Sprawozdanie z ćwiczenia z biofizyki
Temat: Pomiary za pomocą mikroskopu projekcyjnego
Wykonujący: 1. Anna Gmerek 2. Dorota Oskwarek 3. Jakub Łodziato			Wydział Lekarsko-Stomatologiczny Rok I Semestr I
Prowadzący: dr Hanna Domek
Grupa i podgrupa	Data wykonania ćwiczenia	Data oddania ćwiczenia		Ocena	Podpis
L2	13.01.2009 r.	19.01.2009 r.

1. Podstawy teoretyczne

 Mikroskop to jeden z najważniejszych wynalazków wszech czasów. Przed jego skonstruowaniem nasze wyobrażenie o świecie ograniczało się do tego, co można było zobaczyć gołym okiem lub za pomocą prostych soczewek skupiających. Mikroskop otworzył przed ludzkim wzrokiem zupełnie nową rzeczywistość. Człowiek ujrzał po raz pierwszy setki "nowych", drobnych zwierzątek i roślin oraz wewnętrzną strukturę wszystkiego, od tkanek ludzkich po włókna roślinne. Do dnia dzisiejszego mikroskopy pomagają naukowcom odkrywać nowe gatunki roślin i zwierząt, a lekarzom leczyć choroby. Pierwsze mikroskopy wyprodukowano w Holandii u schyłku XVI wieku. Wynalazcą tego urządzenia mógł być holenderski okulista, Zacharias Jansen, lub też jego rodak - Hans Lippershey. Obaj skonstruowali nieskomplikowane mikroskopy o dwóch soczewkach, nie udało im się jednak za pomocą tych przyrządów zaobserwować niczego interesującego. Nieco później mikroskopów zaczęto używać do celów naukowych. Najpierw uczynił to włoski naukowiec - Galileusz. Oglądając przez mikroskop oko owada, dał nam pierwszy opis jego złożonej budowy. Innym prekursorem w tej dziedzinie był holenderski sukiennik, Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723), który sam się nauczył trudnej sztuki szlifowania soczewek. Opisał on po raz pierwszy wiele mikroskopijnych organizmów, niewidzialnych gołym okiem.

Mikroskop optyczny to urządzenie do silnego powiększania obrazu, wykorzystujące do generowania tego obrazu światło przechodzące przez specjalny układ optyczny składający się zazwyczaj z zestawu kilku-kilkunastu soczewek optycznych

Mikroskop optyczny może wykorzystywać zwykłe światło dzienne, dostarczane do układu optycznego przez specjalne lusterko, lub wykorzystywać sztuczne światło, którego źródło znajduje się zazwyczaj pod analizowaną próbką. Mikroskopy ze sztucznym źródłem światła bywają nazywane mikroskopami świetlnymi, większość profesjonalnych mikroskopów optycznych posiada jednak współcześnie możliwość pracy z użyciem światła naturalnego i sztucznego. Światło może padać na oglądany obiekt z góry - mówi się wtedy o odbiciowym mikroskopie optycznym. Światło może też padać na badany obiekt z dołu i przechodzić przez niego, co wymaga jednak aby obiekt był półprzezroczysty.

Mikroskopy optyczne są stosowane do obserwacji małych obiektów w wielu naukach. W biologii są stosowane np.: do obserwacji drobnoustrojów i budowy tkanek. W chemii i fizyce są stosowane do obserwacji np.: przemian krystalicznych. W geologii są stosowane do obserwacji budowy skał.

Mikroskopy optyczne mogą korzystać, ze zwykłego, niespolaryzowanego światła, lub korzystać ze światła spolaryzowanego. W tym drugim przypadku mówi się o polaryzacyjnym mikroskopie optycznym. Posługiwanie się światłem spolaryzowanym umożliwia obserwację wzrostu i zanikania kryształów i ciekłych kryształów.Niektóre mikroskopy optyczne korzystają też ze światła monochromatycznego. Są one często stosowane do obserwacji obiektów w zakresie poza-widzialnym (np.: w podczerwieni lub ultrafiolecie).W tradycyjnych mikroskopach optycznych obserwuje się obiekty przez specjalny okular, do którego przykłada się bezpośrednio oko. W wielu współczesnych mikroskopach optycznych stosuje się obserwację obrazów za pomocą specjalnych kamer i monitorów. Można też podłączać je za pomocą kamer i aparatów cyfrowych do komputerów.

