1. uzasadnij stwierdzenie: świadome wykonywanie zawodu fizjoterapeuty bez znajomości biofizyki jest niemożliwe.

biofizyka jest dziedziną nauk biofizycznych zajmującą się fizycznymi i fizykochemicznymi podstawami procesów życiowych, oraz pod wpływem zew. Procesów fizycznych na te procesy. Badania współczesnej biofizyki dotyczą głównie żywej komórki i procesów życiowych na poziomie molekulamym. Ze względu na hierarchię biofizykę dzielimy na: molekulrną, komórkową, tkankową ,organizmów jako całości. Dzieli się też na :czystą(problemy podstawowe: modele matematyczne procesów biologicznych) i stosowana/zastosowanie biofizyki i fizyki do celów praktycznych: fizyka medyczna-oko, oddychanie; diagnostyka- USG, EEG; Terapia).Biofizyka stosuje metody fizyki do analizy struktur i procesów biologicznych .Metoda postępowania w fizyce to np.: mierzenie danej wielkości. szukanie zależności funkcjonalnych między wielkościami. Uogólnienie

2 Uzasadnij interdyscyplinarny charakter biofizyki

Jest to nauka typowa dla dziedzin z pogranicza wielu dyscyplin nauk a poglądy na jej zadania i zakres badań są różne: biologia(podmiot badań)biochemia(procesy),chemia(reakcje chemiczne.),fizyka(metody i metodologia),matematyka(modele i opis teor.),cybernatyka(sterowanie)informatyka(sieci i .zaburzenia)elektronika(aparatura),technika(implanty

3 Na czym polega wieloskladnikowosc ukladow biologicznych

Wieloskładnikowość związana jest z różnym typem molekuł. Mają one różny ciężar, kształt, są różnej wielkości. Poza tym występują różne oddziaływania np.: elektrostatyczne(jon na jon),wodorowe czy kowalencyjne. Oddziaływania te mogą zachodzić z różną siłą. Mogą być silne lub słabe. Poza tym sam organizm stanowi hierarchiczny układ biologiczny. tzn. cząsteczki tworzą kompleksy wchodzące w skład składników komórkowych i te tworzą komórkę. komórki tkanki, tkanki narządy a te cały organizm

4 Dlaczego układy biologiczne są niejednorodne?:

niejednorodność ukł. biologicznych polega na nierównomiernym rozkładzie molekuł np. na

rew. i wew. komórki oraz różnych gęstości (np. w płucach).

6. Nieciągłość w układach biologicznych i jej konsekwencje:

Nieciągłość to występowanie skoków w rozkładzie przestrzennym danej

struktury. np. między komórką a otoczeniem na granicy. czyli w obrębie błony występują

skoki ciśnienia, nawet w stanie równowagi termodynamicznej. czyli wtedy gdy występuje

jednorodny rozkład swobodnej energii. a nierównomiemy rozkład ciśnienia i stężeń. Niejednorodność bo tam jest tylko nieciągłośc

- Różne stężenia molekuł ( np. na zewnątrz i wewnątrz komórki)

- Różne gęstości (np. płuca, tkanka kostna, tkanka mięśniowa)

7 Nierównowagowość i otwartość w układach biologicznych:
Nierównowagowość jest gdy na granicy układów występują skoki czyli gradienty
parametrów np. ciśnienia. temp. itp. Skoki te są przyczyna transportów. Jeżeli zostanie
osiągnięta równowaga to nastąpi śmierć. Aby zachować nierównowagę konieczna jest produkcja
energii, substancji itp. Życie

8Uzasadnij specyficzność układów biologicznych:
Specyficzność polega na tym. że określone  związki i struktury zostały ukształtowane w drodze ewolucji w taki sposób by pełniły specyficzna dla nich role, np.: białka są odpowiedzialne za transport jonów (kanały jonowe);przyspieszanie(katalizatory) lub spowalnianie(inhibitory) danych procesów ;zjonizowane lub obojętne nie przewidywalność (stres, trema, stany ekstremalne i paranormalne )

9Podział biofizyki - charakterystyka składników:
biofizykę dzielimy na czysta(modele matematyczne procesów biologicznych.) oraz :stosowana: fizyka
medyczna(oko, serce, oddychanie);diagnostyka(USG, EEG, NMR), terapia. Trudności 'wynikają z własności układów biologicznych. ,z tego ze tj. nauka interdyscyplinarna, konieczność stosowania opisu nieliniowego(układy. otwarte), trudności pomiarowe(ingerencja wywołuje zaburzenia w procesach

 
10Drgania harmoniczne - przyczyna, opis
Każdy ruch powtarzający się w regularnych odstępach czasu nazywany jest ruchem okresowym. Jeżeli nich ten opisywany jest sinusoidalną funkcją czasu to jest to ruch harmoniczny. 

11 charakterystyka podstawowych wielkości opisujacych drgania harmoniczne
Położenie równowagi – położenie ciała przed wprowadzeniem go w ruch drgający Wychylenie x – współrzędna położenia ciała drgającego w pewnej chwili Maksymalne wychylenie z położenia równowagi, czyli amplituda A Okres drgań – czas, w którym ciało wykonuje jedno pełne drganie Częstotliwość drgań – ilość drgań w jednej sekundzie

 
12drgania układu idealnego(opis podstawowe własności, wykres, równanie, wykres z interpretacją) brak danych

14.Na czym polega zjawisko rezonansu:

Jest to proces przekazywania jednemu ciału przez drugie o okresie równym okresowi drgań własnych. Wyróżniamy rezonans mechaniczny (jedno wahadełko przekazuje innym), akustyczny (jeden kamerton przekazuje drgania drugiemu) i elektromagnetyczny (dwa obwody LC). Warunek rezonansu elektromagnetycznego :

15 .Czym jest fala sprężysta a czym elektromagnetyczna

Fala sprężysta poprzeczna to rozchodzenie się zaburzenia ośrodka, którego cząsteczki prowadzono w drgania prostopadle do kierunku rozchodzenia się tego zaburzenia, np. jeden koniec długiego sznura przyczepiono do klamki od drzwi, a drugim wykonano ponowne ruchy w górę. i w dół, równocześnie obserwując sznur. da głosowa to fala sprężysta o częstotliwości 20 - 20000 Hz, np. artysta wykonuje arię operową.

siła elektromagnetyczna to rozchodzenie się w przestrzeni zmiany pól: elektrycznego i magnetycznego, np. promieniowanie y, rentgenowskie, ultrafioletowe, światło, promieniowanie podczerwone, mikrofale, fale radiowe

16. Wielkości charakteryzujące falę - definicje: co

natężenie np. dźwięku jest to ilość energii przenoszonej przez fale dźwiękowe w jednostce hałasu przez jednostkę powierzchni ustawiona prostopadle do promienia fali. (v-). Częstotliwość, ilość pełnych drgań w l sekundzie -okres drgań, czas w którym zostaje wykonane 1 pełne drganie

-częstość- Pulsacja (częstość kołowa) - wielkość określająca, jak szybko powtarza się zjawisko okresowe. Pulsacja jest powiązana z częstotliwością (f) i okresem (T) Długość fali to odległość pomiędzy powtarzającym się fragmentem fali. Tradycyjne oznacza się ją grecką literą alfa) Dla fali sinusoidalnej długość to odległość między dwoma odczytami

17 Generacja fal mechanicznych i elektromagnetycznych

powstawanie fal mechanicznych jest to zaburzenie rozchodzące się w ośrodku ze .onczona prędkością i przenoszące energie, a polegające na niewielkich ruchach cząsteczek bez zmiany ich średniego położenia. np. dźwięk. wstawanie fal elektromagnetycznych jest wtedy kiedy mamy doczynienia z -przemieszczaniem się (rozchodzeniem) zmiennych pól elektrycznych i magnetycznych., np.: U V,l R, fale radiowe.

18.Zjawiska na granicy osrodkow - podstawowe prawa

"FRAKĆJA- czyli ugięcie fali. zachodzi gdy fala napotyka przeszkody lub przechodzi przez szczeliny o bardzo małych rozmiarach. tzn. porównywalnych z długością fali świetlnej .Wg Zasady Huygensa każdy punkt ośrodka do którego dotrze fala, staje się modelem nowej fali cząstkowej.

INTERFERENCJA^: jest to inaczej nakładanie się fal.. Interferencja może być :konstruktywna (fale maja zgodne fazy i się wzmacniaja);destruktywna(fale maja przeciwne fazy i się osłabiają. a gdy maja takie same amplitudy to wygaszają się do zera)

PRAWO ODBICIA:

kąt odbicia jest równy katowi padania promień fali padającej. odbitej i prosta padania lezą w jednej płaszczyźnie

PRAWO ZALAMANIA „SNELIUSA": jeśli fala pada prostopadłe na granice miedzy ośrodkami, zjawisko załamania nie Występuje. jeśli kat padania=0,to sin ALFA/sin BETA =Vl /V2 promienie fali padającej. załamania oraz prosta padania leżą w jednej płaszczyźnie. wielkości kąta padania i załamania zalezą od prędkości rozchodzenia się "światła w ośrodkach. kat padania jest większy od załamania jeżeli światło przechodzi z środka optycznie rzadszego do gęstszego. w odwrotnej sytuacji kat załamania jest większy i padania..

RAWO POCHLANIANIAJNACZEJ ABSORPCJI :fale UD rozchodzą się z prędkością dźwięku zgodnie z zasadami akustyki geometrycznej. W med. .stosowana jest wartość pochłaniania połówkowego. Współczynnik absorpcji wyraża w procentach jaka czesc energii UD przekształca się w ciepło wnikając w dany ośrodek.

19. Parametry propagacji fali - opór akustyczny: Opór akustyczny

(Impedancja akustyczna), wielkość charakteryzująca reakcję ośr. sprężystego na zaburzenie wywołane rozchodzącą się w nim falą akustyczną.; jednostka: Pa- s/m3; o.a. jest wielkością zespoloną, a w przypadku fali płaskiej — rzeczywistą, równą iloczynowi gęstości. ośrodka i prędkości rozchodzenia się w nim dźwięku.

Fala podłużna - kierunek zaburzenia jest równoległy do kierunku rozchodzenia się fali np. rozchodzenie sięgali w sprężynie podłużnej poprzez jej drganie.

Fala poprzeczna - kierunek zaburzenia jest prostopadły do kierunku rozchodzenia się fali np. puszczanie kaczek na wodzie

20. Charakterystyka naturalnych i sztucznych źródeł infradźwięków:

Infradźwięki fale mechaniczne o charakterze dźwiękowym o częstotliwości poniżej dolnej granicy słyszalności ucha ludzkiego tj. poniżej 16 Hz.

Źródła naturalne: wiatry, pioruny, ruchy tektoniczne ziemi. Źródła sztuczne: silniki, fale

fabryczne. Piszczałki

21 Własności i ogólna charakterystyką działania infradźwięków:

działanie infradźwięków jest mało poznane .Mogą one wywoływać rezonans rożnych narządów. Obserwowano takie reakcje jak: bole glowy,niepokoj,mdlosci,bezsennosc,nerwice,omdlenia.Przeciwdzialanie jest bardzo trudne z uwagi na duża przenikliwość- nawet przez ściany o grubości 1 m.

22. Eskalacja efektów działania intradzwiękow (natężenie-czasu) na organizm człowieka

człowieka:

l.do l20dB,czas 5 min.-brak danych

2.120-140dB,czas 2 min.zmeczenie,pow.2 min .brak danych

3,140-160dB-wymioty.zakłócenie rownowagi,pow.2 min trwale uszkodzenia

4.160-170dB-brak danych

5.powyżej 170 dB pękanie naczyń krwionośnych, przekrwienie, śmierć(badania na zwierzętach

23 Oceń realia i perspektywy terapeutycznego zastosowania infradżwięków: Brak

Danych. Zbyt wiele niewiadomych aby można było rozpocząć badania.

24 .Wibracje- Skutki działania na organizm - przeciwdziałanie:''

Wibracje-drgania które sa przenoszone na żywy organizm przez bezpośredni kontakt z układem drgającym. Działanie biologiczne zależy od amplitudy i częstotliwości. Występują bole w klatce piersiowej. czasem o charakterze wieńcowym. zaburzenia oddechowe, parcie na mocz i stolec. zmiany naczyniowe i ciśnienia krwi. skurcze naczyń krwionośnych .zaburzenia hormonalne. biochemiczne. Przy przewlekłym działaniu wibracji może dojść do choroby wibracyjnej-zaburzenia naczynioruchowe(cierpniecie i bledniecie palców)bole o różnej lokalizacji. zaburzenia ze strony nerwów

obwodowych.ukl.wegetatywnego.kostno-szkieletowego.trawiennego.Sposób ograniczający wpływ wibracji na organizm to utrudnienie i ograniczenie kontaktu miedzy przedmiotem drgającym a ciałem ludzkim.

25. Właściwości i ogólna charakterystyka fal ultradźwiękowych.

(ze slajdu)

Ultradźwięki

Definicja: Fale typu mechanicznego (drgania cząstek ośrodka, w którym rozchodzi się fala

-w gazach i cieczach zmiany okresowe gęstości (ρ) i ciśnienia (p)

-w ciałach stałych drgania cząstek ośrodka wokół położenia równowagi

Częstotliwość: 20 kHz do 200(?)MHz

W gazach-fala podłużna

W ciałach stałych - fala poprzeczna

Ultradźwięki są falami niesłyszalnymi przez człowieka

Własności fal ultradźwiękowych

• Wszystkie zjawiska falowe (odbicie, załamanie, pochłanianie....)

• Mała długość fali np.: ν=1kHz λ=0,33m ν=100kHz λ=0,0033m

• Znacznie mniejsza grubość warstwy połowiącej

• Mniejsze wnikanie----znacznie większa energia pochłaniana przez ośrodek

• Fala podatna na ogniskowanie i formowanie

(z wcześniejszych roczników pyt.21)

Ultradźwięki to fale dźwiękowe, których częstotliwość jest zbyt wysoka, aby usłyszał je człowiek. Za granicę uważa się 20 kHz, choć dla większości ludzi granica ta jest znacznie niższa. Niektóre zwierzęta mogą emitować i słyszeć ultradźwięki, np. pies, szczur, delfin, wieloryb czy nietoperz.

Zastosowania ultradźwięków: Ultradźwięki dzięki małej długości fali pozwalają na uzyskanie dokładnych obrazów przedmiotów. Urządzenie, które umożliwia obserwację głębin morskich to sonar. Jego zastosowanie to lokalizacja wszystkich obiektów zanurzonych w wodzie. Sonary wykorzystywano w okrętach podwodnych.

Ultradźwięki znajdują także zastosowanie w medycynie. Za pomocą urządzenia generującego i rejestrującego fale ultradźwiękowe (ultrasonograf) można uzyskać obraz, narządów wewnętrznych.

Dźwięki pozwalają też na pomiar odległości przy pomocy dalmierza ultradźwiękowego, w zakresie od 1 do 10 m. Jeżeli wykorzysta się silne źródło ultradźwięków, to mogą one niszczyć, rozgrzewać niektóre materiały, co pozwala na obróbkę powierzchniową wytwarzanych przedmiotów (obróbka ultradźwiękowa). Ultradźwięki były też stosowane w pamięciach rtęciowych we wczesnych komputerach w latach pięćdziesiątych XX w

26. Charakterystyka źródeł fal ultradźwiękowych.

(ze slajdu)

Źródła naturalne: nietoperz(echolokacja), delfin, pies

Źródła sztuczne: piszczałki(bardzo krótkie), wysokoobrotowe turbiny, drgające powierzchnie kryształu-odwrotny efekt piezoelektryczny

27. Opisz prosty efekt piezoelektryczny.

(z wcześniejszych roczników pyt.23)

Jest to zjawisko powstawania indukcji w ciele stałym pod wpływem naprężenia. Zjawisko to powstaje tylko w pewnych ciałach stałych, mających uporządkowana budowę atomowa i wykazujących właściwa symetrie tej budowy. Zjawisko piezoelektryczne może zaistnieć w materiałach wykazujących samoistną lub indukowaną polaryzacje. Konsekwencją opisywanego zjawiska będzie wytworzenie na ścianach piezoelektryka ładunku elektrycznego.

