Ćwiczenia laboratoryjne
Wydział Nauk Medycznych
Kierunek: Lekarski
Nazwa przedmiotu: Biofizyka
Spis tematów ćwiczeń
M2. Promieniowanie jonizujące. Wyznaczanie liniowego i masowego współczynnika pochłaniania promieniowania gamma dla różnych materiałów.
M3. Aktywność elektryczna serca. Elektrokardiografia.
M4. Przepływ laminarny i turbulentny. Wyznaczanie granicznej wartości liczby Reynoldsa. Pomiar współczynnika lepkości cieczy.
M5. Podstawy biofizyki zmysłu słuchu. Badanie progu pobudliwości ucha ludzkiego.
M6. Fizyczne podstawy stosowania ultradźwięków w medycynie. Ultrasonografia.
M7. Modelowanie właściwości elektrycznych obiektów biologicznych. Badanie szeregowego układu elementów RLC.
M8. Zjawisko absorpcji i emisji światła w analityce. Pomiar widm absorpcji i stężenia ryboflawiny w roztworach wodnych za pomocą spektrofotometru. Wyznaczanie stężeń substancji w roztworze metodą fluorescencyjną.
M9. Skręcalność optyczna roztworów. Pomiar stężenia substancji optycznie czynnych za pomocą polarymetru. Wyznaczanie stężenia roztworów metodą refraktometryczną
M10. Wyznaczanie zmian termodynamicznych funkcji stanu. Wyznaczanie zmiany entropii układu. Wyznaczanie zmiany entalpii soli w procesie rozpuszczania.
M13. Wyznaczanie zdolności skupiającej soczewek za pomocą ławy optycznej. Model oka.
Zagadnienia do ćwiczeń
M2. Promieniowanie jonizujące. Wyznaczanie liniowego i masowego współczynnika pochłaniania promieniowania gamma dla różnych materiałów.
Budowa jądra atomowego.
Defekt masy, energie wiązania jądra.
Rodzaje promieniowania jonizującego. Powstawanie i właściwości cząstek α, β.
Powstawanie promieniowania γ.
Prawo rozpadu promieniotwórczego. Czas połowicznego zaniku.
Zmiana natężenia promieniowania po przejściu przez substancję. Prawo pochłaniania promieniowania γ. Współczynniki osłabienia.
Jednostki promieniowania jonizującego dotyczące aktywności źródeł, dawki, równoważnika dawki.
Biologiczne skutki działania promieniowania jonizującego.
Zjawiska związane z oddziaływaniem promieniowania jonizującego z materią.
UWAGA - opis ćwiczenia znajduje się w przewodniku do ćwiczeń: R. Drabent, Z. Machholc, J. Siódmiak, Z. Wieczorek. Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki.
Szczegółowa instrukcja do pobrania
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.
Szczegółowa instrukcja do pobrania (EKG)
Szczegółowa instrukcja do pobrania (pomiar ciśnienia)
M4. Przepływ laminarny i turbulentny. Wyznaczanie granicznej wartości liczby Reynoldsa. Pomiar współczynnika lepkości cieczy.
Oddziaływania międzycząsteczkowe.
Ciecze idealne i rzeczywiste. Zjawisko lepkości.
Równanie ciągłości strugi i równanie Bernoulliego.
Przepływ laminarny i turbulentny.
Współczynniki lepkości.
Równanie Poiseuille’a. Opór przepływu.
Liczba Reynoldsa. Graniczna liczba Reynoldsa.
Przepływ krwi. Lepkość krwi.
UWAGA - opis ćwiczenia znajduje się w przewodniku do ćwiczeń: R. Drabent, Z. Machholc, J. Siódmiak, Z. Wieczorek. Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki.
Szczegółowa instrukcja do pobrania "Wyznaczanie granicznej wartości liczby Reynoldsa"
Szczegółowa instrukcja do pobrania "Pomiar współczynnika lepkości cieczy"
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.
Szczegółowa instrukcja do pobrania
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.
Szczegółowa instrukcja do pobrania
M7. Modelowanie właściwości elektrycznych obiektów biologicznych. Badanie szeregowego układu elementów RLC.
Podstawy elektrodynamiki.
Prąd, prawa dotyczące przepływu prądu.
Prąd stały, prąd przemienny.
Modelowanie podstawowych struktur biologicznych, model elektryczny błony komórkowej.
Cewka indukcyjna w obwodzie prądu stałego i przemiennego.
Kondensator w obwodzie prądu przemiennego.
Zawada obwodu. Rezonans w obwodzie RLC.
UWAGA - opis ćwiczenia znajduje się w przewodniku do ćwiczeń: R. Drabent, Z. Machholc, J. Siódmiak, Z. Wieczorek. Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki.
Szczegółowa instrukcja do pobrania
M8. Zjawisko absorpcji i emisji światła w analityce. Pomiar widm absorpcji i stężenia ryboflawiny w roztworach wodnych za pomocą spektrofotometru. Wyznaczanie stężeń substancji w roztworze metodą fluorescencyjną.
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.
UWAGA - opis ćwiczenia znajduje się w przewodniku do ćwiczeń: R. Drabent, Z. Machholc, J. Siódmiak, Z. Wieczorek. Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki.
Ćwiczenie należy wykonać według zaleceń prowadzącego, korzystając z instrukcji stanowiskowej.
M9. Skręcalność optyczna roztworów. Pomiar stężenia substancji optycznie czynnych za pomocą polarymetru. Wyznaczanie stężenia roztworów metodą refraktometryczną
Falowa teoria światła.
Zjawisko polaryzacji. Metody polaryzowania światła.
Polaryzatory. Pryzmat Nicola. Zjawiska zachodzące podczas przejścia światła przez pryzmat.
Substancje optycznie czynne.
Skręcenie płaszczyzny polaryzacji. Skręcalność właściwa.
UWAGA - opis ćwiczenia znajduje się w przewodniku do ćwiczeń: R. Drabent, Z. Machholc, J. Siódmiak, Z. Wieczorek. Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki.
Szczegółowa instrukcja do pobrania "Wyznaczanie stężenia roztworów metodą refraktometryczną"
M10. Wyznaczanie zmian termodynamicznych funkcji stanu. Wyznaczanie zmiany entropii układu. Wyznaczanie zmiany entalpii soli w procesie rozpuszczania.
Podstawy biotermodynamiki.
Układ termodynamiczny. Opis stanu układu termodynamicznego.
Zasady termodynamiki.
Energia wewnętrzna, entalpia i entropia jako termodynamiczne funkcje stanu.
Bilans cieplny. Pojęcie ciepła i temperatury.
Proces topnienia. Ciepło topnienia.
Proces rozpuszczania. Ciepło rozpuszczania.
UWAGA - opis ćwiczenia "Wyznaczanie zmiany entropii układu" znajduje się w przewodniku do ćwiczeń: R. Drabent, Z. Machholc, J. Siódmiak, Z. Wieczorek. Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki.
Szczegółowa instrukcja do pobrania "Wyznaczanie zmiany entalpii soli w procesie rozpuszczania"
Szczegółowa instrukcja do pobrania "Wyznaczanie zmiany entropii układu"
Szacowanie niepewności M10 Wyznaczanie zmiany entalpii soli w procesie rozpuszczania"
Szacowanie niepewności M10 "Wyznaczanie zmiany entropii układu"
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.