Fizyczną granicą maksymalnego powiększenia obrazu w mikroskopie optycznym jest precyzja wykonania soczewek. Najlepsze mikroskopy optyczne, działające na spolaryzowane światło ultrafioletowe osiągają maksymalne powiększenie do ok. 3500x. Mikroskopy działające na zwykłe światło osiągają maksymalne powiększenia rzędu 1500x.

Mikroskop projekcyjny umożliwia demonstrowanie obrazów mikroskopowych większej liczbie osób jednocześnie. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu specjalnego okularu projekcyjnego. Powiększenie mikroskopu można wyznaczyć kilkoma sposobami. Jedną z najprostszych metod jest wyznaczenie powiększenia za pomocą mikroskopu projekcyjnego. Obraz skali wzorcowej jest rzutowany na ekran, a powiększenie wyznaczane z definicji jako stosunek wielkości obrazu do wielkości przedmiotu. Znając powiększenie całego układu można, rzutując na ekran obraz mikroskopowy oglądanego preparatu i mierząc go, wyznaczyć wielkość rzeczywistą mikroobiektu. W praktyce laboratoryjnej do pomiaru wielkości badanych obiektów za pomocą mikroskopu wykorzystuje się okular ze śrubą mikrometryczną, tzw. okular mikrometryczny. Pomiary wykonane za pomocą tego okularu są bardziej dokładne niż np. przy użyciu mikroskopu projekcyjnego. Do pomiarów rozmiarów mikroobiektów potrzebna jest skala wzorcowa. Wzorcem do pomiarów wymiarów liniowych może być dowolna równomierna podziałka o znanych i odpowiednio małych odstępach (np. mikrometr obiektywowy, skala mikrometryczna, stolik Burkera, stolik Thomy-Zeissa lub siatka dyfrakcyjna o znanej stałej):

- Mikrometr obiektywowy jest to płytka szklana z naniesioną podziałką o działce elementarnej d= 0.1mm

- Stolik Burkera jest to prostokątna płytka szklana z niższą o 0.1mm od pozostałej powierzchni płytki prostokątną częścią środkową. Przez przykrycie całości szkiełkiem nakrywkowym uzyskujemy komorę o wysokości 0.1mm. Na części środkowej wyryta jest siatka o ściśle określonych odległościach między liniami. Kwadraty średnie służą w praktyce klinicznej do liczenia krwinek białych, a najmniejsze - do czerwonych.

- W przypadku stolika Thomy-Zeissa na szkiełko podstawowe jest naklejone mniejsze z okrągłym otworem, w którym wklejony jest walec o średnicy mniejszej niż średnica tego otworu. Górna powierzchnia walca jest o 0.1mm niższa niż górna powierzchnia otaczającego je szkiełka. Przez przykrycie całości szkiełkiem nakrywkowym uzyskujemy komorę o wysokości 0.1mm. Na walcu wyryta jest siatka wzorcowa.

- Stolik Thoma- Neu .

S1 = 0.025mm

S2 = 0.05mm

S3 = 0.2mm

2. Cel ćwiczenia

a) Zapoznanie się z budową i działaniem mikroskopu projekcyjnego;

b) Wyznaczenie powiększenia mikroskopu;

c) Pomiar wielkości wybranego elementu preparatu (grubości włosa).

3. Przebieg ćwiczenia (wyznaczanie powiększenia mikroskopu i wielkości makroobiektów)

l. Włączamy oświetlenie mikroskopu. Czekamy aż przyrząd będzie gotowy do pracy (będzie

dobre oświetlenie).