(slajd)

Naprężenia mechaniczne ----Zmiana rozkładu ładunków------Niejednorodne pole elektryczne

(-----te kreski oznaczają srzałki)

Efekt jest obserwowany w wybranej klasie kryształów np. kwarc, tytanian baru.

28. Opisz odwrotny efekt piezoelektryczny.

(z wcześniejszych roczników pyt.24)

Odwrotnym efektem nazywamy natomiast zjawisko powstawania odkształceń powierzchni kryształu pod wpływem pola elektrycznego E.

(ze slajdu)

Zmienne pole elektryczne - prosta zmiana parametrów-------Zmienne w czasie naprężenia w krysztale-----Drgania powierzchni kryształu------Zmiany p i ρ otaczającego ośrodka-----Fala akustyczna o częstotliwości ν porównywalnej z częstotliwością wymuszającego pola elektrycznego

29. Optymalizacja efektu piezoelektrycznego - warunek rezonansowy.

(ze slajdu i wcześniejszych roczników pyt.25)

Jeżeli częstotliwość zmian pola jest porównywalna z częstotliwością drgań własnych kryształu to w wyniku wzbudzenia rezonansowego pojawią się drgania kryształu ze znaczą amplitudą. Drgania te są źródłem ultradźwiękowej fali akustycznej o odpowiednio dużej amplitudzie - fale posiadają wtedy dużą energię.

30. Rodzaje efektów propagacji fali i ich zastosowanie w diagnostyce.

(z wcześniejszych roczników pyt.27 i slajd)

Wykorzystywane efekty:

-echo(odbicie) -badamy przestrzenny rozkład warstw

-pochłanianie(absorpcja) - badamy rozkład gęstości

-efekt Dopplera(przesunięcie częstotliwości) -badamy prędkości i kierunki przepływu płynów ustrojowych np. krwi

Diagnostyka - uwarunkowania

Ponieważ kryształ nie może równocześnie generować i odbierać fal ultradźwiękowych konieczne jest stosowanie techniki impulsowej polegającej na cyklicznych zmianach generacji i odbioru fal

Stosowanie dwu przetworników (generacja, odbiór) jest trudne z uwagi na różne techniczne parametry przetworników

31. Uwarunkowania diagnostyki - technika impulsowa. dwa przetworniki:
Ponieważ kryształ nie może równocześnie generować i odbierać fal ultradźwiękowych
konieczne jest stosowanie techniki impulsowej polegającej na cyklicznych zmianach
generacji i odbioru fal

Stosowanie dwu przetworników (generacja , odbiór) jest trudne z uwagi na różne techniczne parametry przetworników

32. Charakterystyka prezentacji typu A:

•PREZENTACJA A -Sygnał odebrany przez głowicę jest kierowany na przetwornik (zamienia sygnał akustyczny na elektryczny) a następnie na układ wejściowy oscylografu. Na ekranie otrzymujemy zależność amplitudy echa od czasu a więc odległości badanych warstw od generatora

33. Charakterystyka prezentacji typu B:

PREZENTACJA B - przetworzone sygnały (mechanizm identyczny jak w prezentacji A) generują na ekranie oscylografu plamki świetlne o różnym stopniu jasności co pozwala na określenie granic obiektów oraz zmian ich gęstości. Jeżeli zastosujemy liniowy lub rotacyjny układ głowic to możemy otrzymać dwuwymiarowy obraz. Typowym przykładem tego typu prezentacji jest USG stosowany w ginekologii. W zestawie rolę oscylografu pełni PC

•Prowadzone są badania w zakresie konstrukcji generatorów i przetwarzania sygnałów umożliwiające tworzenie trójwymiarowego obrazowania (3D) Aparatura przechodzi fazę testów. Prawdopodobnie znacznie zostanie ograniczona możliwość występowania błędów prezentacji typu A oraz B (obrazowanie ID i 2D

34. Zastosowanie efektu Dopplera fali ultradźwiękowej w diagnostyce: •

•Efekt Dopplera - Jeżeli obiekt od którego odbija się fala porusza się z prędkością v to obserwujemy przesunięcie częstotliwości deltav fali padającej i odbitej. v =c Av / (2v0cosqi)

c - prędkość propagacji fali,

delta v - przesunięcie częstotliwości,

v0 - częstotliwość fali padającej, ę - kąt między kierunkiem rozchodzenia się fali a kierunkiem przepływu

Pomiar przesunięcia częstotliwości pozwala na obliczenie prędkości przepływu Metodę
stosuje się do badania pracy serca, przepływu krwi (lokalizacja pęknięć naczyń, zmian
przekroju itp

36. Ogólna charakterystyka terapeutycznego zastosowania ultradźwięków-jakie skutki mogą wywoływać ultradźwięki

•Oddziaływanie ultradźwięków z materią: .

-pochłanianie fali - zamiana energii

-efekt rezonansowy - wzrost amplitudy drgań

-zmiana dynamiki przepływów -zmiana prędkości przebiegu reakcji chemicznych

37. Mechanizm pojawiania się skutków cieplnych w wyniku propagacji fali ultradźwiękowej.

padająca fala-> drgania cząsteczek ośrodka-> tarcie wewnętrzne-> energia termiczna -> podwyższenie temperatury ośrodka

38. Mechanizm powstawania efektów mechanicznych w wyniku propagacji fali ultradźwięk.

l) padająca fala-> wzrost amplitudy drgań cząsteczek ->rozerwanie wiązań (odl.cząsteczek rzędu λ/2 -> niszczenie struktur

2) padająca fala-> mikro przepływy i zawirowania płynów-> naprężenie wewnętrzne -> odkształcenie i rozerwanie komórek i organelli komórkowych

3)padająca fala(periodyczne zmiany ciśnienia)-> lokalnie ciśnienie niższe od ciśnienia pary

nasyconej-> gwałtowne parowanie-> mikropęcherzyki gazu-> łączenie się

mikropęcherzyków-> jeżeli 2R~λ to rezonans-> zapadanie pęcherzyka-> uwalnia się energia -> lokalny wzrost ciśnienia i temperatury (do 100AT, 10000K)

39. Kawitacja - powstawanie, przebieg, skutki.

Kawitacją nazywane jest zjawisko powstawania w cieczy obszarów nieciągłości wypełnionych parą lub gazem, wywołane spadkiem ciśnienia do wartości krytycznej. Lokalny spadek ciśnienia w cieczy może być spowodowany wzrostem prędkości wskutek przewężenia strugi, opływem ciała zanurzonego w cieczy, uderzeniem strugi o przeszkodę, falą akustyczną itp. Czynnikiem decydującym o powstawaniu kawitacji jest przemienne

Procesem w przepływie musi istnieć obszar w którym ciśnienie spada do wartości bliskiej ciśnieniu pary nasyconej, a następnie wzrasta. Kawitacja jest zjawiskiem bardzo złożonym, zależy zarówno od własności fizyko-chemicznych cieczy, jak i od parametrów przepływu. Do chwili obecnej nie opracowano jeszcze zwartej teorii tego zjawiska, która uwzględniałaby wszystkie parametry przepływu oraz własności cieczy. W dotychczasowych modelach uwzględniano tylko niektóre parametry, jak prędkość przepływu, ciśnienie, temperaturę cieczy.

[dodatkowe informacje znalezione gdzieś w googlach: Według Polskiej Normy kawitacja jest to zjawisko wywołane zmiennym polem ciśnień cieczy, polegające na tworzeniu się, powiększeniu i zanikaniu pęcherzyków lub innych obszarów zamkniętych (kawern) zawierających parę danej cieczy, gaz lub mieszaninę parowo-gazową. Inaczej, kawitacja jest to zespół zjawisk, podczas których następuje zmiana wody w parę wodną (bąbel pary wodnej), spowodowana miejscowym zmniejszeniem się ciśnienia lub zwiększeniem temperatury, oraz implozja (czyli zapadanie się tegoż bąbla).

Zjawisko kawitacji występuje w wielu miejscach (np. w rurach, przewodach wodociągowych, przy pracy śrub okrętowych), wszędzie tam gdzie spadek ciśnienia jest wystarczający. Najczęściej w życiu codziennym spotkać się z nim możemy gdy gotujemy wodę w czajniku elektrycznym (po włączeniu pojawia się charakterystyczny szum, który właśnie jest kawitacją spowodowany). Ważnym zjawiskiem związanym bezpośrednio z kawitacją jest implozja, czyli zanik bąbla pary wodnej spowodowanej wzrostem ciśnienia lub spadkiem temperatury. Kawitacji towarzyszą także efekty akustyczne, które możemy zarejestrować uchem (szumy i trzaski).

Kawitacja powoduje wiele szkód (np. erozje spowodowane zjawiskiem implozji). Powstaje także w miejscach miejscowego spadku ciśnienia spowodowanego napływem lub opływem strumienia cieczy jakiejś przeszkody].

40. Mechanizm produkcji toksyn w wyniku procesu kawitacji.

kawitacja(zapadanie pęcherzyków)->wzrost temperatury-> dysocjacja wody-> wolny rodnik (singletowy tlen)->reakcje chemiczne-> toksyny

41. Reguła Arndta-Schultza w terapii ultradźwiękowej.

W zabiegach fizykoterapeutycznych niezmiernie istotnym elementem metodyki jest dawkowanie należy kierować się regułą Arndta- Schultza, która mówi, że:
-Bodźce słabe - podtrzymują procesy życiowe - do 1 W/cm2
-Bodźce średnie - działają aktywująco (usprawniająco)- do 10 W/cm2
-Bodźce silne - wpływają niekorzystnie, hamująco , wywołują reakcje paradoksalne - pow. 10 W/cm2

42. Uwarunkowania (parametry) terapii ultradźwiękowej.

• Indywidualny dobór dawki z uwagi na tolerancję

• Rodzaj i stadium schorzenia

• Wielkość nadźwiękawianej powierzchni

• Częstotliwość stosowanej fali

• Rodzaj impulsu (ciągły, impulsowy)

• Sposób wykonania zabiegu ( dynamiczny, półstatyczny) - t.dynam: (0,3; 0,6; 0,9 W/cm2)

Czas trwania zabiegu : krótki - 1 do 3min, średni- 4-9min, pow 10min

43. Czynne terapeutyczne zastosowania ultradźwięków - uzasadnienie jednego z możliwych zastosowań.

Choroby reumatyczne (nagrzewanie tkanek); choroby narządów ruchu; niszczenie ognisk patologicznych wewnątrz tkanek; niszczenie grzybów, bakterii i wirusów, sterylizacja lekarstw; mikromasaże.

(Litotrypsja, Leczenie chondromalacji rzepki,
Leczenie chorób reumatycznych , Leczenie zwyrodnień stawów, Leczenie ostróg piętowych,

Leczenie uszkodzonych stawów Leczenie uszkodzonych ścięgien
Leczenie „łokcia tenisisty”
Leczenie zespołu bolesnego barku
Leczenie nerwobólu nerwu trójdzielnego
Leczenie szczękościsku
Leczenie przykurczu Dupuytrena, Leczenie stanów po urazach sportowych)

Ultrasonoterapia, leczenie ultradźwiękami. Ich wpływ leczniczy polega na działaniu przeciwbólowym, zmniejszaniu napięcia mięśni, rozszerzeniu naczyń krwionośnych, hamowaniu procesów zapalnych, przyspieszaniu wchłaniania tkankowego.. Działają na autonomiczny układ nerwowy.

44. Parametry fali UD od których zależą skutki biologiczne- uzasadnij odpowiedź.

*częstotliwość- głębokość wnikania

*natężenie- przekazywana energia

*czas działania- przekazywana energia

*kierunek rozchodzenia się- przekazywana energia

45. Ochrona personelu medycznego przed promieniowaniem ultradźwiękowym- BHP

Fale ultradźwiękowe niosą ze sobą energię .Część tej energii jest pochłaniana podczas przechodzenie fali przez tkanki. Ta pochłaniana energia może objawiać się trojako:

-wywołać ogrzanie tkanek. Tkanką najsilniej pochłaniającą energię fali ultradźwiękowej jest tkanka kostna. Efekt ten można ograniczyć stosując krótki czas ekspozycji i niską intensywność wiązki

-wywołać rezonansowe drgania małych obiektów. Przy pewnych częstotliwościach drgania te mogą być tak silne, że doprowadzają do mechanicznego zniszczenia obiektów. Nie zdarza się to w warunkach diagnostycznych, ale może być stosowane jako metoda nieinwazyjnego rozdrabniania kamieni żółciowych lub nerkowych.

-wywoływać zjawisko kawitacji. Lokalne ogrzanie tkanki może prowadzić do powstania mikropęcherzyków gazu. Pęcherzyki te silnie absorbują energię fali, powiększają swoją objętość, i mogą doprowadzić do zniszczenia otaczających je komórek lub tkanek. Zjawisko to praktycznie nie występuje przy energiach stosowanych w badaniach diagnostycznych.

46.Wskazania i przeciwwskazania stosowania ultradźwięków:

Wskazania: ultradźwięki stosuje się w leczeniu wielu chorob: choroby reumatyczne .narządów ruchu .niszczenie ognisk patologicznych wew. Tkanek .niszczenie grzybow. bakterii i wirusow, sterylizacja lekarts. mikromasaze. usuwanie złogów(np. kamień na zebach),litotrypsja.

Przeciwwskazania: nowotwory, stany pooperacyjne, ciąża procesy zapalne, stany gorączkowe, skazy krwotoczne, gruźlica, ostra niewydolność krążeniowo-oddechowa, niestabilna choroba niedokrwienna, ciężki stan ogólny.

47. w jakich przypadkach obowiązuje bezwzględny zakaz stosowania ultradźwięków

-Okolice serca, płuc, narządów jamy brzusznej, mózg, oczy gonady,

-odcinek szyjny kręgosłupa powyżej C3

-niezakończony wzrost kostny

-stan po radioterapii

-zakrzepowe zapalenie żył

-zaburzenia czucia

-nerwobóle o nieznanej etiologii

-rozruszniki, implanty metalowe

48.Litotrypsja (opis, zastosowanie)*

Od niedawna alternatywą dla leczenia chirurgicznego jest rozkruszenie kamieni falą uderzeniową wytwarzaną na zewnątrz ciała przez specjalne urządzenie (tzw. litotrypsja), jednak metodą tą leczyć można jedynie niektóre przypadki kamicy żółciowej, zaś częstość nawrotów choroby jest znaczna. W Polsce metodę tę stosują jedynie nieliczne ośrodki

49.Zastosowania techniczne ultradźwięków: .

•Rozdrabnianie struktur

•Uzyskiwanie jednorodnych mieszanin

•Wzrost prędkości krystalizacji

•Zwiększenie efektywności filtracji

•Wzrost dyfuzji

•Koagulacja aerozoli

•Lutowanie i spawanie ultradźwiękowe

50.

