Wydział Biologii i Biotechnologii

Kierunek: Biologia medyczna

Nazwa przedmiotu: Fizyka i Biofizyka

Koordynator przedmiotu:     dr Monika Pietrzak

Regulamin Pracowni Studenckich Katedry Fizyki i Biofizyki

Harmonogram ćwiczeń (rok 2017/18)

sala 121

Spis tematów ćwiczeń

M2. Promieniowanie jonizujące. Wyznaczanie liniowego i masowego współczynnika pochłaniania promieniowania gamma dla różnych materiałów (instrukcja do pobrania, instrukcja również w skrypcie).

M3. Aktywność elektryczna serca. Elektrokardiografia (instrukcja do pobrania).

M5. Podstawy biofizyki zmysłu słuchu. Badanie progu pobudliwości ucha ludzkiego (instrukcja do pobrania).

M6. Fizyczne podstawy stosowania ultradźwięków w medycynie. Ultrasonografia (instrukcja do pobrania).

M9. Skręcalność optyczna roztworów. Pomiar stężenia substancji optycznie czynnych za pomocą polarymetru. Wyznaczanie stężenia roztworów metodą refraktometryczną (instrukcja do pobrania - refraktometr,  instrukcja do pobrania "Pomiar stężenia substancji optycznie czynnych za pomocą polarymetru").

M10. Wyznaczanie zmian termodynamicznych funkcji stanu. Wyznaczanie zmiany entropii układu. Wyznaczanie zmiany entalpii soli w procesie rozpuszczania.

M13. Model oka. Wyznaczanie zdolności skupiającej soczewek za pomocą ławy optycznej (instrukcja do pobrania).

13. Pomiar współczynnika napięcia powierzchniowego metodą rurek włoskowatych (instrukcja w skrypcie).

14. Pomiar współczynnika napięcia powierzchniowego za pomocą stalagmometru (instrukcja w skrypcie).

15. Pomiar współczynnika lepkości za pomocą wiskozymetru Ostwalda (instrukcja w skrypcie).

16. Wyznaczanie bezwzględnego współczynnika lepkości metodą Stokesa (instrukcja w skrypcie).

M8.Zjawisko absorpcji i emisji światła w analityce. Pomiar widm absorpcji i stężenia ryboflawiny w roztworach wodnych za pomocą spektrofotometru.

68. Wyznaczanie stężenia roztworów koloidalnych metodą nefelometryczną.

 

 

Zagadnienia do ćwiczeń z biofizyki

15/16 Pomiar współczynnika lepkości za pomocą wiskozymetru Ostwalda. Wyznaczanie bezwzględnego współczynnika lepkości metodą Stokesa.

• Oddziaływania międzycząsteczkowe. Siły Van der Waalsa.

• Zjawisko lepkości. Równanie Newtona dla płynięcia cieczy.

• Przepływy laminarne i turbulentne. Równanie ciągłości strugi. Prawo Bernoulliego.

• Współczynniki lepkości.

• Równanie Poiseuille’a. Ciecze newtonowskie i nienewtonowskie.

• Metody wyznaczania współczynników lepkości.

• Lepkość krwi. Przepływ krwi. Opory naczyniowe.

13/14 Pomiar współczynnika napięcia powierzchniowego metodą rurek włoskowatych. Pomiar współczynnika napięcia powierzchniowego za pomocą stalagmometru.

• Oddziaływania międzycząsteczkowe. Siły Van der Waalsa.

• Zjawisko napięcia powierzchniowego. Współczynnik napięcia powierzchniowego.

• Zjawisko włoskowatości. Powstawanie menisków.

• Metody wyznaczania współczynników napięcia powierzchniowego.

M10 Wyznaczanie zmian termodynamicznych funkcji stanu. Wyznaczanie zmiany entropii układu. Wyznaczanie zmiany entalpii soli w procesie rozpuszczania.

• Pierwsza zasada termodynamiki. Pojęcia: energia wewnętrzna, ciepło, temperatura.

• Zjawisko topnienia. Ciepło topnienia.

• Druga zasada termodynamiki.

• Entropia jako termodynamiczna funkcja stanu. Zmiany entropii dla przypadku z ćwiczenia.

• Przemiana izobaryczna. Pierwsza zasada termodynamiki dla przemiany izobarycznej.

• Entalpia jako termodynamiczna funkcja stanu.

• Proces rozpuszczania.

• Bilans cieplny. Rozpisać bilans dla przypadku z ćwiczenia.

M9 Skręcalność optyczna roztworów. Pomiar stężenia substancji optycznie czynnych za pomocą polarymetru. Wyznaczanie stężenia roztworów metodą refraktometryczną.

• Falowa i kwantowa teoria światła.