2. W bieg promieni wprowadzamy obiektyw ( x = x10)

3. Na stoliku mikroskopu kładziemy podziałkę wzorcową (np. siatka Burkera) znajdujemy jej obraz.

4. Mierzymy zaznaczone odległości za pomocą komputera.

5. Wyznaczamy powiększenie układu jako stosunek zmierzonego obrazu do odległości na skali wzorcowej:

p = h'/ h

gdzie:

p - powiększenie układu

h' - wielkość obrazu

h - wielkość przedmiotu

6. Na stoliku mikroskopu umieszczamy preparat (włos koleżanki). Zaznaczamy wymiary na komputerze.

7. Wyznaczamy wielkość preparatu.

8. Analogicznie przeprowadzamy pomiary dla innych obiektywów (x = x40, x100).

4. Uzyskane wyniki

1. Dla obiektywu x( p_ob) = x10

a) obliczamy powiększenie teoretyczne p_t.

p_t. = p_ob.∙ p_{ok .}

p_t. = 10 ∙ 10 = 100

gdzie:

p_ob.- powiększenie obiektywu

p_ok. - powiększenie okularu

b) obliczamy powiększenie układu p

p = h'/ h

p = 7,06 mm/ 0.05 mm = 141,2

c) obliczamy rzeczywistą szerokość włosa d_wł.r

d_wł.r= d_wł.o/ p

d_wł.r = 13,33 mm/ 141,2 = 0.0944 mm

gdzie:

d_{wł.o .}- szerokość obrazu włosa

2. Dla obiektywu x( p_ob) = x40

a) obliczamy powiększenie teoretyczne p_t.

p_t. = p_ob.∙ p_{ok .}

p_t. = 40 ∙ 10 = 400

b) obliczamy powiększenie układu p

p = h'/ h

p = 29,54 mm/ 0.05 mm = 590,8

c) obliczamy rzeczywistą szerokość włosa d_wł.r

d_wł.r= d_wł.o/ p

d_wł.r = 53,86 mm/ 590,8 = 0.091 mm

3. Dla obiektywu x( p_ob) = x100

a) obliczamy powiększenie teoretyczne p_t

p_t. = p_ob.∙ p_{ok .}

p_t. = 100 ∙ 10 = 1000

b) obliczamy powiększenie układu p

p = h'/ h

p = 71,9 mm/ 0.05 mm = 1438

c) obliczamy rzeczywistą szerokość włosa d_wł.r

d_wł.r= d_wł.o/ p

d_wł.r = 135,51 mm/ 1438 = 0.094 mm

5. Omówienie wyników i wnioski

Wyniki doświadczenia przedstawiają szerokość (rzeczywistą) badanego włosa mierzoną przy pomocy mikroskopu projekcyjnego. Pomiary wykonane zostały dla obiektywów x( p_ob) = x10, x40 i x100. Wyniki powinny być takie same dla każdego z obiektywów, jednak nie jest możliwe idealne odrysowanie badanych struktur i co się z tym wiąże precyzyjne odczytanie ich wymiarów, co spowodowane jest tym, że im większe powiększenie obrazu tym bardziej niewyraźne stają się granice badanych obiektów i tym trudniej określić ich granice.

Sprawozdanie z ćwiczenia z biofizyki
Temat: Określanie zdolności słyszenia dla różnych częstotliwości słyszenia, czyli audiometria totalna.
Wykonujący: Anna Gmerek Dorota Oskwarek Jakub Łodziato			Wydział Stomatologii Rok I Semestr I
Prowadzący: dr n. med. Hanna Domek
Grupa i podgrupa	Data wykonania ćwiczenia	Data oddania sprawozdania	Ocena	Podpis
L2A	25.11.2008	19.01.2009

WSTĘP TEORETYCZNY:

Audiometria jest jedną z podstawowych metod badania słuchu w medycynie. Pozwala ona zdiagnozować u chorego istniejący niedosłuch lub całkowitą głuchotę. Badanie to przeprowadza się wykorzystując próbę na przewodnictwo kostne lub powietrzne. Chorego umieszcza się w tym celu w wytłumionym pomieszczeniu. Następnie do specjalnych słuchawek generowany jest dźwięk, o poszczególnych częstotliwościach (w zakresie słyszalnym) i natężeniach, na który pacjent odpowiada. Wyniki przedstawione są w postaci wykresów, tzw. audiogramów. Obrazują one wielkość ubytków słuchu. Dzięki temu możliwe jest ewentualne dalsze leczenie.

W naszym doświadczeniu wykorzystaliśmy tylko zjawisko przewodnictwa powietrznego fal dźwiękowych.

CEL:

Określenie zdolności słyszenia dla różnych częstotliwości dźwięków.