Sila bezwładności to sila rowna iloczynowi masy ciala i przyspieszenia układu

Fb= - ma

Fb jest skierowana przeciwnie do przyspieszenia

Dzialanie tej sily na organizm człowieka nazywamy przeciążeniem i sa one glowna przyczyna urazow wew organizmu

Ale przeciążenie sa tez wazne bo dzieki nim działają transporty w kosciach i mięśniach

Wartość przeciążeń przewyższają kilka razy wartość odp. Sil ciężkości na kazde 10 km/h dziala 1g wiecej sily

Prawidłowe przeciążenie 20 lat -6g, 40 lat -5g, 60lat- 4g, 80 lat- 3 g

51.

przemieszczenie narządów wew. w dol

Plytki oddech

Przesuniecie krwi do konczyn (może dojsc do niedotlenienia mozgu)

Upośledzenie widzenia

Utrata równowagi

Tolerancja: 3g- 3000 s

4g - 1000s

5g- 60s

8g-5s

52.

przesuniecie narządów w gore,

przesuniecie krwi do gory,

zmniejszenie pojemności pluc,

plytkie oddechy upośledzenie widzenia utrata równowagi,

wzrost cisnienia w glowie ( pulsowanie skroni),

ból głowy 3g ( >3g niebezpieczeństwo wylewu),

tolerancja: 3g-30s | 4g-5s , 10g<1s | 5g-2s

53.

splycenie oddechu,

zwolnienie pracy serca,

pekniecie narządów wew ( watroba, sledziona) ,

krwotoki wew.

przy v= 70km/h Fb=7g ( przy takiej v na 2,5 kg wątrobę dziala F=20kgG(kg sily)

54.

- gdy sily zew wszystkie się równoważą np. w czasie lotow orbitalnych , sila Fq

- praca serca ogranicza się wtedy tylko do pokonania sil oporu (przeciw Fq)

- skutki : zaburzenia orientacji, zmniejszenie wentylacji pluc, zaburzenia gospodarki wodnej , spadek adaptacji układu krazenia, wzrost stężenia wapnia o ok. 300%

- nie ma medycznego zastosowania

61.Hipobaria - zmiany ciśnienia w warunkach naturalnych i sztucznych

W warunkach naturalnych wraz ze wzrostem wysokości zmienia się ciśnienie

p=p0e-ah

W warunkach sztucznych są to komory niskociśnieniowe - brak danych o zastosowaniach medycznych

Uwaga : Ciśnienie gazów w otwartych przestrzeniach wewnątrz organizmu musi być równe ciśnieniu na zewnątrz organizmu

62. Na czym polega niedotlenienie wysokościowe i jakie są jego skutki

•Zmniejszenie ciśnienia cząstkowego tlenu wywołuje tzw niedotlenienie wysokościowe
wywołane zmniejszoną ilością tlenu wiązanego przez hemoglobinę

•Skutkiem niedotlenienia są efekty typu mechanicznego, zatory gazowe a w szczególnym przypadku wrzenie płynów ustrojowych, które zachodzi przy warunku

p pary nasyconej > potoczenia

Jeżeli h=19,2 km to t wrzenia wody wynosi około 37oC

63. Efekty mechaniczne związane ze spadkiem ciśnienia i ich biologiczne skutki

Spadek ciśnienia na zewnątrz organizmu

1 Rozprężenie gazów w otwartych przestrzeniach wewnątrz organizmu (pV=const

spadek p wzrost V)

Kolki jelitowe, ból ucha, w nagłych zmianach- uszkodzenie pęcherzyków płucnych ■; Maleje ciśnienie zewnętrzne —' Zmniejsza się ciśnienie cząstkowe gazów rozpuszczonych w organizmie (prawo Daltona)

Nadmiar gazu rozpuszczonego w tkankach a zwłaszcza w krwi (azot) zostaje uwolniony w

postaci pęcherzyków '•< Przy szybkim spadku ciśnienia zewnętrznego następuje czopowanie kanałów np. azot)

czopuje naczynia krwionośne o małym przekroju '• zatory gazowe ">

•Przy szybkiej zmianie ciśnienia do wartości p=0,5pN np. lot balonem lub samolotem, co

odpowiada wysokości 2500m do 3500m, może pojawić się tzw. wysokościowy obrzęk

mózgu. Towarzyszą mu następujące objawy:

64. Przyczyna wysokościowego obrzęku mózgu - rodzaje objawów i ich możliwe konsekwencje

Najczęstszą postacią choroby wysokościowej spotykaną wśród turystów jest ostra choroba górska. Rozwija się ona, jeśli tempo wspinaczki przekroczy indywidualne możliwości aklimatyzacyjne organizmu. Na wysokościach poniżej 2500 m n.p.m. należy ona do rzadkości, powyżej 3500 m n.p.m. dochodzi do niej już względnie często, natomiast w górach o wys. powyżej 5000 m n.p.m. jest ona zjawiskiem powszechnym. Podstawowym objawem ostrej choroby górskiej jest ból głowy, zdarzają się również inne dolegliwości: brak apetytu, nudności, wymioty, osłabienie, zawroty głowy, bezsenność. Na szczęście, zwykle schorzenie to przebiega łagodnie i przemijają samoistnie, pod warunkiem zaprzestania dalszej wspinaczki. Jeśli dolegliwości nie mijają lub stan turysty pogarsza się  koniecznością może okazać się powrót w niżej położony rejon, co jest podstawą pierwszej pomocy w każdej postaci choroby wysokościowej!
Wysokościowy obrzęk mózgu
Wysokościowy obrzęk mózgu to skrajna postać ostrej choroby górskiej, najczęściej pojawiająca się na wysokościach powyżej 3500 m n.p.m., zwłaszcza podczas zbyt szybkiej wspinaczki. Objawia się dezorientacją, zaburzeniem koordynacji ruchów (chwiejny chód), apatią lub dziwnym  zachowaniem. Niekiedy, w krótkim czasie schorzenie to doprowadza do utraty świadomości i śpiączki, a bez szybko podjętej pomocy grozić może śmiercią.
Wysokościowy obrzęk płuc
Wysokościowy obrzęk płuc rozwija się najczęściej podczas drugiej lub trzeciej nocy spędzonej na dużych wysokościach. Objawy tej groźnej dla życia postaci choroby wysokościowej to: duszność (uczucie braku powietrza nawet podczas spoczynku) oraz płytki oddech, skrajne osłabienie, kaszel i sine zabarwienie skóry.

65. Hipobaria - mechanizm powstawania zatorów gazowych- skutki biologiczne

Zator gazowy, zator powietrzny - zatrzymanie krążenia krwi, spowodowane obecnością pęcherzyków mieszaniny oddechowej lub powietrza w naczyniach krwionośnych.

Niewielkie ilości powietrza czasami dostają się do krwiobiegu podczas zabiegów chirurgicznych lub medycznych. Zator gazowy na poziomie pojedynczych naczyń krwionośnych zazwyczaj przebiega bezobjawowo. W rozległej postaci prowadzi do nagłej śmierci.

' Spadek ciśnienia na zewnątrz organizmu

1 Rozprężenie gazów w otwartych przestrzeniach wewnątrz organizmu (pV=const

spadek p wzrost V)

Kolki jelitowe, ból ucha, w nagłych zmianach- uszkodzenie pęcherzyków płucnych ■; Maleje ciśnienie zewnętrzne —' Zmniejsza się ciśnienie cząstkowe gazów rozpuszczonych w organizmie (prawo Daltona)

Nadmiar gazu rozpuszczonego w tkankach a zwłaszcza w krwi (azot) zostaje uwolniony w

postaci pęcherzyków '•< Przy szybkim spadku ciśnienia zewnętrznego następuje czopowanie kanałów np. azot)

czopuje naczynia krwionośne o małym przekroju '• zatory gazowe

66. Hiperbaria - przyczyny, mechanizm i skutki zatrucia tlenem

Warunki sztuczne - komory ciśnieniowe

Warunki naturalne - przebywanie pod wodą (na każde 10 m głębokości- wzrost ciśnienia

O l atmosferę)

•Ponieważ oddychanie jest procesem zachodzącym pod ciśnieniem równym ciśnieniu

otoczenia to w butli płetwonurka oraz urządzeniach do prac podwodnych musi panować

ciśnienie równe ciśnieniu otoczenia. Wynika stąd, że zmianie ulegną ciśnienia cząstkowe

(wzrastają) składników powietrza

Wzrost głębokości wzrost ciśnienia cząstkowego tlenu zwiększona absorpcja

tlenu przez hemoglobinę

67.Hiperbaria - przyczyny, mechanizm i skutki zatrucia CO2:

Wzrost głębokości prowadzi do wzrost ciśnienia cząstkowego C02, które wywołuje wzrost stężenia C02 w

tkankach.

Skutki: Ból głowy, zawroty, nudności, zaburzenia psychiczne

68.Hiperbaria-przyczyny, mechanizm skutki zatrucia azotem:
Wzrost głębokości wzrost ciśnienia cząstkowego azotu wnikanie azotu do

krwi i tkanki nerwowej .

Zatrucie azotem: Halucynacje wzrokowe i słuchowe; euforia; obniżenie zdolności umysłowych i fizycznych

69.Hiperbaria - niedotlenienie obwodowe - mechanizm powstawania, skutki:
Spadek głębokości (zanurzenie maleje) spadek ciśnienia do wartości ciśnienia
atmosferycznego uwalnianie gazu z krwi i tkanek czopowanie kanałów i naczyń
Niedotlenienie obwodowe(naczynia)bole stawów, niewydolność
krążenia, porażenia, utrata przytomności

Brak odżywiania kości (kanały)martwica kości

70. Hiperbaria mechanizm powstawania martwicy kości:

Spadek głębokości (zanurzenie maleje) spadek ciśnienia do wartości ciśnienia
atmosferycznego uwalnianie gazu z krwi i tkanek czopowanie kanałów i naczyń

brak odżywiania kości (kanały)martwica kości

71. Hiperbaryczna terapia tlenem, mechanizmy, wskazania i przeciwwskazania:

Terapia tlenem w komorze hiperbarycznej, pod zwiększonym ciśnieniem (ok. 2,5 atmosfery) jest wspomagającą metodą leczenia. Nie może zastąpić interwencji chirurgicznej. Jej zastosowanie znacznie podnosi jednak efekty terapii - przyspiesza zdrowienie i skraca pobyt pacjenta w szpitalu.
Tlen przenika do wnętrza wszystkich tkanek i komórek, dając im życiodajną siłę do metabolizmu. Ten mechanizm jest szczególnie istotny w przypadku oparzeń. W wyniku działania wysokiej temperatury dochodzi do gwałtownego uszkodzenia układu naczyniowego wokół oparzonej okolicy. Skóra oparzona na różnej głębokości cierpi z jednej strony z powodu uszkodzenia, a z drugiej z powodu braku dostępu do tlenu, który spełnia funkcje regenerujące.
Im szybciej osoba poparzona znajdzie się w komorze hiperbarycznej, tym mniejsze ryzyko pojawienia się u niej tzw. zespołu okołooparzeniowego (obrzęk, rozszerzanie się zmian martwiczych, podatności na infekcje), który może zagrażać jej życiu.
Efektem zabiegu w komorze hiperbarycznej, który trwa od 45 do 90 minut, jest wyraźna ulga w cierpieniu. Ten sam pacjent, który na sali zabiegowej nie pozwalał się dotknąć, w komorze zaczyna ćwiczyć: zgina ramiona, rusza głową, prostuje poparzone palce.
Wskazaniami do zastosowania hiperbarii tlenowej są, oprócz oparzeń, zatrucia (tlenkiem węgla, cyjankami), zatory powietrzne, infekcje bakteriami beztlenowymi, ciężkie uszkodzenia tkanki w urazach wielonarządowych (tzw. zespół zmiażdżenia) i wiele innych, bardzo trudnych do leczenia chorób. Amerykanie wykorzystują tę metodę również w leczeniu świeżych udarów mózgu.
Mechanizm działania polega na szybkim dotarciu dużej dawki tlenu do uszkodzonego obszaru mózgu.
Przeciwwskazaniem do stosowania tlenoterapii hiperbarycznej jest klaustrofobia.
W Polsce działają tylko cztery komory hiperbaryczne

72. Układ termodynamiczny otwarty, zamknięty (podstawowe własności)

Układ termodynamiczny to dowolnie wybrana część wszechświata, której zachowanie jest rozpatrywane na podstawie zasad termodynamiki. Pozostały świat to Otoczenie termodynamiczne. Typowe układy termodynamiczne to np. wnętrze silnika, naczynie z gazem lub cieczą, w którym zachodzi jakaś interesująca przemiana, lub np. obszar całej elektrowni, dla którego określa się przepływy ciepła. Dzięki ograniczeniu danego zjawiska do układu można osobno rozpatrywać procesy wewnątrz układu i procesy wymiany energii między układem i otoczeniem, o którym dzięki temu nic nie musimy wiedzieć.

Układy termodynamiczne dzieli się na:

Układ termodynamicznie otwarty to taki układ, który może wymieniać masę i energię z otoczeniem.

Układ termodynamicznie zamknięty to taki układ, który nie wymienia masy z otoczeniem, natomiast może wymieniać energię. Układ zamknięty może być

:zamknięty adiabatycznie (do układu nie dopływa ciepło mimo różnicy temperatur - układ jest izolowany termicznie), ale może wymieniać energię na skutek wykonania pracy (np. ruch tłoka)

zamknięty diatermicznie (energia jest wymieniana na skutek przepływu ciepła i wykonywania pracy)

Układ termodynamicznie izolowany (odosobniony) - układ, który nie może wymieniać masy ani energii z otoczeniem zasady zachowania energii wynika, że suma wszystkich rodzajów energii układu jest stała. W szczególności nie zmienia się energia wewnętrzna układu, co jest ujęte w pierwszej zasadzie termodynamiki. Jego poszczególne elementy mogą wymieniać między sobą energię oraz masę, ale suma energii wszystkich przemian w układzie izolowanym musi być równa 0

73. zastosowanie praw i opisu termodynamiki do zjawisk i procesow w organizmie żywym: utlenianie i redukcja.

74.Ciepło jest formą energii (energią przekazywaną na sposób mikroskopowy), a zatem podlega ono jednemu z najbardziej podstawowych praw fizyki - zasadzie zachowania energii. W myśl tej zasady energia nie zanika bez śladu, a więc i ciepło też nie może nagle ginąć, lub powstawać z niczego podczas jego przemian termodynamicznych.

Podstawowe równanie bilansu cieplnego ma postać:

Ciepło oddane = Ciepłu pobranemu

lub, używając symboli:

Qpobr = Qodd

Oba ciepła będące składnikami równania są liczone jako dodatnie - tzn. należy tak podstawiać do wzoru składniki ciepła pobranego i oddanego, aby obliczone ciepło miało wartość dodatnią.

75. charakterystyka źródeł energii

autotrofy:energia słoneczna przekształcana na chemiczna w procesie fotosyntezy;chemosynteza

heterotrofy: glikoliza, cykl krebsa,fermentacja mlekowa,alkoholowa, przemiany glukozyi mleczanu w miesniach szkieletowych

76.Przemiany energii.

Organizmy żyją tak długo, jak długo

zachodzą w nich procesy przemiany energii i warunkujące je procesy

przemiany materii. Organizmy stale pobierają z otoczenia pewne składniki

pokarmowe; mogą one utleniać niektóre z nich, uzyskując w ten

sposób energię chemiczną, przetwarzaną następnie na inne formy energii.

Rośliny zielone mogą pochłaniać wprost energię kwantów światła

i przetwarzać ją na energię zawartą w związkach chemicznych.

