sinh những người đã bị đóng băng không? Aubrey de Grey

Bạn có thực sự quen thuộc với điều này?

VẬT LÝ + Y HỌC

Sự tiến bộ mạnh mẽ bất thường trong y học đang diễn ra trước mắt chúng ta, ngày càng hấp thụ những thành tựu mới nhất không chỉ của công nghệ kỹ thuật số mà còn của những khám phá vật lý cơ bản. Các phòng khám đôi khi giống nội thất trong các bộ phim khoa học viễn tưởng về các phòng thí nghiệm trong tương lai, nổi bật với sự phong phú của thiết bị chẩn đoán và điều trị cũng như “những người mặc áo khoác trắng” làm việc với nó - các nhà khoa học nghiên cứu. Chụp X quang, dao mổ laser, liệu pháp proton, siêu âm, MRI… - danh sách này ngày càng tăng lên, chỉ nhấn mạnh vai trò ngày càng tăng của khoa học đối với sự nghiệp cao cả là chữa bệnh, giữ gìn sức khỏe và kéo dài sự sống của con người. Tất cả chúng ta đều đã (và vẫn phải!) tìm đến bác sĩ bằng cách này hay cách khác. Chúng ta hãy thử xem xét lĩnh vực tương tác của chúng ta với các em từ các giai đoạn của khóa học vật lý ở trường.

Câu hỏi và bài toán

1. Tại sao khi cắt ngón tay, máu chảy ra đều, không phun trào, đúng nhịp đập $сердца?^{2.}$ Tại sao người bệnh sốt cao không dùng thuốc trước đó lại được xoa nước pha cồn chứ không phải chỉ nước?

?

3. Tại sao lọ y tế được làm nóng lại “dính” vào cơ thể $человека?^{4.}$ Ngay cả những chiếc răng khỏe mạnh cũng bắt đầu đau nhức vì kem lạnh. Tại sao vậy $объяснить?^{5.}$ Tại sao nha sĩ phải làm ấm miệng bệnh nhân trước khi khám $зеркальце?^{6.}$ Nha sĩ không khuyến khích ăn đồ quá nóng. $Почему?^{7.}$ Tại sao chúng ta rùng mình vì lạnh và xuất hiện trên da $«мурашки»?^{8.}$ Tại sao thực hiện điều trị sát trùng bằng điện - rau và trái cây được ngâm tạm thời trong tĩnh điện $поле?^{9.}$ Vì mục đích gì mà bệnh nhân ở một số phòng khám được đặt trong lồng Faraday - một cấu trúc lưới kim loại, và ngày nay nó được dùng để tạo ra cộng hưởng từ $томографа?^{10.}$ Trong quá trình phẫu thuật, bóng bàn tay của bác sĩ phẫu thuật che một phần khu vực phẫu thuật. Làm thế nào để loại bỏ sự bất tiện đó?$^{11.}$ Ý nghĩa vật lý của cụm từ: “Tia lửa rơi từ mắt” là gì?$^{12.}$ Khoảng cách nhìn tốt nhất ở người cận thị có thay đổi sau khi đeo kính được chỉ định cho họ không?

13. Xương người và nội tạng $полости?^{14.}$ sẽ trông như thế nào trên màn hình đặc biệt trong phòng chụp X-quang? Để thu được tia X dùng trong y học, dòng điện tử cần phải chạm vào một điểm trên cực âm của ống và không chiếu vào nó dưới dạng chùm tia rộng. Tại sao?

Kinh nghiệm vi mô

Thật bất tiện khi nhỏ thuốc từ chai cổ rộng. Hãy thử sử dụng “thủ thuật” cũ: nhét một que diêm bằng gỗ sạch (không có đầu) vào cổ, bẻ theo góc vuông. Bạn đã quản lý để đào nó lên? Làm thế nào để giải thích điều này?