• Zjawiska odbicia i złamania światła. Współczynniki załamania światła.

• Całkowite wewnętrzne odbicie.

• Zjawisko polaryzacji. Metody polaryzacji światła.

• Przejście światła przez pryzmat Nikola.

• Substancje optycznie czynne. Wyznaczanie stężeń substancji optycznie czynnych za pomocą polarymetru.

M2 Promieniowanie jonizujące. Wyznaczanie liniowego i masowego współczynnika pochłaniania promieniowania gamma dla różnych materiałów.

• Budowa jądra atomowego. Defekt masy.

• Rodzaje promieniowania jonizującego. Powstawanie promieniowania α, β, γ.

• Prawo rozpadu promieniotwórczego. Czas połowicznego zaniku.

• Zmiana natężenia promieniowania po przejściu przez substancję. Współczynniki osłabienia.

• Jednostki promieniowania jonizującego dotyczące aktywności źródeł, dawki, równoważnika dawki.

M3. Aktywność elektryczna serca. Elektrokardiografia.

• Podstawowe prawa przepływu prądu elektrycznego.

• Podstawy elektrodynamiki.

• Czynność elektryczna serca: mechanizm powstawania potencjału spoczynkowego i czynnościowego, układ bodźcotwórczo-przewodzący, mechanizmy biofizyczne powstawania i przewodzenia pobudzenia w sercu, wektor elektryczny serca.

• Elektrokardiografia: metody rejestracji, elektrokardiogram.

M5. Podstawy biofizyki zmysłu słuchu. Badanie progu pobudliwości ucha ludzkiego.

• Drgania mechaniczne.

• Fala mechaniczna – powstawanie, mechanizm rozchodzenia się, własności, równanie fali harmonicznej.

• Interferencja fal, fala stojąca.

• Fala akustyczna jako przykład fali mechanicznej, własności fali akustycznej, równanie fali akustycznej, krzywe izofoniczne.

• Zjawisko rezonansu.

• Prawo Webera-Fechnera.

• Efekt Dopplera.

• Budowa ucha i zasada odbierania wrażeń słuchowych, próg słyszalności, próg bólu

• Audiometria obiektywna i subiektywna.

• Cechy dźwięku, poziom natężenia dźwięku.

M6. Fizyczne podstawy stosowania ultradźwięków w medycynie. Ultrasonografia.

• Fala mechaniczna – powstawanie, mechanizm rozchodzenia się, własności, równanie fali harmonicznej.

• Fala akustyczna, ultradźwięki. Wykorzystanie ultradźwięków w diagnostyce i terapii.

• Zjawisko odbicia i załamania fal jako istota obrazowania ultrasonograficznego – współczynnik odbicia, współczynnik przenikania, impedancja akustyczna.

• Zjawiska mające wpływ na interpretację obrazu usg: rozproszenie fali, interferencja, tłumienie fal akustycznych.

• Zjawiska wykorzystywane do otrzymywania ultradźwięków w aparaturze usg.

• Typy prezentacji usg: A, B, M.

• Rozdzielczość w obrazowaniu usg: rozdzielczość przestrzenna, czasowa i dynamika kontrastu.

• Efekt Dopplera i jego wykorzystanie w diagnostyce usg.

M13. Wyznaczanie zdolności skupiającej soczewek za pomocą ławy optycznej. Model oka.

 

• Falowa teoria światła.

• Zjawiska załamania i odbicie. Prawa rządzące tymi zjawiskami.

• Współczynniki załamania światła

• Powstawanie obrazów w soczewkach. Konstrukcje.

• Równania soczewki.

• Podstawowe elementy w układzie optycznym oka.

• Fizyczne podstawy powstawania  wrażeń wzrokowych

• Wady wzroku i metody korekcji.

M8. Zjawisko absorpcji i emisji światła w analityce. Pomiar widm absorpcji i stężenia ryboflawiny w roztworach wodnych za pomocą spektrofotometru.

• Kwantowa teoria światła.

• Struktura energetyczna cząsteczki.

• Zjawisko absorpcji. Prawo Lamberta Beera.

• Wielkości służące do ilościowego opisu zjawiska absorpcji.

• Zjawisko fluorescencji. Prawa związane z tym zjawiskiem.

• Wielkości służące do ilościowego opisu zjawiska fluorescencji.

• Widma absorpcji i fluorescencji.

• Wykorzystanie metod spektroskopowych w analizie ilościowej i jakościowej.

68. Wyznaczanie stężenia roztworów koloidalnych metodą nefelometryczną.

• Falowa teoria światła.

• Oddziaływanie fali elektromagnetycznej z materią.

• Prawo Rayleigha.

• Nefelometria.

• Turbidymetria.