77. z utlenienia jednej czasteczki glukozy w warunkach tlenowychjest nastepujacy

- z glikolizy 2* 1ATP-fosforylacja substratowa,2*ATPfosforylacja oksydacyjna.

- z utlenienia 2 czasteczek pirogronianiu do aktywnego octanu;2*3ATP-fosf.oksyd.

-z cyklu krebsa: 2*12 ATP/lacznie z powyzszych 36ATP

78.rodzaje mechanizmow transportu ciepla

Ciepło - w fizyce to jeden z dwóch sposobów, obok pracy, przekazywania energii układowi termodynamicznemu[1] polega na przekazywaniu energii chaotycznego ruchu cząstek (atomów, cząsteczek, jonów) w zderzeniach cząstek tworzących te układy [2]; oznacza formę zmian energii, nie zaś jedną z form energii[3] .

Dla odróżnienia ciepła jako zjawiska fizycznego od ciepła jako wielkości fizycznej używa się określenia wymiana cieplna[2] lub cieplny przepływ energii na określenie procesu, a ilość ciepła na wielkość fizyczną określającą zmianę energii wywołaną tym zjawiskiem.Ciepło przepływa między ciałami, które nie znajdują się w równowadze termicznej, tzn. gdy mają one różne temperatury i wywołuje zwykle zmianę temperatury[2]. Ciała te muszą pozostawać ze sobą w kontakcie termicznym - musi istnieć możliwość przepływu ciepła.Potocznie, przez ciepło rozumie się odczucie zadowolenia z przystosowania się organizmu do aktualnych warunków termicznych otoczenia. Naukowo to odczucie nazywa się komfortem cieplnym. Potoczne znaczenie słowa "ciepło" może być źródłem nieporozumień. Ponieważ w języku potocznym termin ten określa stan ciała, a w terminologii fizycznej - wielkość związaną z wymianą energii wewnętrznej. Transport ciepła (cieplny przepływ energii) może zachodzić poprzez:

• Przewodzenie ciepła - bezpośredni kontakt układów, wymiana energii odbywa się w wyniku oddziaływania cząsteczek ciał;

• Konwekcję - przenoszenie energii w cieczach i gazach nie na skutek ruchu pojedynczych cząsteczek, a w wyniku ruchu makroskopowych ilości substancji. Ruchy te występują na skutek różnicy gęstości substancji w różnych temperaturach (np. w polu grawitacyjnym planety ciepłe masy wody lub gazów unoszone są do góry, a chłodne masy opadają, ponieważ mają większą gęstość w pewnym zakresie temperatur), ruch płynu może być też wywołany inną przyczyną;

• Promieniowanie elektromagnetyczne - ruch drgający (przyspieszenie) ładunku elektrycznego w drgających cząsteczkach wywołuje promieniowanie elektromagnetyczne, zwane promieniowaniem termicznym (potocznie cieplnym), które może być pochłonięte przez inne ciało. Potocznie sądzi się, że za zjawisko transportu ciepła odpowiada promieniowanie podczerwone, podczas gdy dotyczy ono wszystkich długości promieniowania elektromagnetycznego. Błąd ten wynika zapewne stąd, że ciała w temperaturze pokojowej maksimum energii wypromieniowują właśnie w podczerwieni. Jednostką ciepła w układzie SI jest (od 1948 roku[1]) dżul [1J]. Tradycyjnie, we wzorach fizycznych, ciepło oznacza się literą QW innych układach jednostek ciepło wyrażane jest przez kalorie, ergi

82. zalety i wady diagnostyki termograficznej :

Zastosowanie tomografu dotyczy ogólnie zabużeń krążenia tętniczego, zylnego i lomfatycznego oraz zaburzeń przemiany materii. Badania tomograficzne znalazły pomocnicze

zastosowanie w następujacych przypadkach ; rak sutka, zmiany w układzie krążenia , zmianach reumatycznych, chorobach tarczycy.

Zalety:

a) metoda bezkontaktowa,

b) pomiary praktycznie bezinercyjne,

c) możliwość stosowania w badaniach szerokiej klasy materiałów,

d) stosunkowo łatwa interpretacja obrazów termicznych i możliwość gromadzenia danych.

które mogą, w razie potrzeby, być wykorzystane do dalszej, bardziej zaawansowanej

obróbki,

f) bezpieczne promieniowanie.

Wady:

a) trudność uzyskania jednorodnego, wysokoenergetycznego cieplnego impulsu

stymulującego,

b) wysoka cena tomografów podczerwieni,

c) możliwość detekcji lylko tych defektów, których właściwości termiczne różnią się od

83. zastosowanie termografi- wykaz zmian patologicznych:

* termografia w diagnostyce alergii - polega na badaniu reakcji skóry na odczynniki mogące powodować alergie (alergeny). Wprowadzenie alergenu powoduje zwiększenie gradientu temperatury w obszarze wprowadzenia. Zmiany te w wielu przypadkach są niewielkie i jedynie zastosowanie metody termograficznej może prowadzić do ich stwierdzenia. Dzięki dużej czułości pomiaru termowizyjnego oraz łatwości archiwizacji danych możliwa jest ocena dynamiki reakcji skóry oraz rejestracja i porównawcza analiza odczynów.

* termografia w ocenie ognisk zapalnych układu oddechowego - w pracach oceniającej wartość diagnostyczną badań termograficznych w zapaleniach płuc i oskrzeli stworzono normy obrazów termograficznych osób zdrowych. Stwierdzono, że obrazy cechują się symetrią. Porównywanie badań termograficznych oraz radiologicznych w zapaleniach płuc i oskrzeli pozawala uznać, że w przypadku stwierdzenia zgodności obszaru można zrezygnować z badania radiologicznego, które nie jest badaniem obojętnym dla zdrowia pacjenta. Dopiero przy rozbieżności badań termograficznych z normami dla osób zdrowych konieczne jest zastosowanie radiologii.

* termografia w monitorowaniu układu krążenia - w tym przypadku termografia znalazła zastosowanie w rozpoznawaniu zakrzepicy żył oraz przewlekłego zapalenia żył. Innym zastosowanie może być optymalne określenie poziomu amputacji kończyn, ponieważ skuteczność zabiegu zależy m.in. od tego, czy jest przeprowadzony w granicach zdrowych i dobrze unaczynionych tkanek.

* termografia w diagnostyce neurologicznej - tutaj termografię wykorzystuję się w badaniu czynnościowych zaburzeń ruchomości kręgosłupa przebiegających z bólem, wzmożonym napięciem mięśniowym. Ustępowanie objawów wiąże się ze zmianami temperatury, tak więc termografia może być sposobem na udokumentowanie przebiegu choroby.

* termografia w onkologii - stosuje się tutaj termografię w zakresie oceny i badań nowotworów skóry, nowotworów kości oraz raka gruczołu sutkowego.

84. przykład procesów na które istotny wpływ ma temperatura- uzasadnienie:

Temperatura wpływa na przebieg :

-dyfuzji Wpływ temperatury T na szybkość dyfuzji jest bardzo duży. Wiąże się to z drganiami termicznymi atomów, których amplituda rośnie z temperaturą. Drgania te dostarczają energii koniecznej do pokonania bariery energetycznej otaczającej każdy atom w sieci, co warunkuje przeskok atomu z jednego węzła sieci do drugiego, czyli dyfuzję.-

-osmozy

-transportu masy

- transportu ładunku-Zależności temperaturowe pozwalają na wyznaczenie energii aktywacji koncentracji i identyfikacje dominującego mechanizmu rozpraszania.

-procesów metabolicznych

- lepkość płynów ustrojowych

-trwałość struktór biologicznych

85.algorytm procesów termoregulacji w organiźmie człowiek :

Odpowiedzialne za wydzielanie ciepła w organizmie: ( Nie jestem pewna czy to o to chodzi )

* wątroba jest jednym z głównych narządów ogrzewających krew.

* drżenie mięśniowe - czyli szybkie skurcze powodują wzrost temperatury.

* cykle jałowe (czyli cykle w których z gradientu elektronów w mitochondrium nie tworzy się ATP tylko ciepło) powodują wzrost temperatury. Cykle jałowe są charakterystyczne dla brunatnej tkanki tłuszczowej.

* Działania hormonalne, takie jak zwiększenie lub spadek aktywności tarczycy więc i wydzielania hormonu tyroksyny

Odpowiedzialne za wymianę ciepła z otoczeniem, ograniczające ucieczkę ciepła z organizmu:

* wymienniki przeciwprądowe w przepływie krwi w kończynach, powietrza w nozdrzach.

* termiczne bariery izolacyjne takie jak: tkanka tłuszczowa, sierść, pióra.

Odpowiedzialne za oddawanie ciepła do otoczenia:

* Ułatwienie przepływu ciepła do powierzchniowych warstw organizmu np. kurczenie lub rozkurczanie naczyń krwionośnych skóry. W przypadku kiedy organizm dąży do zachowania ciepła, naczynia krwionośne kurczą się i krew nie może tracić ciepła poprzez kontakt z chłodniejszym powietrzem.

* zwiększenie odbioru ciepła poprzez parowanie - pocenie i ziajanie.

86. Zależność procesów wymiany ciepła od temperatury i wilgotności - straty ciepla

.Wilgotność powietrza -zawartośćpąry_wodnej wjx>wietrzu._.

Maksymalna wilgotność, czyli maksymalna ilość pary wodnej w określonej ilości

powietrza silnie zależy od temperatury powietrza. Im wyższa temperatura powietrza, tym

więcej pary wodnej może się w nim znajdować.

Przekroczenie maksymalnej wilgotności (np. w wyniku obniżenia temperatury powietrza)

powoduje skraplanie się pary wodnej. Dlatego właśnie powstaje wieczorna (nocna) rosa.

Nagrzane w dzień powietrze może zawierać w sobie dużo pary wodnej, gdy przychodzi

noc, powietrze ochładza się i spada przez to maksymalna ilość pary wodnej, która może

być w nim zawarta. Nadmiar pary wodnej skrapla się, tworząc na powierzchi ziemi

kropelki rosy (zobacz: punkt rosy).

Wilgotność charakteryzuje się na różne sposoby. Najpopularniejsze to:

wilgotność bezwzględna - masa pary wodnej wyrażona w gramach zawarta w 1 m⁵

powietrza,

wilgotność właściwa - masa pary wodnej wyrażona w gramach zawarta w 1 kg powietrza

(powietrza ważonego razem z parą wodną),

wilgotność względna - wyrażony w procentach stosunek ciśnienia cząstkowego pary

wodnej zawartej w powietrzu do prężności pary wodnej nasyconej w tej samej

temperaturze.

wilgotność maksymalna (hPa) = 6,1078 * 10(T * A) / (T + B)

T - temperatura w °C

dla temperatur > 0 stopnii °C

A = 7,5

B = 237,3

dla temperatur < 0 stopnii ^CC

A = 9,5

B= 265,5

Wilgotność względna powietrza 60% oznacza, że powietrze zawiera 60% ilości pary

nasyconej, która by mogła być w nim zawarta w tej temperaturze. Wilgotność 0% oznacza,

że w powietrzu nie ma pary wodnej. Powietrze dobrze przybliża gaz doskonały dlatego

maksymalna ilość pary może być wyrażona w jednostkach masy, ciśnienia, lub objętości.

Do pomiaru wilgotności powietrza używa się różnego rodzaju psychometrów i

higrometrów z których najprostrzym jest higrometr włosowy. Wilgotność wyznacza się też

poprzez wyznaczanie punktu rosy.

naturalna ciepłota ciała, która u zdrowego dziecka waha się między 36,5 a 37,5°C. W

różnych miejscach ciała nie jest jednakowa - pod pachąjest o 0,5°C niższa niż w pupie,

zależy też od pory dnia - najniższa jest około 4 rano, najwyższa o godz. 18.

W większości przypadków przyczyną wzrostu temperatury są bakterie i wirusy. Jednak u noworodków skoki temperatur)' mogą być spowodowane przegrzaniem lub wysiłkiem, gdyż ośrodek termoregulacji nie jest u nich w pełni rozwinięty. Zdarza się czasem, że temperatura rośnie z powodu nadmiaru wrażeń; w takiej sytuacji opada po kilku godzinach.

Jeżeli temperatura wzrasta do 37,5-38^cC, to jest to stan podgorączkowy; jeśli przekracza

38°C - mówimy o lekkiej gorączce. Gdy słupek rtęci w termometrze osiągnie 38,5°C, to

znak, że gorączka jest wysoka i wymaga obniżania

87. Zmiany wilgotności- tolerancja organizmu człowieka

•Decyduje o wymianie ciepła z otoczeniem

•Przy temperaturze powietrza niższej od 30oC nie stwierdza się istotnego wpływu wilgotności na temp. skóry

•Optymalny komfort klimatologiczny występuje dla: wilg. 40-75% przy temp 25-35oC

•Przy temp. skóry niższych od temp. otoczenia i wysokiej wilgotności -parowanie nie występuje - człowiek słabo toleruje takie warunki

•Do 15 min tolerujemy temp ok..120oC przy zerowej wilgotności - temp skóry nie wzrasta

•Istotny wpływ na wymianę ciepła z otoczeniem ma prędkość ruchu powietrza

•W środowisku wodnym mechanizmami odpowiedzialnymi za straty cieplne są przewodnictwo oraz konwekcja

88. Krioterapia

Zabieg ogólnoustrojowy lub lokalny o działaniu stymulującym lub przeciwzapalnym przeprowadzony ogólnoustrojowo lub lokalnie w temp. poniżej -100? C przez czas 1,5 do 4min

• Działanie:

- Ustąpienie dolegliwości bólowych

- Przekrwienie powłok

- Działanie przeciwobrzękowe

- Wzrost siły mięśni

- Wzrost wydzielania hormonów i endorfin

- Przyspieszenie gojenia się blizn

89. Prawo ciśnień cząstkowych Daltona- interpretacja, wybrana konsekwencja
    biologiczna

Prawo ciśnień cząstkowych

Prawo Daltona, inaczej prawo ciśnień cząstkowych (J. Dalton, 1810 r.), mówi że:

"Ciśnienie wywierane przez mieszaninę gazów jest równe sumie ciśnień wywieranych

przez składniki mieszaniny, gdyby każdy z nich był umieszczany osobno w tych samych

warunkach objętości i temperatury (suma ciśnień cząstkowych)."

W formie matematycznej można je wyrazić jako:

gdzie:

P - ciśnienie w mieszaninie k-składnikowej (objętość V i temperatura T)

pi - ciśnienie cząstkowe (parcjalne) składnika "i" (objętość V i temperatura T)

Prawo Daltona jest słuszne dla gazów doskonałych nie reagujących z sobą. Dla gazów

rzeczywistych jest słuszne jedynie dla gazów rozrzedzonych i w wysokiej temperaturze

(znacznie powyżej punktu krytycznego

90..Podstawowe prawa ruchu falowego: odbicie, załamanie, dyfrakcja, interferencja

Zjawiska typowe dla rozchodzenia się fal w ośrodkach sprężystych to ugięcie (dyfrakcja), załamanie, odbicie oraz interferencja.