Przebieg ćwiczenia:

Pacjentowi, po uprzednim zdjęciu okularów i biżuterii, umieszcza się na głowie słuchawki, tak aby muszle uszne przylegały do otworów przewodów słuchowych .Dokładne umieszczenie słuchawek jest istotne dla prawidłowości przebiegu doświadczenia.

Przed rozpoczęciem badania słuchu należy poinformować pacjenta o celu badania i jego przebiegu.

Włączając audiometr należy wykasować wyniki wcześniejszych doświadczeń naciskając przycisk Shift i Werble.

Doświadczenie rozpoczyna się od ustawienia najniższego poziomu słyszalności wynoszącego(-10 dB), który w miarę przebiegu doświadczenia (przy określonej częstotliwości) zmieniamy rosnąco do momentu, gdy pacjent usłyszy dźwięk.

Jednocześnie- za pomocą pokrętła Frequency- ustawiamy częstotliwość. Rozpoczynamy ćwiczenie od częstotliwości wynoszącej 125 Hz , a kończymy na częstotliwości równej 8000Hz. Dla każdej częstotliwości poszukujemy poziomu słyszalności, tzn. pacjent przy zmianie poziomu, gdy słyszy dźwięk, potwierdza naciśnięciem przycisku.

Dane badanie wykonujemy dla prawego jak i dla lewego ucha. Przewodnictwo kostne badamy używając jednej słuchawki kostnej, którą ustawia się na wyrostku sutkowatym badanego ucha lub na czole pacjenta podczas wykonywania tzw. próby Webera i postępujemy analogicznie jak przy badaniu przewodnictwa powietrznego.

Wyniki:

Do sprawozdania dołączamy audiogramy z wykonanego badania słuchu.

Wnioski:

Niewielkie błędy pomiarowe mogą być spowodowane nieprawidłowościami w audiometrze, niesprawnością słuchawek, a przede wszystkim niedostatecznym wyciszeniem pomieszczenia..

Badanie progu słyszalności może ujawnić utratę słuchu, lecz nie może określić rodzaju ubytku słuchu.

Sprawozdanie z ćwiczenia z biofizyki
Temat: Zastosowanie metod impedancyjnych w medycynie. Pomiar impedancji tkanek.
Wykonujący: Dorota Oskwarek Anna Gmerek Jakub Łodziato			Wydział Stomatologii Rok I Semestr I
Prowadzący: dr n. med. Hanna Domek
Grupa i podgrupa	Data wykonania ćwiczenia	Data oddania sprawozdania	Ocena	Podpis
L2A	09.12.2008	19.01.2009

Wprowadzenie:

Tkanki żywego organizmu zbudowane są z komórek. Właściwości elektryczne komórki, zbudowanej z cytoplazmy i błony komórkowej, będzie implikować właściwości elektryczne zespołów komórek, czyli tkanek, a te z kolei będą warunkować właściwości elektryczne narządów i całego organizmu. Cytoplazma komórki według modelu Freya-Wysslinga utworzona jest przez białkowy zrąb i otaczający go wielofazowy układ koloidalny z wodą jaka fazą rozpraszającą. Cytoplazma wykazuje właściwości złożonego elektrolitu. Elementy błonowe komórki- plazmolemma, błony organelli i retikulum endoplazmatycznego- zbudowane są natomiast ze stałych elementów, wykazujących właściwości izolacyjne. Przyjęty model błony komórkowej to tzw. model dwuwarstwy lipidowej Daniellego- Dawsona. Błonę taką, zbudowaną z dwóch warstw amfipatycznych lipidów z rozmieszczonymi po obu stronach warstwami białek (warstwy te są faktycznie nieciągłe), można potraktować jako kondensator elektryczny, wypełniony niedoskonałym dielektrykiem. Błona komórkowa nie jest jednak doskonałym izolatorem, zawiera bowiem kanały jonowe umożliwiające przepływ prądów jonowych, należy więc do elektrycznego układu zastępczego plazmolemmy włączyć dodatkowo rezystancję. Prąd w komórce może płynąć trzema drogami:

1. omijając komórkę, przez opory a) płynu międzykomórkowego Rp b)błony komórkowej Rm c) płynu międzykomórkowego Rp

2. płynąc przez komórkę przez opory a) płynu międzykomórkowego Rp b) błony komórkowej Rm c) cytoplazmy Rc d) błony komórkowej Rm e) płynu międzykomórkowego Rp