Thật thú vị rằng…

…ít nhất ba nghìn năm trước các bộ phận cơ thể nhân tạo đã xuất hiện. Ngày nay, cổ vật lâu đời nhất được biết đến là một bàn chân giả làm bằng gỗ và da và được phát hiện trên xác ướp Ai Cập cổ đại. … bác sĩ triều đình của các vị vua Anh, William Harvey, người đã phát hiện ra sự tuần hoàn máu vào đầu thế kỷ 17, đã ví con người như một mô hình thu nhỏ của Vũ trụ. Máu, giống như các hành tinh, phải chuyển động theo một vòng tròn, ở trung tâm giống như Mặt trời, là trái tim. … Trở lại giữa thế kỷ 18, giáo sư vật lý tại Đại học Turin và Paris, Abbot Nollet, đã mô tả một trải nghiệm thú vị: khi da của người bị nhiễm điện bị tổn thương nhẹ nhất, một dòng máu nhỏ bắt đầu chảy ra từ vết thương. Người ta có thể hiểu được hiện tượng này chỉ một thế kỷ rưỡi sau, sau khi công trình của Lord Rayleigh về tính ổn định của một giọt điện tích cao chịu tác dụng của lực căng bề mặt xuất hiện. … nhiều nhà vật lý nổi tiếng đã được đào tạo thành bác sĩ. Ví dụ: một trong những người sáng tạo ra lý thuyết sóng ánh sáng, Thomas Young; Julius Mayer và Hermann Helmholtz, người đã xây dựng định luật bảo toàn năng lượng; Jean Foucault, người đã chứng minh bằng thực nghiệm sự quay của Trái đất quanh trục của nó…

…việc phát hiện ra cộng hưởng thuận từ điện tử vào năm 1944 (xem phần ngoại văn) được theo sau bởi một chuỗi khám phá về các loại cộng hưởng từ mới, giúp thu được hình ảnh ba chiều không vi phạm tính toàn vẹn của vật thể, và trở thành một trong những phương pháp chẩn đoán quan trọng nhất trong y học. … máy tạo nhịp tim nhân tạo - một thiết bị điện giúp tim đập ở tần số mong muốn - lần đầu tiên được lắp đặt cho một bệnh nhân vào năm 1958. Ngày nay, hơn một triệu máy điều hòa nhịp tim được cấy vào người trên khắp thế giới mỗi năm… canxi, nguyên tố hóa học nặng nhất được tìm thấy trong cơ thể chúng ta, chủ yếu nằm trong xương, khiến chúng có thể nhìn thấy rõ ràng trên tia X. Thông tin này cực kỳ quan trọng đối với các phi hành gia bị mất canxi trong điều kiện vi trọng lực và để phát triển tải trọng đặc biệt lên mô xương cho họ. … những thành công của vật lý nhiệt độ thấp và các công nghệ mới được tạo ra trên cơ sở của nó đã giúp kéo dài thời hạn sử dụng của các cơ quan dự định cấy ghép và đông lạnh các tế bào sinh sản. Đúng vậy, vấn đề kết tinh nước, phá vỡ cấu trúc tế bào trong quá trình đóng băng sâu hơn, vẫn chưa thể giải quyết được lời giải. … một “tai sinh học” gần đây đã được phát minh, chứa một ăng-ten được điều chỉnh theo sóng vô tuyến kết hợp với các tế bào sống. Một thiết bị như vậy không chỉ mở rộng phạm vi nghe mà còn cho phép giám sát từ xa tình trạng của các bộ phận giả.

Đọc gì trong «Kvant» về sự kết hợp giữa vật lý và y học

(xuất bản những năm gần đây)

1. “Vật lý của âm thanh” – 2018, số 12, tr. 8; 2. “Ở ngã tư tư tưởng: lịch sử khám phá cộng hưởng từ” – 2019, số 12, tr. 2; 3. “Virus”, “khẩu trang” – bảo hành ở đâu?” – 2020, số 12/11, tr. 2; 4. “Coronavirus trên một con tàu vũ trụ” – 2022, Số 2, tr. 43.

Tài liệu do A. Leonovich chuẩn bị