• Dyfrakcja zachodzi dla każdego rodzaju fal w warunkach rozchodzenia się fali w ośrodku niejednorodnym, gdy fala płaska padając na przeszkodę może w pewnym stopniu docierać także do obszaru należącym geometrycznie do cienia tej przeszkody. Model Huygensa - Fresnela tłumaczy zjawisko to faktem, że każdy punkt ośrodka, do którego fala dociera, tworzy nowe źródło fali kulistej. Gdy jest wiele takich elementarnych fal kulistych, mogą one oddziaływać ze sobą nawzajem, tworząc nowe fale i nowe czoło falowe. Fale te tworzą się w pewnym obszarze i dają w rezultacie nową, złożoną falę płaską. Jeżeli mamy obszar granicy cienia geometrycznego, tworzy się tzw. struktura interferencyjna pomiędzy oświetlonym rejonem a strefą cienia przeszkody. Dyfrakcja zachodzi również na odpowiednio cienkich w stosunku do długości fal szczelinach. W praktyce ugięcie fal objawia się jako odgięcie fal prostoliniowych w obecności krawędzi obiektów nieprzejrzystych dla danego typu promieniowania.

• Załamanie się fali (refrakcja) przejawia się zmianą kierunku rozchodzenia się dowolnej fali podczas przejścia przez powierzchnię graniczna dla dwóch różnych pod względem właściwości ośrodków. Istotne jest, że przy takim przejściu prędkość propagacji fali w drugim ośrodku jest inna niż w pierwotnym. Pociąga to za sobą zmianę tzw. współczynnika załamania fali, czyli wielkości charakterystycznej dla danego ośrodka (szkło, ciecze, powietrze itp.) Bezwzględny współczynnik załamania światła w ośrodku jest zdefiniowany jako stosunek prędkości fali w poróżni do jej prędkości fazowej w ośrodku, do którego światło przechodzi, zgodnie ze wzorem:

n = c/v

Analogicznie, względny współczynnik załamania jest współczynnikiem liczonym względem pewnego ośrodka, do którego fala przechodzi z innego ośrodka pierwszego i jest on ściśle związany z długością fali w danych ośrodkach. Zjawisko załamania może ponadto mieć miejsce w sytuacji, gdy w jednorodnym ośrodku następuje ciągła zmiana prędkości fazowej fali, np. na skutek zmiany gęstości tego ośrodka. Załamanie światła zachodzi zawsze w zgodzie z prawem Snelliusa, które głosi, że kierunek rozchodzenia się fal: padającej i odbitej znajduje się w jednej i tej samej płaszczyźnie. Z załamaniem często wiąże się częściowe odbicie fal padających,

• Odbicie fali polega na gwałtownej zmianie kierunku propagacji fal na granicy różnych optycznie ośrodków. Ośrodki te mogą być przykładowo powietrzem i szkłem, lub szkłem i wodą. Zgodnie ze znanym z optyki prawem odbicia, kat, pod jakim fala pada, jest zawsze równo co do wartości kątowi, pod jakim się odbija. Możliwe jest też tzw., całkowite odbicie wewnętrzne fali, zachodzące, gdy fala ta pada na granicę pomiędzy ośrodkiem gęstszym i rozrzedzonym w stosunku do początkowego pod odpowiednio dużym kątem, przewyższającym pewien kąt graniczny. Fala taka przechodzi wówczas praktycznie do ośrodka rzadszego.

• Interferencja fal polega na założeniu się i oddziaływaniu ze sobą dwóch lub więcej pojedynczych składowych ruchu falowego. Efekt ten prowadzi do osłabieniu pewnych obszarów wypadkowych fal padających na ekran (tzw. prążki dyfrakcyjne) przy różnych fazach i znoszeniu się grzbietu falowego z dolinką oraz wzmocnieniu jasności innych obszarów na ekranie (ma to miejsce gdy fazy składowych fal są zgodne lub sobie bardzo bliskie.) Efekt ten, bardzo ciekawy także z punktu widzenia mechaniki kwantowej, gdzie interferują ze sobą również cząstki, a zatem tzw. fale materii, ma dość istotne zastosowanie praktycznie, m.in. interferometria, uzyskiwanie dobrej zdolności rozdzielczej dla przyrządów, holografia w dziedzinie fal światła oraz wytwarzanie fal aktywnie zmniejszających hałas przy wykorzystaniu interferencji odpowiednio dobranych fal akustycznych. Poniższe wykresy obrazują przykłady interferencji konstruktywnej (wzmocnienie natężenia) oraz destruktywnej fal.

91 Mechanizm i konsekwencje absorpcji fali mechanicznej i elektromagnetycznej.

RÓŻNICA: Do rozchodzenia się fal mechanicznych, np. dźwięku, potrzebny jest ośrodek materialny, natomiast fale elektromagnetyczne nie wymagają obecności ośrodka i mogą rozchodzić się również w próżni.

Fala elektromagnetyczna rozchodzi się bardzo dobrze oraz bardzo szybko w próżni. W ośrodkach materialnych pewna ilość energii fali jest utracona oraz ulega zamianie na energię wewnętrzną ciała. Zjawisko to nazywa się absorpcją albo pochłanianiem. Na skutek absorpcji fala ulega częściowemu osłabianiu, natomiast stopień osłabienia uzależniony jest od własności ośrodka, grubości warstwy, przez którą przechodzi fala a także od częstotliwości fali. Małe niejednorodności ośrodka zakłócają prostoliniowy bieg światła oraz część fali ulega rozproszeniu praktycznie we wszelkich możliwych kierunkach (tyczy się to przede wszystkim fal długich).

- wzrost temperatury po zaabsorbowaniu energii elektromagnetycznej przejścia fazowe w strukturach błonowych i kompleksach białkowych może być całkowita zmiana ich własności bardzo groźna dla komórek.

- pod wpływem pola elektromagnetycznego może dochodzić do przemieszczania się lub skręcania struktur w obrębie tak ważnych organelli komórkowych jak mitochondria czy rybosomy zaburzenia czynnościowe tych elementów komórki.

- absorpcja promieniowania elektromagnetycznego może wpływać np. na tunelowanie protonowe i poprzez to powodować izomeryzację zasad w DNA.

92. Budowa atomu - układ złożony z jądra, którego ładunek elektryczny jest dodatni i które skupia prawie całą masę atomową oraz z otaczających jądro ujemnie naładowanych elektronów.

Podstawowe założenia teorii Bohra

1. Elektron porusza się po orbicie kołowej i podlega prawom fizyki klasycznej (równowaga zapewniona przez prawo Coulomba i II zasadę dynamiki Newtona). Siła przyciągająca między ładunkiem a jądrem jest równoważona przez siłę odśrodkową.

2. Zamiast nieskończonej liczby orbit, które dozwolone są z punktu widzenia mechaniki klasycznej, elektron może poruszać się tylko po takich orbitach, dla których orbitalny moment pędu L spełnia warunek:

, n= 1,2,3,...

Jest to tzw. postulat kwantowy.

3. Całkowita energia na danej orbicie stacjonarnej jest stała: E=const A zatem Bohr przyjął, że elektron nie traci energii!

4. Przy przejsciu elektronu z jednej orbity na drugą atom wysyła promieniowanie.

• moment pędu elektronów krążących wokół jądra może przyjmować tylko wartości podane wzorem:

L = mvr = nh/2∏ Są to stany stacjonarne atomu dla n = 1, 2, 3, …

• każdemu przejściu atomu z jednego stanu stacjonarnego w inny towarzyszy emisja bądź absorpcja promieniowania o energii hv = E₁ - E₂

• ruch elektronu w stanie stacjonarnym jest opisany równaniami mechaniki klasycznej; elektron nie wypromieniowuje wówczas energii

kwantowa struktura światła - Zgodnie z założeniami mechaniki kwantowej, światło możemy rozpatrywać nie tylko pod postacią fali elektromagnetycznej, ale także jako "strumień" cząstek zwanych fotonami, które poruszają się w próżni z prędkością c (zwaną prędkością światła). Cząstek tych nie powinno się traktować jak klasycznych "kul bilardowych", lecz jako cząsteczki wywodzące się z mechaniki kwantowej, opisywane przez funkcję falową rozciągniętą na skończony obszar. Każda z cząstek jest nośnikiem energii o wartości równej hf, gdzie h jest stałą Plancka, natomiast f oznacza częstotliwość światła.

93. Budowa jądra atomowego - jądro ma średnicę rzędu 10^-15 m, składa się z nukleonów (protony, neutrony) Energia wiązania nukleonów w jądrze - istniejące w jądrze siły, które wbrew odpychającemu działaniu sił kulombowskich wiążą jednak jądro w całości, nazywane są siłami jądrowymi. Aby móc wyrwać jeden nukleon z jądra trzeba przeciw tym siłom wykonać pracę, czyli doprowadzić do układu energię. Zgodnie z zasadą zachowania, energia doprowadzona musiałaby być co najmniej równa pracy zużytej na wyrwanie cząstki i nie zależałaby od sposobu usunięcia cząstki z jądra, jedynie od rodzaju jądra. Energię te nazywamy energią wiązania nukleonu w jądrze. Miarą energii wiązania E całego jądra jest praca, którą należałoby wykonać przeciw siłom jądrowym w celu dokonania „całkowitej rozbiórki” jądra na jego części składowe, tzn. w celu oderwania od siebie kolejno wszystkich nukleonów występujących w danym jądrze.

Defekt masy - masa jądra utworzonego wskutek syntezy nukleonów jest mniejsza od sumy mas nukleonów tworzących to jądro. Różnica ta, zwana defektem masy, równoważna jest według wzoru Einsteina (E=mc²) energii wiązania. Można ją łatwo obliczyć dokonując porównania masy nukleonów tworzących dane jądro z masa utworzonego jądra.

94. Prawo rozpadu - zjawisko promieniotwórczości jest procesem podlegającym określonym prawidłowościom. Dla wszystkich jąder atomów danego pierwiastka promieniotwórczego prawdopodobieństwo rozpadu jest jednakowe. Liczba rozpadających się w jednostce czasu jąder jest proporcjonalna do liczby aktualnie istniejących, tzn. tych, które jeszcze nie uległy rozpadowi.

Promieniowanie α jest to emisja jądra atomu helu, skutkiem czego jądro pierwiastka promieniotwórczego przekształca się w jądro innego pierwiastka, zgodnie z zapisem:

Promieniowanie β ma charakter bardziej złożony. Możemy mieć do czynienia z promie­niowaniem β^- - emisja elektronów i promieniowaniem β⁺ - emisja pozytonów. Rozpady te przedstawimy w postaci:

lub

Jądra atomowe składają się z neutronów i protonów, a więc emisja cząstek β musi być związana z przemianami tych nukleonów w jądra pierwiastków promieniotwórczych. W jądrach tych zachodzą reakcje przemian nukleonów z jednoczesną emisją elektronów lub pozy­tonów poza jądro atomowe. W przypadku rozpadu β^- w jądrze atomowym zachodzi przemiana neutronu w proton zgodnie ze wzorem:

a w rozpadzie β⁺ protonu w neutron:

W obu wypadkach następuje również emisja cząstek zwanych neutrinem, lub antyneu­trinem . Są to cząstki elektrycznie obojętne, o własnym momencie pędu (spinie) „połówkowym,” masie spoczynkowej równej zero i poruszające się z szybkością równą szyb­kości światła w próżni. Dzięki swoim własnościom emisja ich nie wywołuje żadnych zauwa­żalnych zmian w otaczającym jądra promieniotwórcze środowisku. Mówimy, że neutrina nie oddziaływują lub oddziaływują bardzo słabo z materią.

Promieniowanie γ jest promieniowaniem elektromagnetycznym towarzyszącym prze­mianom α i β i nigdy nie występuje samodzielnie. Powstałe po rozpadzie α lub β jądra ato­mowe są najczęściej w stanie wzbudzonym. Nadmiar energii wypromieniowują w postaci kwantu promieniowania elektromagnetycznego będącego promieniowaniem γ.

95. Okres połowicznego rozpadu - czas, w którym połowa początkowej ilości jąder ulegnie rozpadowi nosi nazwę okresu T połowicznego rozpadu pierwiastka. Jest on różny w zależności od pierwiastka i mieści się w zakresie od 10¹⁴ lat do 10^-7 s.

N₀ - liczba jąder w chwili początkowej t = 0, które się jeszcze nie rozpadły w czasie t

N - licz. jąder, które jeszcze nie uległy rozpadowi w czasie

λ- stała rozpadu

Zależność ta przedstawiona graficznie nosi nazwę krzywej rozpadu. Wykreślenie jej w sposób doświadczalny pozwala oznaczyć okres połowicznego rozpadu danego pierwiastka promieniotwórczego.

96. Przewodnictwo elektronowe (przewodnictwo typu n) - to przenoszenie ładunku elektrycznego przez ciało pod działaniem zewnętrznego pola elektrycznego w którym nośnikiem ładunków są elektrony. W modelu pasmowym krystalicznych ciał stałych zjawisko polegające na tym, że elektrony zajmujące stany kwantowe w obrębie pasma przewodnictwa przesuwają się do sąsiednich nieobsadzonych stanów kwantowych w obrębie tego pasma, w kierunku przeciwnym do kierunku wektora pola elektrycznego. W przewodnictwie elektronowym uczestniczą jedynie elektrony. W metalach elektrony przewodnictwa stanowią elektrony walencyjne poszczególnych atomów. W sieci krystalicznej odrywają się one od swoich atomów i zaczynają swobodnie poruszać się w całej objętości metalu, tworząc tzw. gaz elektronowy. Koncentracja elektronów przewodnictwa w metalach nie zależy od temperatury, natomiast ruchliwość elektronów maleje ze wzrostem temperatury (wskutek swoistego tarcia spowodowanego zderzeniami elektronów z drgającą nieharmonicznie siecią krystaliczną), co w konsekwencji powoduje zmniejszenie przewodnictwa elektrycznego właściwego. Dla metali spełnione jest prawo Ohma.

Przewodnictwo typu jonowego - to przewodnictwo elektryczne, przy którym nośnikami prądu elektrycznego są jony. Można je wywołać w gazie przez wytworzenie jonów przy pomocy różnych metod, np. wysoka temperatura, promieniowanie jonizujące. Ten typ przewodnictwa występuje w cieczach lub gazach. Źródłem nośników prądu jest zazwyczaj elektrolit rozpuszczony w cieczy, np. sole w wodzie.

97. Interpretacja podstawowych wielkości charakteryzujące pole elektryczne.

Natężenie pola elektrycznego - wektorowa wielkość fizyczna opisująca pole elektryczne.

Natężenie pola elektrycznego jest równe sile działającej na jednostkowy dodatni ładunek próbny, co matematycznie wyraża się jako stosunek siły {F}, z jaką pole elektrostatyczne działa na ładunek elektryczny, do wartości q tego ładunku.

98. Charakterystyka materiałów (izolator, przewodnik, dielektryk,ferromagnetyk, paramagnetyk, diamagnatyk) minimum 3 rodzaje materiałów- wskazana znajomość modelu pasmowego.

Izolator elektryczny - materiał, który nie przewodzi prądu elektrycznego.Izolatorami są np.: szkło, porcelana, specjalna guma, , suche powietrze, próżnia. Ciekawostką jest, że czysta chemicznie woda też jest dobrym izolatorem.

Ogólnie izolatory elektryczne to substancje lub wyroby z nich wykonane w których nie występują elektrony swobodne albo inne cząstki naładowane lub zdysocjowane, które mogłyby się swobodnie poruszać w ich wnętrzu lub po ich powierzchni.

Najistotniejszymi parametrami charakteryzującymi izolatory elektryczne są:

* napięcie przebicia - zwane czasem wytrzymałością elektryczną,

* prąd upływu

* współczynnik strat dielektrycznych

Przewodnik elektryczny - substancja, która dobrze przewodzi prąd elektryczny, a przewodzenie prądu ma charakter elektronowy. Atomy przewodnika tworzą wiązania, w których elektrony walencyjne (jeden, lub więcej) pozostają swobodne (nie związane z żadnym z atomów), tworząc w ten sposób tzw. gaz elektronowy.