3. płynąc przez komórkę przy włączonych kondensatorach- przez a) opór płynu międzykomórkowego Rp b) błonę komórkową Cm c) opór cytoplazmatyczny Rc d) błonę komórkową Cm e) przez opór płynu międzykomórkowego Rp

Efektywny opór tego rodzaju obwodu symulującego daną tkankę nosi nazwę impedancji: impedancja składa się zatem z rezystancji R i pojemności C. Impedancje wyznaczamy doświadczalnie. Przy metodzie dwuelektrodowej, zastosowanej w doświadczeniu, impedancja zależy od: geometrii, rozmieszczenia, oporu kontaktu elektrycznego elektrod.

Cel:

Pomiar impedancji tkanek.

Przebieg ćwiczenia:

Włączamy oscyloskop i generator do sieci. Przełącznik P ustawiamy w jednej z pozycji. W przypadku, gdy pomiary wykonujemy dla pacjenta, badanemu na rękę zakładamy elektrody zapewniając odpowiedni kontakt elektryczny (mały opór) pomiędzy elektrodami, a skórą dzięki zastosowaniu żelu. Ustawiamy na generatorze niską częstotliwość np. 500 Hz. Odczytujemy z ekranu oscyloskopu wysokość i szerokość elipsy. Podobnie dokonujemy pomiarów dla innych częstotliwości. Po czym wyliczamy impedancję wg wzoru

Z =

gdzie: Rd = 2k

Sx, Sy - wartości odczytane z tablicy czołowej oscyloskopu

2xo, 2yo - wartości odczytane z ekranu oscyloskopu (wymiary elipsy)

Wyniki umieszczamy w tabeli i na ich podstawie rysujemy wykres Z(f).

Tabela wyników

Lp.	f [Hz]	2xo [cm]	Sx [V/cm]	2yo [cm]	Sy [V/cm]	Z [k]
1.	500	1,6	0,5	4	1	10
2.	1000	3,2	0,5	4	1	5
3.	1500	3,8	0,5	4	1	4,21
4.	2000	4,2	0,5	4	1	3,8
5.	2500	4,5	0,5	4	1	3,55
6.	3000	4,8	0,5	4	1	3,33
7.	3500	4,9	0,5	3	1	3,26
8.	4000	5	0,5	3	1	3,2

Wnioski:

Z wartości uzyskanych podczas pomiarów wynika, iż impedancja zależy od częstotliwości płynącego prądu. Przy najniższej częstotliwości (500 Hz) impedancja jest najwyższa 10 k. Wraz ze wzrostem częstotliwości impedancja malała i przy f = 4000 Hz wynosiła 3,2 k. Wynik ćwiczenia jest dowodem tego, iż żywe komórki charakteryzują się rzeczywistym oporem elektrycznym, a więc posiadają właściwości elektryczne.

Omawiając uzyskane wyniki, należy wziąć pod uwagę możliwość popełnienia błędów: niedokładność uzyskanych wartości spowodowana nagrzaniem powierzchni, do której przylegały elektrody, jak również nieznaczne ruchy badanej części ciała mogły mieć wpływ na obraz uzyskany na oscyloskopie (wymiary elipsy), a tym samym na końcowy wynik.

Sprawozdanie z ćwiczenia z fizyki medycznej
TEMAT Badanie widm absorpcji przy pomocy spektrofotometru Spekol 1300
Wykonujący:	1. Anna Gmerek	Wydział stomatologii	Rok I
	2. Dorota Oskwarek		Semestr I
		3. Jakub Łodziato
Prowadzący:	dr K. Bednarska
Grupa i podgrupa	Data wykonania ćwiczenia	Data oddania sprawozdania	Ocena	Podpis
L2 A	18. XI. 2008	19. I. 2009

