Физика - Каплун С. В. - Страница 43

Во врачебной практике применяют и высокочастотные электромагнитные колебания.

При диатермии осуществляется прогрев тканей организма с помощью высокочастотного тока (высокочастотный ток – это такой ток, когда значение силы тока меняется очень быстро; это явление еще называют колебаниями тока).

При индуктотермии соответствующий участок тела больного помещается внутрь катушки, по которой пропускается высокочастотний ток. (Эта катушка с током называется соленоид.) Таким образом осуществляется прогревание тканей.

В физиотерапии довольно широко применяют и бесконтактные методы, например терапию высокочастотным электрическим полем.

Специальные глазные электромагниты помогают врачу-офтальмологу вытащить из глаза железные стружки, которые могли попасть в него во время работы. Электромагнит состоит из большого числа витков толстой проволоки, по которому пропускается ток большого напряжения, и сердечника – тонкого стального стержня, закрепленного в центре катушки.

При включении тока глаз пациента должен быть размещен напротив стержня. Таким способом извлекают инородное тело из глаза.

Сейчас в медицине применяют специальные электромагнитные аппараты, позволяющие получать информацию о состоянии различных органов человека. Например, так же как электрокардиограмму, врачи-диагностики могут снимать и магнитограмму с помощью специального прибора – магнитометра.

Регистрация магнитных полей позволяет проследить за кровообращением, за биохимическими процессами в клетках, определить количество железа в легких рабочих, работающих в сталелитейной промышленности, и т. д.

Кардиограмма

При проведении некоторых хирургических операций применяют не обычный наркоз, а электроанестезию. Обезболивания достигают, воздействуя на мозг (точнее, на те его структуры, которые отвечают за болевые реакции) безвредными импульсами электрического тока. Максимальная сила тока при этом достигает 0,3 А, но меняется этот ток очень быстро – его частота составляет 400—1500 Гц. (Напомним, что когда какое-то колебание осуществляется с частотой, например, в 1 Гц, то это означает, что за 1 секунду осуществляется 1 колебание. При частоте 100 Гц за 1 секунду происходит 100 колебаний и т. д.)

Во время лечения электросном на человека с помощью определенной программы действуют электрические импульсы, которые вызывают торможение нервных клеток, и организм переходит в состояние сна.

Приведенные здесь примеры применения электромагнитных приборов в лечении – это только, так сказать, вершина айсберга, потому что современную медицину даже представить себе невозможно без использования таких приборов.

VII. Оптика

Из истории оптики: начало

К каждому из нас представления об окружающем мире и событиях в нем приходят через зрение. Мы видим – и это подарок природы! Мы видим мир цветным, в отличие от многих других живых существ, и это тоже является прекрасным проявлением особенностей нашего организма. Но мы еще и мыслим, спрашиваем у природы: «Почему?» Человеку всегда было интересно, как он видит, что такое свет, как он распространяется в пространстве.

Первые представления о природе света возникли еще до новой эры. Античные мыслители пытались понять сущность световых явлении, основываясь на зрительных ощущениях. Древние индусы считали, что глаз имеет «огненную природу». Греческий философ и математик Пифагор (582–500 гг. до н. э.) и его школа считали, что зрительные ощущения возникают благодаря тому, что из глаз к предметам исходят «горячие испарения».

В своем дальнейшем развитии эти взгляды получили более четкую форму в теории зрительных лучей, которая была развита Евклидом (300 г. до н. э.). Согласно этой теории, зрение обусловлено тем, что из глаз вытекают «зрительные лучи», которые ощупывают своими концами тела и создают зрительные ощущения.

Пифагор

Евклид является основоположником учения о прямолинейном распространении света. Применив к изучению света математику, он установил законы отражения света от зеркал. Следует отметить, что для построения геометрической теории отражения света от зеркал не имеет значения природа происхождения света, а важно лишь свойство его прямолинейного распространения. Открытые Евклидом закономерности сохранились в современной геометрической оптике. Евклиду было знакомо и преломление света.

Евклид

Кстати, само слово «оптика» имеет греческое происхождение и означает «видимый», тот, что воспринимается через зрение.

В более поздние времена аналогичные воззрения развивал Птоломей (70—147 гг. н. э.). Он уделял большое внимание изучению явлений преломления света. В частности, Птоломей проводил большое число измерений углов падения и преломления, но закона не установил. Он заметил, что положение светил на небе меняется вследствие преломления света в атмосфере.

Кроме Евклида, действие вогнутых зеркал знали и другие древние ученые. Например, Архимеду приписывают сожжение неприятельского флота при помощи системы вогнутых зеркал, которыми он собирал солнечные лучи и направлял на римские корабли.

Сжигание вражеского флота с помощью системы зеркал

Значительный шаг вперед сделал Эмпедокл (492–432 гг. до н. э.), который считал, что от светящихся тел идут вытекания к глазам, а из глаз выходят встречные вытекания в направлении тел. При встрече этих вытеканий возникают зрительные ощущения.

Знаменитый греческий философ, основатель атомистики, Демокрит (460–370 гг. до н. э.) полностью отвергал представление о зрительных лучах. Согласно взглядам Демокрита, зрение обусловлено падением на поверхность глаза мелких атомов, идущих от предметов. Аналогичных взглядов позже придерживался и Эпикур (341–270 гг. до н. э.).

Решающим противником «теории зрительных лучей» был знаменитый греческий философ Аристотель, который считал, что причина зрительных ощущений лежит вне человеческого глаза. Аристотель сделал попытку дать объяснение цветам как следствию смешения света и темноты.

Интересно отметить, что линзы появились еще в давние времена. Кусок горного хрусталя в форме линзы был найден в развалинах Ниневии. Аристофан (V в. до н. э.) был знаком с применением линз в качестве поджигающего стекла.

Следует отметить, что взгляды древних мыслителей в основном базировались на простейших наблюдениях явлений природы. Античная физика не имела под собой необходимого фундамента в виде экспериментальных исследований, поэтому учение древних мыслителей о природе света носит умозрительный характер. Но хотя эти взгляды в основном являются гениальными догадками, они, безусловно, оказали большое влияние на дальнейшее развитие оптики.