Przewodniki znajdują szerokie zastosowanie do wykonywania elementów urządzeń elektrycznych.

Do najpopularniejszych przewodników należą (uporządkowane wg wzrostu przewodności właściwej): woda, grafit, żelazo, stal, aluminium, złoto, miedź, srebro

Dielektryk, izolator elektryczny - materiał, w którym występuje niska koncentracja ładunków swobodnych w wyniku czego bardzo słabo przewodzony jest prąd elektryczny. Oporność właściwa dielektryków jest większa od 106 ?m (dla dobrych przewodników, np. metali, wynosi 10-8-10-6 ?m).

W fizyce ferromagnetyk to ciało, które wykazuje własności ferromagnetyczne. Znajdują się w nim obszary stałego namagnesowania (tzw. domeny magnetyczne), wytwarzające wokół siebie pole magnetyczne. Do ferromagnetyków należą m.in. żelazo, kobalt, nikiel i niektóre stopy oraz metale przejściowe z grupy żelaza i metale ziem rzadkich.

Ferromagnetyki dzieli się umownie na:

* twarde - zachowują stan namagnesowania pomimo zmian zewnętrznego pola magnetycznego,

* miękkie - tracą zewnętrzne namagnesowanie po usunięciu pola magnetycznego zachowując jedynie namagnesowanie resztkowe znacznie mniejsze od maksymalnego,

* półtwarde - zachowują stan namagnesowania, ale jest on stosunkowo łatwy do usunięcia.

Paramagnetyzm - zjawisko magnesowania się makroskopowego ciała w zewnętrznym polu magnetycznym w kierunku zgodnym z kierunkiem pola zewnętrznego. Substancja wykazująca takie własności to paramagnetyk

diamagnetyk «ciało o przenikalności magnetycznej mniejszej niż przenikalność magnetyczna próżni»

Energetyczny model pasmowy jest używany w elektronice głównie do wyjaśniania przewodnictwa w ciałach stałych i niektórych ich własności.

99. Podstawowe wielkości charakteryzujące prąd elektryczny (definicje i jednostki)

Prąd elektryczny - każdy uporządkowany (skierowany) ruch ładunków elektrycznych. Ruch ten zazwyczaj jest powodowany obecnością pola elektrycznego (różnicy potencjałów).

Natężenie prądu

Wielkości opisujące prąd elektryczny;

1. Ładunek elektryczny- cecha, która decyduje o zdolności ciał do udziału w oddziaływaniach elektrostatycznych. Oznaczenie Q (q), jednostka: kolomb (C)

2. Natężenie prądu- Stosunek przepływającego ładunku do czasu jego przepłynięcia. Oznaczenie I = q/t, jednostka :amper(A)

3. Napięcie elektryczne- różnica potęncjałów pomiędzy pomiędzy dwoma naelektryzowanymi w różnym stopniu ciałami.Istnienie napięcia warunkuje przepływ padu eklektycznego. Oznaczenie U = W/q, jednostka, wolt (V)

4. Opór elektryczny- Stosunek przyłożonego do przewodnika napięcia do uzyskanego w ten sposób natężenia prądu przepływającego przez przewodnik. Oznaczenie: R = U/I, jednostka: om

5. Praca prądu- Jest to praca wykonywana przez prąd elektryczny,oznaczenie: W = UIt, jednostka: dżul (J)

6. Moc prądu- Praca, jaką wykonuje prąd w jednostce czasu. Oznaczenie: P=W/t=UI, jednostka: wat (W)

100. Prawa przepływu prądu elektrycznego.

Pierwsze prawo Kirchhoffa - prawo dotyczące przepływu prądu w rozgałęzieniach obwodu elektrycznego. Prawo to wynika z zasady zachowania ładunku czyli równania ciągłości. Wraz z drugim prawem Kirchhoffa umożliwia określenie wartości i kierunków prądów w obwodach elektrycznych.

Sformułowanie I prawa Kirchhoffa

Suma natężeń prądów wpływających do rozgałęzienia, równa jest sumie natężeń prądów wypływających z tego rozgałęzienia.

Sformułowanie II prawa Kirchhoffa

Suma wartości chwilowych sił elektromotorycznych występujących w obwodzie zamkniętym równa jest sumie wartości chwilowych napięć elektrycznych na elementach pasywnych tego obwodu.

101. Elektryczne obwody drgające- Układ idealny: zmiana ładunku w czasie- równanie, wykres

Rzeczywiste kondensatory nie są w stanie utrzymać ładunku dowolnie długo. Rzeczywisty kondensator (kondensator stratny) przedstawia się jako układ idealnego kondensatora z przyłączoną do niego równolegle rezystancją R o dużej wartości. Zjawisko strat energii, spowodowane niedoskonałościami konstrukcji kondensatora i własnościami użytego materiału dielektryka, nazywa się upływnością kondensatora. Elektryczny obwód drgający - nazywamy obwód składający się z kondensatora i zwojnicy. Ładunek na kondensatorze w obwodzie zmienia się w czasie harmonicznie.

102. Elektryczne obwody drgające- układ z tłumieniem: zmiana ładunku w czasie- równanie, wykres

Drgania - nazywamy zjawisko fizyczne, w którym następują okresowe zmiany wielkości charakteryzujących stan układu. Drgania tłumione - ruchem harmonicznym tłumionym nazywamy taki ruch, który odbywa się z oporami ośrodka. W takim przypadku energia maleje w czasie, zatem maleje również amplituda drgań, natomiast okres drgań pozostaje wielkością stałą. Elektryczny obwód drgający - nazywamy obwód składający się z kondensatora i zwojnicy. Ładunek na kondensatorze w obwodzie zmienia się w czasie harmonicznie.

105.

Skóra początkowo krótkotrwałe zwężenie naczyń krwionośnych a następnie silne rozszerzenie (strumień galwaniczny powstający pod wpływem uwalnianej histaminy)przekrwienie utrzymuje się do 2h i zwiększa się przepuszczalność naczyń a więc zwiększa się resorpcja wysięków krwiaków obrzęków

Rozszerzenie naczyń położonych głębiej w wyniku podrażnienia receptorów układu AUN(wegetatywnego) utrzymuje się do kilku godzin pozwala na poprawę krążenia a tym samym zwiększa możliwość odżywiania tkanek (zapobiega zanikom mięśniowym

106. Własności elektromagnetyczne substancji biologicznych

Istotne znaczenie dla funkcjonowania organizmu mają wielopierścieniowe polfiryny np. B₁₂ - posiadają własności półprzewodników . W polu elektromagnetycznym prawdopodobnie pojawiają się zaburzenia w metaboliźmie porfiryn

• Zdecydowana większość cząsteczek organicznych ma własności diamagnetyczne. W przypadku rozerwania wiązań powstają wolne rodniki które mają własności paramagnetyczne. Mechanizmy wolnorodnikowe w obecności zewn. pól magnetycznych wpływają na:

- procesy nowotworowe

- radiolizę wody, białek, kwasów nukleinowych

107 oddziaływanie pól e-magnetycznych stałych i wolnozmiennych na organizm człowieka

1. Składowa elektryczna

Przewodność właściwa mała - pole elektryczne wewnątrz organizmu - małe -wpływ możemy zaniedbać

2. Składowa magnetyczna powoduje:

- przesunięcia cząsteczek naładowanych oraz dipoli

- oddzialywanie na poruszające się jony oraz błony komórkowe

- oddzialywanie na sieci neuronowe

108. Działanie prądów impulsowych małej częstotliwości na organizm człowieka

• Motoryczne - powodują skurcze mięśni- zwiększają przemianę materii, zwiększają siłę mięśni, działają tonizująco

• Układ krążenia - wywołują przekrwienie wysiłkowe, elektryczna blokada zwojów nerwowych prowadzi do zmniejszenia napięcia sympatycznego i rozszerzenia naczyń

• Przeciwbólowe - pobudzenie układów hamujących ból jak również usuwaniem przyczyn bólu przez rozluźnienie mięśni

109. Prądy interferencyjne- określenie, wady, zalety:

*Powstają w wynikunakładania się dwu prądów sinusoidalnych 4000Hz i 3900Hz lub 4000Hz i 4100Hz przesuniętych w fazie o đ. W wyniku interferencji powstaje prąd zmodulowany o częstotliwości od 0 do 100Hz mierzonej dla obwiedni. Maksymalne efekty interferencyjne powstają wew. tkanek( przy 4 elektrodach z dynamicznym rozkładem czasu pracy rozkład prądów interferencyjnych ma kształt czterolistnej koniczynki.

Zalety:

Działają na zasadzie wykorzystania interferencji dwóch prądów o średniej częstotliwości bezpośrednio w tkance, przy czym jeden obwód posiada częstotliwość stałą a drugi zminnA i nastawiana.

zaleta jest lzejsze pokonywanie oporu skórnego tkanki, dobra tolerancja w stosunku do małych i sensytywnych i motorycznych podraznien i uzyskanie efektu interferencji również w głębi tkanki.

działa bezpośrednio na miesnie, nerwy , poprawia przekrwienie ( hiperemię) i żywienie tkanki, w efekcie współdziałanie przede wszystkim dylatacja układu wazo, analgezja i tolerancja tkanki według nastawienia częstotliwości i jej modulacji można osiągnąć działania drażniące motoryczne(nawet do doprowadzenia do gimnastyki mięsni), albo osiągnąć ustąpienie podwyższonego napiecia miesni: wywołac wyraźniejsze działanie analgetyczne i spazmolityczne, albo zmienne drażniące i tłumiące ( mające wpływ na resorpcję opuchlizm i wypocin).

• maja działanie przeciwbulowe

• wpływaja na AUN

• rozszerzaja naczynia krwionosne

• pobudzaja miesnie do skurczu

• usprawniaja procesy odzywcze i przemiany zachodzące w organiźmie

wad nie ma ...

110.

Prądy interferencyjne - zależnośc efektów biologicznych od częstotliwości:

• 0-10 Hz - skurcze mięśni synchroniczne z impulsami

• 25-50 Hz - pobudzenie mięśni szkieletowych, kożystny wpływ na krązenie obwodowe

• 50-100 Hz - działanie przeciwbólowe, przekrwienie, sprzyja resorpcji, obniża napięcie mięsni

• 90-100 Hz - działa tłumiąco na układ sympatyczny, działanie przeciwbólowe

111.

Diatermia krótkofalowa - mechanizm, mozliwe reakcje organizmu:

w wyniku apsorpcji pola wewnątrz organizmu wytwarzane jest ciepło ( bez transferu z warstw zewnętrznych ) - uwaga: promieniowanie

reakcje w organizmie:

• rozszezenie naczyń

• zmniejszenie pobudliwosci nerwowo mięsniowej

• zmniejszenie napięcia mięśni

• przyspieszenie procesów wchłaniania

działanie przeciwbólowe

112.

Elektromagnetyczne pola wysokiej częstotliwości - mechanizm powstawania efektów cieplnych w organiżmie człowieka:

podstawowym efektem w organiżmie człowieka jest efekt cieplny

• fale radiowe = efekt cieplny w wyniku strat przewodzenia

• mikrofale= efekt cieplny w wyniku strat dialektrycznych(obroty dipoli w ośrodku lepkim)

progowy efekt cieplny(min. odczucia cieplnego -1st.C ) - ë=0,1m (mikrofale) - progowa gęstość mocy = 100W/m2

przekroczenie progu przy bezpośrednim działaniem na mózg prowadzi do porażnie termicznego polegającego prawdopodobnie na uszkodzeniu układu termoregulacyjnego

113.

Niekorzystne skutki oddziaływan elektromagnetycznych na organizm człowieka - metody ochrony:

skutki zależą od :

• czestotliwosc pola

• ilość pochłoniętej energii

• miejsce pochłaniania

• przebiegu ekspozycji

niekoprzystne skutki:

• otwieranie i zamykanie kanałów jonowych np. wypływ jonów wapnia z mózgu przzy częstotliwosci 147 MHZ modulowanych czestotliwoscia 6-20 Hz i 60Hz

• wzrost ryzyka rozwoju chorób nowotworowych u osób mieszkajacych w poblizu lini energetycznych, stacji nadawczych, generatorów m.cz. - odległe skutki statystyczne, brak jednoznacznych dowodów - lepiej "dmuchać na zimne"

Metody ochrony:

• bierne(organizacyjne) - automatyzacja obslugi, czas pracy, ograniczenia wiekowe i zdrowotne

• czynne ( techniczne) ekranowanie, siatki bryły, konstrukcja źródeł

114.

własności promieniowania jonizującego: każde promieniowanie zdolne do jonizacji atomów i cząsteczek powstaje w wyniku

• procesów hamowania lub przyspieszania cząstek naładowanych,

• przejsć elektronowych z wewnętrznych powłok elektronowych,

• przemian jądrowych.

charakteryzuje sie duzą przenikliwościa

115.

Charakterystyka wybranych zródeł promieniowanie jonizujacego:

· Aparaty rentgenowskie (promieniowanie miekkie i twarde)(hamowania, charakterystyczne) - zast. Diagnostyka, radioterapia

Aparat rentgenowski jest to urządzenie do wytwarzania i wykorzystywania promieniowania rentgenowskiego, składa się miedzy innymi z transformatora wysokiego napiecia, prostownika prądu elektrycznego, układu sterowania, lampy rentgenowskiej i ewentualnie ekranu rentgenowskiego. Aparat rentgenowski posiada ołowianąobudowę która zapobiega niekontrolowanej emisji promieni rentgenowskich z urządzenia. Twarde promieniowanie rentgenowskie - długos c fali od 5pm do 100pm. Miękkie promieniowanie rentgenowskie - długość fali od 0,1nm do 10nm

Budowa jądra atomowego: jądro atomu składa się z nuklonów czyli protonów i neutronów.

Rozpady promieniotwórcze:

- rozpad α
^A_ZX ≥ ^A-4_Z-2Y + ⁴₂α

- rozpad β
^A_ZX ≥ ⁰_-1β + ^A_Z+1Y

· Akcelelatory liniowe - zastosowanie medycyna nuklearna

Akcelelator liniowy - liniak - rodzaj akceleratora w którym przyspieszane czastki poruszaja się po torach w przybliżeniu prostoliniowym

Do przyspieszenia może być uzywane pole elektryczne:

- o stałym kierunku i wartości( akcelerator elektorstatyczny)

- o zmiennej wartości o wysokiej czestości - indukowane synchronicznie z przelotem czastek przez szczeliny w ukladnie cylindrycznych elektrod: pole elektryczne bieżącej(akcelerator liniowy z fala biezaca) luba stojacej (akcelerator liniowy z fala stojaca) w fali elektromagnetycznej (indukowane w falowodzie ) . Jednym z najbardziej znanych jest akcelerator liniowy uniwersytetu Stanforda - SLAC.

Zastosowania

Akcelerator liniowy jest stosowany do przyspieszania ciezkich jonow. Rozpedzanie masywnych czastek w cyklotronie wymagaloby uzycia bardzo silnych elektromagnesow do zakrzywienia ich torów. Z drugiej strony akceleratory liniowe stosuje się również do przyspieszania lekkich czastek (np. elektronów) do predkosci relatywistycznych.