PODSTAWY TEORETYCZNE

Podczas przejścia światła przez ośrodek materialny zmniejsza się jego natężenie na skutek absorpcji. Gdy absorpcja zachodzi w jednakowym stopniu dla różnych długości fal świetlnych, to mówimy wtedy o absorpcji nieselektywnej. Na ogół jednak absorpcja jest różna dla różnych długości fal (absorpcja selektywna). Fakt ten wykorzystuje się szeroko do badania ilościowego i jakościowego substancji. Metodę analizy opartą na pomiarze absorpcji nazywamy absorpcjometrią. Do pomiaru absorpcji służą kolorymetry, fotometry, absorpcjometry, spektrometry lub spektrofotometry. Wszystkie te przyrządy mają pewne wspólne cechy i podstawowe części składowe. W przyrządach tych prąd wytwarzany przez fotoelement jest wprost proporcjonalny do mocy padającego nań promieniowania. Zazwyczaj przy wyznaczaniu absorpcji roztworu reguluje się tak przysłonę, aby uzyskać na skali pełne wychylenie (100) dla czystego rozpuszczalnika. Wówczas nie zmieniając przysłony wprowadza się badaną próbkę. Odczyt na skali daje procent transmisji i wartość ekstynkcji. W spektrofotometrach i spektrokolorymetrach używane są monochromatory lub specjalne filtry (np. interferencyjne) pozwalające wybrać poszczególne długości fali

CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia było wyznaczenie zależności ekstynkcji od długości fali oraz od stężenia roztworu. Oraz wyznaczenie procentowej zawartości roztworu X.

PRZEBIEG ĆWICZENIA

Za pomocą spektrokolorymetru badaliśmy stężenie roztworu i długość fali. Do kuwety kolejno wlewaliśmy płyny o różnych stężeniach i odczytywaliśmy wyniki, czyli wartości ekstynkcji (in. absorbancji) i transmisji. Następnie znaleźliśmy długości fali, dla której ekstynkcja miała największą wartość. Na podstawie zebranych danych zrobiłam wykresy ekstynkcji od długości fali i ekstynkcji od stężenia a potem odczytałam stężenie roztworu X.

WYNIKI

TABELA I
Zależność absorpcji od długości fali - roztwór nr 9 (90%)

DŁUGOŚĆ FALI (nm)	ABSORPCJA A
450	0,220
460	0,268
470	0,342
480	0,425
490	0,516
500	0,609
510	0,674
520	0,693
530	0,688
540	0,656
550	0,573
560	0,447
570	0,305
580	0,188

TABELA II

Zależność stężenia do absorpcji roztworu przy długości fali 520 nm.

NR ROZTWORU	STĘŻENIE	Absorpcja
Roztwór 1	10%	0,132
Roztwór 2	20%	0,169
Roztwór 3	30%	0,277
Roztwór 4	40%	0,343
Roztwór 5	50%	0,409
Roztwór 6	60%	0,495
Roztwór 7	70%	0,558
Roztwór 8	80%	0,684
Roztwór 9	90%	0,693
Roztwór 10	100%	0,780
Roztwór X	X%	0,517

Z wykresów można wyczytać ze X ma w przybliżeniu wartość 66%

Do sprawozdania załączamy 2 wykresy.

Wykres nr 1

Na tym wykresie widzimy zwiększanie absorpcji wraz ze wzrostem stężenia substancji.

Warto zwrócić uwagę na 2 maxima tej substancji.

Wykres nr 2

Widzimy tutaj 3 roztwory, 2 zawierające taką samą substancję ale o innych stężeniach, i trzeci roztwór który jest zmieszaniem substancji z wykresu nr.1 i obecnych. Trzecia substancja ma maxima w miejscach roztworu z wykresu nr.1 i nr.2

WNIOSKI

Znaleźliśmy długość fali, dla której absorpcja jest największa 520 nm. Próbujemy znaleźć stężenie roztworu X. Skoro wiemy, że ekstynkcja zależy od długości fali i od stężenia - rysujemy krzywą kalibracyjną. Z wykresu zależności ekstynkcji od stężenia roztworu, znając ekstynkcję roztworu X czytamy wartość jego stężenia, wypada ono nieco poniżej wartości 70%. Zauważyliśmy również, że wartości ekstynkcji dla danego stężenia przy danej długości fali są do siebie odwrotnie proporcjonalne. W całym doświadczeniu mogliśmy również popełnić błędy nieprawidłowo ustawiając pokrętła lub bęben, lub też błędnie odczytywać (nie do końca dokładnie) wyniki na aparaturze. Poza tym ćwiczenie zostało wykonane tylko raz.

14

0.025mmm

0.2mm

0.05mm

---