W cyklotronie czastki te traca znaczna ilość energii na promieniowanie synchrotronowe

· Betatrony - zastosowanie: TK(pozytonowa)

· Betatron - akcelerator indukcyjny, rodzaj akceleratora cyklicznego służacy do przyspieszenia elektronow uzyskiwanie energi przez elektrony w betatronach ogranicza promieniowanie elektronow gdyz kraza po orbitach kołowych. Przy duzych prędkościach wypromieniowanie narasta i powoduje wytracenie elektronow z orbity stabilnej. By zmniejszyc promieniowanie które jest proporcjonalne do przyspieszenia (tu dośrodkowego) buduje się betatrony o większej średnicy. Przyspieszajac czastki do prędkości porównywalnych z prędkością swiatła napotyka się wówczas na problem relatywistycznego wzrostu masy przyspieszanej czastki który sprawia ze przyspieszane czastki wypadaja z akceleratora. W betatronie elektrony przyspieszane są na stabilnej orbicie cykl przyspieszenia wynosci 1 okresu sinusoidalnie zmiennego napiecia zasilania. Pod koniec przyspieszania dodatkowy impuls pola kieruje elektrony na tarcze gdzie w wyniku promieniowania hamowanie wytwarzane sa wysoko energetyczne fotony(kwanty promieniowania gamma). Maksymalne energie elektronow otrzymywane w betatronie siegaja 200 MeV. Zastosowanie: wykorzystywane są w fizyce jądrowej oraz w medycynie nuklearnej do terapii nowotworowej. Betaterapia, radioterapia stosujaca promieniowanie beta wytwarzany przez specjalny aparat betatron. Wprowadzając do ciała promieniowanie beta czyli elektrony, wywolujemy bezpośrednio jonizacje, która stanowi fizyczna podstawe biologicznego działania z grupy promieniowan nazywanych tego powodu promieniowaniami jonizującymi. Jonizujące promieniowanie rodzaj promieniowania przenikliwego, strumien wysoko energetycznych fotonow( promieniowanie gamma lub promieniowanie rentgenowskie) albo czastek naładowanych(np. elektormow czyli czastek beta,alfa,protonow, jonow,itp)

· Bomba kobaltowa

· Urzadzenie do napromieniowywania przedmiotow lub organizmow żywych promieniami emitowanymi przez izotop kobaltu 60 Co o aktywności rzedu 1013 -1014 Bq. Ze wzdledu na duza przenikliwość promieniowania aktywny kobalt jest otoczony gruba osłona biologiczna (warstwa ołowiu) w której znajduja się kanały wyprowadzające na zewnatrz wiązkę promieniowania. Bo,ba kobaltowa może być tez wyposazona w mechanizm umożliwiający zdalna manipulacje próbkami bez narazania otoczenia na promieniowanie. Bąba kobaltowa jest stosowana w lecznictwie do zwalczania chorób nowotworowych, w defektoskopii, do sterylizacji żywności oraz w chemii radiacyjnej do badań procesów fizykochemicznych zachodzących podczas napromieniowywania wysokoenergetycznymi kwantami prostych i złożonych układów chemicznych.

116. fizyczne i chemiczne skutki oddziaływań promieniowania jonizującego na materie.

- fizyczny ( zjawisko fotoelektryczne??? -raczej jonizacja, efekt Camptona- energia kwantu -10⁵ do 10⁷ eV, tworzenie par elektron-pozyton - energia większa od 1,02 MeV)

-chemiczny (radioliza wody= rozpad H₂O pod wpływem promieniowania na H⁺ i OH, inną możliwością jest powstanie H₂O lub termoizolowanych elektronów uzodnionych posiadających silne własności redukujące)

Efekt fotoelektryczny (zjawisko fotoelektryczne, fotoefekt)- zjawisko fizyczne polegające na emisji elektronów z powierzchni przedmiotu ( zjawisko fotoelektryczne zwane różnież zjawiskiem fotoelektrycznym zewnętrznym dla odróżnienia od wewnętrznego) przeniesieniu nośników ładunku elektrycznegopomiędzy pasmami energetycznymi ( tzw. Zjawisko fotoelektryczne wewnętrzne) w wyniku naświetlania promieniowaniem elektromagnetycznym( na przykład świetłam widzialnym) o odpowiedniej częstotliwości zależnej od rodzaju przedmiotu.

Zjawisko Captona- rozpraszanie komptonowskie- zjawisko rozpraszanie promieniowania X (rentgenowskiego) i rpomieniowania gamma, czyli promieniowania elektromagnetycznego o dużej częstotliwościna swobodnych lub słabo związanych elektronach, w wyniku którego następuje zwiększenie długości fali promieniowania. Za słabo związany uważamy przy tym elektron, którego energia wiązania w atomie , cząsteczce lub sieci krysta;icznej jest znacznie niższa niż energia padającego fotonu. Zjawisko przebiega w tym przypadku praktycznie tak samo jak dla elektronu swobodnego.

zwiekszenie długości fali rozproszonego fotonu zwane jese przesunięciem Comptona, zależy od kąta rozproszenia fotonu. Zjawisko Comptona odgrywa stotna rowle w oddziaływaniu promieniowania gamma i rentgenowskiego z materia. W zakresie energii fotonów do kilkudziesieciu keV dp kilku MeV rozpraszanie Coptona jest najbardziej prawdopodobnym rodzajem oddziaływań jakiemu może ulec promnienowanie podczas przechodzenia przez materię. Ma wiec decydujące znaczenie dla zdolnosci pochlaniania promnieniowania w tym zakresie energii przez co posrednio gra zasadnicza role w radiobiologii m.ni. radiopetrapii

Zjawisko tworzenia par elektron- prozyton- polega na zmanie fotonu w parę pozyton i elektron tj. proces ten możliwy jest jedynie gdy energia fotonu przekracza pewną określoną wartość zwaną energią progową , co wynika z warunku spełania w tym rocesie praw zachowania energii i pedu. Róznoczesne spełnienie obu warunków prawa zachowania wymaga aby prces ten zachodził z udziałem ciała trzeciego jakim może być jądro atomowe lub elektron nie może natomiast zachodzić w próżni, przekaz energii i pędu zachodzi za pśrdnictwem pola elektro statycznego jądra lub elektrony. Proces przebiaga nastpująco:

Radioliza wody : do najwazniejszych reakcji radiacyjnych należy radioliza wody, po pochłonieciu kwantu romieniowania przez cząsteczke wody nastepuje jej jonizacja. W resultacie otrzymuje się bardzo reaktywne rodniki OH i oraz cząsteczi H2O2 i H2 które mogą reagowac z sybstancjami znajdującymi się w wodze. Skutki chemiczne zalezą od wielkosci pochłonietej przez układ dawki promieniowania. Dawką nazywamy ilosc pochlonietej energii przez określoną masę substabcji ( jednostą jest gresj 1 G = 1J/1 kg

117. efekty biologiczne…..

Promieniowanie jonizujące

Radioliza wody

Wolne rodniki

Degradacja struktur biologicznych + produkcja toksyn

Pośrednie :

- nadtlenek wodoru wchodzi w skład DNA

- rodniki OH reagują z aminokwasami

Bezpośrednie ;

-Rozrywanie jednego z łancuchów DNA- uszkodzenie grupy DNA- regulowanie pracy komórki prowadzace do jej smierci lub mutacji w nastepnych pokoleniach

- działanie na aminokwasy- uszkodznie grupy SH- zmiana konformacji cząsteczek prowadzące w konsekwencji do bardzi niebiezpiecznej aktywnosci enzymow

- uszkodzenie bałek błonowych

118. bezpośrednie działanie….

Uszkodzenie białek błonowych =

-zmiany w procesach syntezy bialek zachodzacych w błonie

-zaburzenia procesu fotosyntezy

- zaburzenia przepuszczalnosci błon dla jonów

-Niekontrolowanie uzuwania zawartosci lizosomów

119. oddziaływani prominowania…..

- podstawowym skutkiem trwałyn jest uszkodzenie materiału genetycznego na wskutek małej możliwosci regeneracyjnej materiału genetyznego ( zaburzenia czynnosci fizjologicznych lub powstawanie zmian nowotworowych)

- szczególnie niebezpieczne jest przenoszenie mutacji na komórki potomne przy równoczensym ograniczeniu procesów naprawczych - mutacje ulegaja wiec w kumulacji w komóre i jej kolejnych pokoleniach

120. analiza wybrabych skutków…..

- oparzenia

-wypadanie włosów

- zaćma

- uszkodzenie układy krwiotwórczego i limfatycznego

- zespól sercowo- płucny

- skrócenie czasu zycia

- nowotwory

- uszkodzenia informacji genetycznej

Poziom skutków zalezy do

- dawki pochłonietej

- objętosci i napromieniowanej

- mocy dawki = rozkłady czasowego dawki

- rodzaju napromieniowania

- koncentracji tlenu

- stanu fizjologicznego obiektu

121. Promieniowanie jonizujące w znaczny sposób negatywnie wpływa na komórki człowieka. Oddziaływanie to ma charakter statyczny. Im większe promieniowanie dochodzi do komórki tym możliwość objawienia się skutków promieniowania rośnie.

Wpływ promieniowania jonizującego na komórki ludzkie:

• żywa komórka nie może ulec reprodukcji;

• zmiana kodu DNA (mutacje; następne pokolenie komórek nie jest identyczne z komórkami macierzystymi);

• uszkodzenie komórki powoduje jej śmierć. Komórka nie jest w stanie być odpowiedzialna za dotychczasowe funkcje;

• czasami promieniowanie nie oddziałuje na komórkę.

122. Niekorzystne biologiczne oddziaływanie promieniowania na organizm ludzki wynika z jonizacji cząstek powstałych w skutek promieniowania. Pod wpływem procesu jonizacji w tkankach człowieka powstają pary jonów, które są bardzo reaktywnymi chemicznie rodnikami. Powoduje to zniszczenie naturalnej struktury cząstek, w wyniku ich rozrywania lub zlepiania. Największa wrażliwość wykazuje układ krwionośny oraz rozrodczy. Najbardziej wrażliwymi tkankami na promieniowanie są: szpik kostny, tkanka limfatyczna nabłonek jąder, nabłonek żołądka. Mniejszą wrażliwość wykazują: tkanka łączna, skóra, narządy rozrodcze kobiet, kości, trzustka, wątroba, a najmniejsza wrażliwość wykazują: układ mięśniowy, układ nerwowy oraz mózg. W wyniku bardzo dużych zmian somatycznych powstaje choroba popromienna. Objawy choroby popromiennej: osłabienie, bóle głowy, biegunka, wymioty, owrzodzenie jelit, zmiany biologiczno-chemiczne we krwi, wybroczyny tkankach, wypadanie włosów, zapalenie gardła, niedokrwistość, spadek odporności organizmy. Ostre stany choroby popromiennej mogą doprowadzić do śmierci, w sprzyjających warunkach choroba ta może "tylko" doprowadzić do białaczki, ewentualnie anemii plastycznej. W początkowym stadium choroby występuje szansa wyzdrowienia. Pewną nadzieje niesie zabieg przeszczepu szpiku kostnego.

123. Radioterapia polega na wykorzystaniu promieniowania jonizującego do niszczenia komórek rakowych. Izotopy promieniotwórcze wytwarzane w sposób laboratoryjny tj. iryd, stront - to promieniowanie tzw. sztuczne. Obecnie w leczeniu wykorzystuje się wiele sztucznych izotopów promieniotwórczych o coraz lepszych parametrach fizycznych zapewniających większe bezpieczeństwo leczenia zarówno dla chorego jak i medyków. Właściwy dobór cech fizycznych izotopu oraz prawidłowe rozmieszczenie źródeł promieniowania umożliwia podanie wysokiej dawki promieniowania w obrębie tkanek zmienionych chorobowo, przy równoczesnym szybkim spadku dawki poza leczonym obszarem. Pozwala to na istotne ograniczenie rozmiaru uszkodzeń popromiennych w tkankach zdrowych otaczających nowotwór.

124. 1. Jako źródło promieniowania (szeroką dziedzinę zastosowania izotopów promieniotwórczych stanowi radiografia - polega na badaniu wewnętrznej struktury materiałów i wyrobów za pomocą promieniowania jonizującego).

2. W medycynie (leczenie chorób onkologicznych, znakowanie ).

3. W nauce i technice (badania analityczne oraz do badania procesów fizycznych i chemicznych, do wykrywania wad w wyrobach metalowych, śledzenie wędrówki izotopów w organizmach - poznanie procesów metabolicznych).

4. Bomba kobaltowa (stosowana w lecznictwie do zwalczania chorób nowotworowych, w defektoskopii, do sterylizacji żywności oraz w chemii radiacyjnej do badań procesów fizykochemicznych).

5. Broń jądrowa (broń masowego rażenia).

6. W reaktorach jądrowych do otrzymywania energii jądrowej.

125. Możliwe jest zastosowanie chemicznych środków o charakterze radioprotekcyjnym. Radioprotektory są to takie substancje, które podane do organizmu lub wprowadzone do środowiska bezpośrednio przed napromienieniem powodują obniżenie poziomu efektów popromiennych. Są natomiast zupełnie nieskuteczne w przypadku podania po napromienieniu. Badania nad znalezieniem idealnego radioprotektora trwają już od bardzo wielu lat. Wydaje się jednak, że ze względu na bardzo rozległe i praktycznie natychmiastowe zabójcze działanie takiego promieniowania wynalezienie takiego środka jest mało prawdopodobne.
Na razie wiec pozostaje nam stosowanie się do trzech podstawowych zasada bezpieczeństwa. Należy zatem pamiętać, że:
- im krótszy czas ekspozycji na promieniowanie tym mniejszą dawkę otrzyma człowiek
- im dalej od źródła promieniowania tym bezpieczniej.
- osłony z odpowiednio dobranych materiałów osłabiają promieniowanie zmniejszając zagrożenie.

126. Wiele obserwacji wskazuje, że wolne rodniki tlenowe odgrywają poważną rolę w procesie karcynogenezy. Reakcje rodników z innymi cząsteczkami prowadzą do powstania pojedynczych i podwójnych pęknięć DNA oraz miejsc wrażliwych na alkalia. Obecności zmodyfikowanych zasad azotowych, powstających w wyniku reakcji DNA z wolnymi rodnikami tlenowymi powoduje zmiany mutacyjne.

133 promieniowanie niejonizujące - wybrane reakcje foto chemiczne.
Podczerwone promieniowanie zwane inaczejpromieniowaniem cieplnym lub krótko podczerwienią  . Emitowane jest przez rozgrzane ciała w wyniku wzbudzeń cieplnych elektronów wewnątrz substancji. Im niższa temperatura im mniejsze natężenie i dłuższe fale. Promieniowanie podczerwone jest silnie pochłaniane przez niektóre składniki atmosfery np. parę wodną i dwutlenek węgla. Wykorzystuje się je w badaniach strukturalnych (spektroskopia widma cząsteczek organicznych), w lecznictwie (diatermia){Diatermia terapeutyczna (krótkofalowa) - głębokie przegrzanie tkanek przy pomocy pola elektrycznego lub magnetycznego wysokiej częstotliwości (częstotliwości 2,45-27,12 MHz, moc rzędu kilkuset W), wykorzystywana w rehabilitacji}, biologii (badania mikroskopowe w podczerwieni) także do obserwacji w ciemności (noktowizor, czujniki alarmowe). Duże znaczenie naukowe i praktyczne ma fotografika w bliskiej podczerwieni: diagnostyka stanów patologicznych układu krążenia w medycynie,
Promieniowanie nadfioletowe zwane inaczej ultrafioletowym ( w skrócie UV)  Promieniowanie nadfioletowe ma silne działanie fotochemiczne. Przy długości fali poniżej 300 nm wywołuje już jonizację i jest zabójcze dla organizmów żywych, wywołuje lub przyspiesza szereg reakcji chemicznych. Ze względu na działanie na skórę docierające z kosmosu promieniowanie dzieli się na trzy zakresy: UV-A (320-400nm), UV-B (290-320nm), UV-C (230-290nm). Promieniowanie z zakresu o największej długości fali UV-A nie jest w normalnych dawkach szkodliwe i stosuje się je klinicznie w leczeniu niektórych dolegliwości skóry, jak np. łuszczycy. Jest także wykorzystywane do stymulowania wytwarzania witaminy D u pacjentów, którzy są uczuleni na preparaty z ta witaminą. Promieniowanie UV-B powoduje zaczerwienienie skóry, po którym następuje pigmentacja czyli opalanie się. Nadmierne naświetlenie może spowodować powstanie groźnych pęcherzy. Promieniowanie UV-C o najmniejszych długościach fali jest szczególnie szkodliwe powoduje ono raka skóry.

136. Wpływ promieniowania niejonizującego na procesy nowotworowe- fotokarcenogeneza.

(Internet)

Promieniowanie niejonizujące pochodzi z telefonów komórkowych, linii wysokiego napięcia, urządzeń elektrycznych czy też promieniowanie słoneczne.

a) linie energetyczne

Wytwarzają pole elektromagnetyczne o bardzo niskiej częstotliwości w zakresie 50-60Hz. Pole to nie przenika do pomieszczeń zamkniętych natomiast pole magnetyczne w odległości ok. 50m od linii elektrycznej, zależnie od napięcia i konfiguracji linii przesyłowych, przenikają przez większość materiałów i są źródłem dodatkowej ekspozycji przewyższające tło magnetyczne.

Na podstawie badań na dużych grupach chorych mieszkających w pobliżu linii energetycznych wydaje się że nie ma zwiększonego ryzyka zachorowań na nowotwory złośliwe wśród dorosłych, jednakże niektóre badania narażeń zawodowych sugerują związek pomiędzy zachorowaniem na niektóre nowotwory a ekspozycją na pole magnetyczne

-pola magnetyczne o niskiej częstotliwości zostały zaklasyfikowane do grupy czynników o możliwym działaniu rakotwórczym dla ludzi

-pole elektryczne o niskiej częstotliwości zostały uznane za nierakotwórcze

b) telefony komórkowe a nowotwory złośliwe

Telefony komórkowe podobnie jak kuchenne mikrofale, radary, kable energetyczne emitują promieniowanie niejonizujące. Jak wynika z przeprowadzonych badań, tak naprawdę jeszcze niewiele wiadomo na temat zagrożeń dla życia w przypadku długoterminowego narażenia organizmu na działanie promieniowania telefonii komórkowej. Zatem nie wiadomo, czy aktualne normy i standardy bezpieczeństwa są odpowiednie, by zapobiec chorobom.

Promieniowanie niejonizujące
Promieniowanie niejonizujące uważa się obecnie za jedno z poważniejszych zanieczyszczeń środowiska. Promieniowanie to powstaje w wyniku działania zespołów sieci i urządzeń elektrycznych w pracy, w domu, urządzeń elektromedycznych do badań diagnostycznych i zabiegów fizykochemicznych, stacji nadawczych, urządzeń energetycznych, telekomunikacyjnych, radiolokacyjnych i radionawigacyjnych. Negatywny wpływ energii elektromagnetycznej przejawia się tak zwanym efektem termicznym, co może powodować zmiany biologiczne (np. zmianę właściwości koloidalnych w tkankach), a nawet doprowadzić do śmierci termicznej. Pole elektromagnetyczne wytwarzane przez silne źródło niekorzystnie zmienia warunki bytowania człowieka, wpływa na przebieg procesów życiowych. Może powodować wystąpienie zaburzeń funkcji ośrodkowego układu nerwowego, układów: rozrodczego, hormonalnego, krwionośnego oraz narządów słuchu i wzroku. Ludzie pracujący w obrębie działania takiego pola są szczególnie podatni, co potwierdzają badania lekarskie, na "chorobę radiofalową" zwaną także "chorobą mikrofalową". Zespól ten charakteryzuje się następującymi objawami:

1. Pieczenia pod powiekami i łzawienie. 
2. Bóle głowy. 
3. Drażliwość nerwowa. 
4. Wypadanie włosów. 
5. Suchość skóry. 
6. Oczopląs. 
7. Impotencja płciowa. 
8. Zaburzenia błędnika. 
9. Osłabienie popędu płciowego. 
10. Arytmia serca. 
11. Objawy nerwicowe. 
Obecność pól elektromagnetycznych ma wpływ nie tylko na człowieka, lecz także na pozostałą część ożywionej natury. U roślin obserwuje się opóźniony wzrost i zmiany w budowie zewnętrznej, u zwierząt natomiast zaburzenia neurologiczne, nieprawidłowości w funkcjonowaniu układu krążenia, zakłócenia wzrostu, żywotności i płodności.

138. Mechanizm powstawania promieniowania laserowego.

- na wzbudzony atom pada kwant o energii równej energii wzbudzenia

- foton nie ulega absorpcji ale wymusza przejście ze stanu wzbudzonego do stanu podstawowego

- w efekcie z atomu wyemitowane są w tym samym kierunku dwa fotony zgodne w fazie, o tej samej częstotliwości i tej samej energii

-jeżeli wzbudzonych elektronów jest więcej (inwersja obsadzeń) to foton padający wyzwala znacznie większą ilość fotonów niż absorbuje. (wzmocnienie kwantowe).

139. podstawowe własności promieniowania laserowego- nie wiem ?????

Laser- urządzenie elektroniki kwantowej generujące spójną wiązkę światła (spójna wiązka- to wiązka fal o tej samej częstotliwości, w przypadku światła widzialnego o tej samej barwie i stałej w czasie różnicy faz) laser to generator fal elektomagnetycznych z zakresu ultrafioletu i podczerwieni. Zakres fal generowanych przez lasery zawierają się w przedziale 0,2-10 µm

-światło spójne

-światło monochromatyczne

-znikoma rozbieżność kątowa

142. Biostymulacyjne działanie promieniowania laserowego

Biostymulacja laserowa jest nowoczesną, interdyscyplinarną metodą leczniczą, znajdującą zastosowanie w wielu dziedzinach medycyny. Chroni przed powikłaniami, oszczędza choremu bólu i skraca znacznie czas powrotu do zdrowia. Zasadnicze efekty kliniczne i towarzyszące im procesy, zachodzące w jej wyniku na poziomie tkankowym i komórkowym, możemy podzielić na kilka rodzajów:
^- Działanie przeciwbólowe
^- Działanie przeciwzapalne i przeciwobrzękowe
^- Działanie regenerujące (naprawcze)
^- Działanie odpornościowo-stymulujące
^- Działanie polepszające mikrokrążenie
^- Działanie odczulające

Najpowszechniejsze zastosowania biostymulacji:

- stomatologia
- rehabilitacja, traumatologia i medycyna sportowa
- kosmetyka i chirurgia plastyczna
- dermatologia
- reumatologia
- laryngologia i otolaryngologia
- ginekologia

144. biofizyczna charakterystyka tkanki mięśniowej

Tkanka ta ma zdolność kurczenia się, ponieważ w cytoplazmie jej komórek oprócz tych typowych organelli komórkowych znajdują się liczne miofibryle, czyli układy włókienek białkowych. Miofibryle ułożone są równolegle względem siebie, wzdłuż długiej osi komórki. Każda miofibryla składa się z krótszych włókienek białkowych, tzw. miofilamentów. Miofilamenty zbudowane są z białek dwojakiego rodzaju: grubsze - zbudowane przede wszystkim z miozyny, oraz cieńsze z aktyny. Poszczególne miofilamenty leżą równolegle względem siebie, wzdłuż długiej osi miofibryli, tak, że włókienka aktynowe są częściowo wsunięte pomiędzy włókienka miozynowe. Miofilamenty miozynowe mają kształt długich pałeczek pokrytych wypustkami, tzw. główkami miozyny, które w określonych warunkach(odpowiednie stężenie jonów wapniowych w cytoplazmie komórki, dostateczne liczba cząsteczek ATP) zmieniają kształt swego ustawienia względem długiej osi miofilamentu. Wynikiem ruchu główek miozyny jest wytwarzanie czasowych połączeń (mostków aktynomiozynowych) pomiędzy aktyną i miozyną, a przez to przesuwanie się (ślizganie) miofilamentów cieńszych wzdłuż miofilamentów grubszych. Wślizgiwanie się miofilamentów aktynowych między miozynowe na całej długości miofibryli powoduje skurcz (skracanie się). Ze względu na to, że proces ten zachodzi synchronicznie we wszystkich miofibrylach, kurczą się całe komórki mięśniowe. Czynniki wywołujące skurcz są różne.

Ze względu na budowę komórek, lokalizacje i rolę pełnioną w organizmie wyrózniamy nastepujące rodzaje tkanek mięśniowych: tk. Mięśniową gładką, poprzecznie-prążkowaną: szkieletową i sercową.

1.Tkanka mięśniowa gładka.

Jednojądrowe komórki tej tkanki mają najczęściej kształt wrzecionowaty. W ich cytoplazmie wzdłużnie ułożone są miofibryle. Układy komórek połączonych tkanką łączną wiotką tworzą pęczki mięśniowe, nazywane mięśniami gładkiemi.

Mięśnie gładkie występują u wielu bezkręgowców i umożliwiają ruch tych organizmów, a u kręgowców są w: skórze właściwej (np. mięśnie stroszące sierść), oku ( mięsień rzęskowy napinający soczewkę), ścianach przewodu pokarmowego, naczyń krwionośnych, układu moczowo-płciowego, przewodów dużych gruczołów oraz dróg oddechowych.

Skurcz mięśni gładkich jest niezależny od woli osobnika i może być wywołany samoczynnie lub pod wpływem: czynników mechanicznych (rozciąganie ścianek narządu), substancji chemicznych (zmiany pH, wzrost stężnia CO2, hormonów), impulsów nerwowych. Czynniki wywołujące skurcz mięśni gładkich powodują wnikanie jonów wapniowych do wnętrza komórki. Obecność tych jonów wywołuje proces wzajemnego przesuwania się względem siebie włókienek aktynowych i miozynowych, a przez to skurcz komórek i mięśni. Skurcze mięśni gładkich są długotrwałe, a u kręgowców są w: skórze właściwej (np. mięśnie stroszące sierść), oku ( mięsień rzęskowy napinający soczewkę), ścianach przewodu pokarmowego, naczyń krwionośnych, układu moczowo-płciowego, przewodów dużych gruczołów

145. Wytrzymałość kości ludzkich na rozciąganie wynosi około 9-12 kg/mm2 przekroju poprzecznego, co odpowiada mniej więcej odporności mosiądzu lub żelaza lanego. Kość udowa człowieka rozrywa się przy obciążeniu jej siłą około 5600kg. Jeszcze większą odporność wykazują kości ludzkie na zgniatanie. Równa się ona 12-16 kg/mm2, co odpowiada wytrzymałości żelaza kutego. Kość udowa pęka wzdłuż dopiero pod działaniem siły około 7780 kg - skierowanej wzdłuż osi długiej. Kości ludzkie są najmniej odporne na wyginanie.   Kość udowa łamie się przy obciążeniu poprzecznym równym około 380kg.
Kość jest zawsze najmocniejsza w miejscach działania linii sił uciskających lub rozciągających. Przypuszcza się, że ucisk (rozciąganie) pobudza osteoblasty do intensywniejszego tworzenia kości. Wykorzystuje się to przy leczeniu złamań, dążąc do wywierania ucisku na młodą kostninę przez napinanie, ucisk, obciążenie kończyny.

146. Teorie skurczu mięśnia

teoria wyjaśniająca mechanizm skurczu mięśnia, opracowana przez H. Huxleya i J. Hansona. Wykazali oni, że podczas skurczu mięśnia nie zmienia się ani długość miofilamentów, ani szerokość prążka A (obejmuje filamenty miozynowe i filamenty aktynowe), gdyż następuje wzajemne przesuwanie się ("ślizganie się") miofilamentów cienkich (aktynowych) i grubych (miozynowych). Ruch ślizgowy jest możliwy dzięki odpowiedniej budowie obydwu rodzajów tych włókien białkowych. Cząsteczka miozyny wygląda jak cienki pręcik z okrągłą główką, a miofilamenty cienkie składają się z 3 rodzajów białek: aktyny, tropomiozyny i troponiny. Do każdej cząsteczki tropomiozyny przyłączona jest troponina mająca zdolność wiązania wapnia, dzięki czemu odgrywa ona ważną rolę w mechanizmie skurczu. Gdy bodziec zadziała na mięsień, wzrasta stężenie jonów wapnia, które łączą się z troponiną, a ta ulega zmianom powodującym odblokowanie nici aktyny przez tropomiozynę (zsuwa się ona z aktyny). Rozpoczyna się współdziałanie główek miozyny w miofilamentach grubych z odblokowaną aktyną w miofilamentach cienkich. Główki miozyny przyczepiają się do miofilamentów cienkich pod pewnym kątem, tworząc mostki, które wykonują ruch wiosłowy i zmieniają swe położenie, wskutek czego miofilamenty cienkie są wciągane między miofilamenty grube. W ten sposób zmniejsza się odległość między płytkami Z, czemu towarzyszy skurcz mięśnia. Przyłączenie mostków zachodzi samorzutnie, natomiast do ich odłączenia konieczna jest energia z ATP (pobierana pośrednio, poprzez fosfokreatynę). Jeśli ATP wyczerpie się, wówczas występuje stężenie mięśni (np. stężenie pośmiertne).

Zgodnie z obecnie przyjętym poglądem, podstawowe mechanizmy przetwarzania

energii wiązań chemicznych w mechaniczną energię skurczu są we wszystkich

typach mięśni podobne. We wszystkich komórkach mięśniowych sygnałem inicjującym

oddziaływanie aktyny z miozyną jest wzrost stężenia jonów wapnia w sarkoplazmie.

Zwiększenie stężenia wapnia pobudza oddziaływanie aktyny z miozyną. Powstaje

kompleks białkowy aktomiozyna, a szybkość hydrolizowania ATP wzrasta, ponieważ

obecność aktyny ułatwia odłączenie się fosforanu. Odczepieniu się fosforanu towarzyszy

zmiana konformacji mostka poprzecznego łączącego aktynę z miozyną wywołując

przesuwanie się miofilamentów względem siebie. Zsynchronizowane skracanie

się sarkomerów powoduje skracanie się całej komórki. Jeżeli działanie z zewnątrz

nie dopuszczają do zmiany długości zmiana konformacji mostków poprzecznych

wywołuje naprężenie sarkomeru, generowana jest siła skurczu.

Kolejne etapy to odłączenie cząsteczki ADP i przyłączenie nowej cząsteczki ATP (rysunek

poniżej). Kompleks aktomiozyna ATP jest niestabilny. Następuje szybkie odłączenie

się kompleksu złożonego z miozyny i ATP od aktyny, powrót mostka poprzecznego

do poprzedniej konformacji i jego przyłączenie do kolejnego miejsca wiązania na miofilamencie aktynowym

147. ?? Trudności badania obciążeń

- mocno ograniczone badania eksperymentalne,

- trudności bioetyczne inwazyjność badań

- trudności techniczne kosztowny sprzęt specjalistyczny potrzebny do przeprowadzenia badań

148

• Przyczyny poznawcze

• Zmiany patologiczne w układzie kostno-stawowym (naprężenia) i krwionośnym (przepływy) = medycyna

• Biomechanika sądowa, kosmiczna i ergonomia

• Biomechanika zderzeń i upadków

• Wpływ obciążeń na proces treningowy

4

---