Ad1. Omów zadania zakres badań i podział biofizyki, wymień kilku prekursorów i zakres ich działania

Biofizyka - dziedzina naukowa z pogranicza fizyki i biologii zajmująca się badaniem procesów fizycznych w układach biologicznych (komórkach, tkankach, organach, organizmach i całych biocenozach) , opisem struktur cząsteczek i badaniem ich funkcji w komórkach. Biofizyka zajmuje się również badaniem wpływu czynników fizycznych na przebieg procesów w układach biologicznych. W biofizyce chodzi bardziej o interpretacje fizyczne wyników doświadczeń na podstawie praw fizyki . Odkrywane pomiędzy wielkościami fizycznymi zależności funkcyjne pozwalają na sformułowanie praw ilościowych wyrażonych za pomocą odpowiednich wzorów matematycznych. Prekursorzy biofizyki:

- Ligi Galvani - Włoski lekarz, fizyk i fizjolog. Od 1763 roku był profesorem Uniwersytetu w Bolonii. Był prekursorem badań elektrofizjologicznych. W 1786 roku dokonał słynnego odkrycia, że przy jednoczesnym dotknięciu mięśnia wypreparowanej kończyny żaby dwoma różnymi metalami - połączonymi ze sobą jednym końcem - mięsień kurczy się. Natomiast w 1794 roku doświadczeniem polegającym na wywołaniu skurczu mięśnia udowego żaby przez nałożenie nań przeciętnego nerwu kulszowego Ostatecznie udowodnił istnienie zjawisk elektrycznych w tkankach zwierzęcych. Galvani zajmował się także chirurgią i położnictwem.- Thomas Young - Pracował jako lekarz w Saint George's Hospital. Badania medyczne rozpoczął w roku 1793, wyjaśniając mechanizm akomodacji oka ludzkiego. W roku 1801 opisał astygmatyzm oraz podał teorię widzenia barw, poprawioną i zmodyfikowaną przez Helmholtza i nazwaną teorią poczucia barw Younga-Helmholtza.

- Juliusz Robert von Mayer - niemiecki lekarz i fizyk. W 1842 roku przebywając w okolicach Jawy sformułował zasadę zachowania energii używając jej do uzasadnienia przemiany materii w organizmach żywych.- Hermann Ludwig Ferdynand von Helmholtz - jest prekursorem biofizyki medycznej, która zajmuje się zastosowaniem metod fizycznych w medycynie (radiodiagnostyka, radioterapia, fizykoterapia)

Ad2. Na czym polega modelowanie, jak dzielimy modele biofizyczne. Opisz 3 różne przykłady wykorzystania modelowania w biofizyce

Nawet najprostsze układy biologiczne i zachodzące w nich procesy są niezwykle złożone przez co niemożliwe jest ich równoczesne szczegółowe badanie. Dlatego w praktyce zachodzi konieczność wyboru uproszczonego sposobu postępowania umożliwiającego rozwiązanie konkretnego problemu badawczego, diagnostycznego lub terapeutycznego. Tego rodzaju uproszczenia są przedmiotem modelowania biofizycznego.

Model biofizyczny - konstrukcja geometryczna, mechaniczna, elektryczna, elektroniczna lub matematyczna, która ma na celu odwzorowanie struktury albo przebiegu zjawiska dla zrozumienia oraz wyjaśnienia obserwowanych procesów i zależności.

Dobrze skonstruowany model ma właściwości pozwalające wykryć nowe fakty i związki między faktami, stawiać hipotezy, sprawdzać je.

Np. na podstawie badań matematycznych w oparciu o zebrane informacje o chorym oraz o odpowiednie modele matematyczne można przewidywać kierunki rozwoju choroby itp..

Rodzaje modeli:

- biologiczne

- fizyczne

a) statyczne

b) dynamiczne

- matematyczne

a) statyczne

b) dynamiczne

- analogowe

- cyfrowe

Modele biologiczne - bada się na nich ogólne prawa biologiczne , procesy patologiczne, działanie różnych środków chemicznych, leków, wpływu czynników fizycznych itp. Do grupy tych modeli zliczmy zwierzęta doświadczalne, izolowane komórki i tkanki, organelle komórkowe itp. Modele fizyczne - modele zawierające układy elementów mechanicznych, hydraulicznych, elektrycznych, elektronicznych. Umożliwiają naśladowanie określonych procesów biologicznych przez procesy fizyczne , dzięki czemu uzyskuje się łatwość obserwacji i analizy. Przykładem jest model hydrauliczny obiegu krwi ( serce, tętnica, żyły) zastępuje się odpowiednimi układami w postaci pompy, przewodów elektrycznych itp.Model fizyczny analogowy - serce w roli pompy, tętnica w roli powietrzni (zbiornik energii potencjalnej), żyły w roli pojemnika.

Przykład fizycznego modelu analogowego:

Zjawiska związane z przepływem krwi możemy badać na modelu złożonym z obwodu RLC

U - zmienne napięcie zastępuje zmianę ciśnienia w komorach serca

R - zastępuje opór hydrodynamiczny krwi

L - zastępuje bezwładność krwi

C-zastępuje pojemność hydrodynamiczną tętnicy

Pojemność hydrodynamiczna naczyń krwionośnych:

C=2rs/E*h

r - promień naczynia krwionośnego

h - grubość ścianki naczynia

E - moduł sprężystości

Modele matematyczne

Przy tworzeniu modeli matematycznych wykorzystuje się prawa opisujące dany proces. Model matematyczny ułatwia programowanie przebiegu różnych procesów takich jak proces leczniczy, postępowanie terapeutyczne, wybór wariantu leczenia, wybór odpowiedniego leku itp.

Ad.3 Jakie znasz stany skupienia materii. W jaki sposób charakteryzujemy właściwości mechaniczne materiałów. Przedstaw i omów zależność naprężenia od odkształcenia dla materiałów o dużej i małej sprężystości oraz o dużej i małej wytrzymałości.

Różnorodność stanów w których występuje materia zależy od różnorodnej konfiguracji atomów, jonów i cząsteczek oraz ich wzajemnych oddziaływań. Materia może występować w 4 stanach skupienia: gazowym, ciekłym, stałym i plazmowym.

Stan plazmowy - materia znajduje się w nim w postaci całkowicie zjonizowanej

W biofizyce wyróżnia się jeszcze 2 stany skupienia: stany powierzchniowe i makrocząsteczki.

Makrocząsteczki są głównymi składnikami organizmów żywych ( komórek, tkanek i narządów.

Właściwości mechaniczne materiałów

1. wytrzymałość - zdolność materiału do przenoszenia obciążeń bez jego zniszczenia

2. sprężystość - zdolność materiału do uzyskania pierwotnego kształtu i objętości po usunięciu obciążeń

3. plastyczność - zdolność do uzyskania nowych kształtów i zachowania ich po usunięciu obciążeń

4. ciągliwość - zdolność do uzyskiwania dużych odkształceń bez uszkodzenia materiału pod wpływem obciążeń

5. wiązkość - zdolność do pochłaniania energii mechanicznej związanej z odkształceniem materiału

6. kruchość - zdolność do pęknięć bez odkształceń plastycznych lub przy małych odkształceniach plastycznych

7. twardość - odporność materiału na odkształcenia przy działaniu sił skoncentrowanych w jednym miejscu. moduły sprężystości - zależności między naprężeniem a odkształceniem. Warości modułów sprężystości wynikają z rodzaju wiązań chemicznych, gęstości wiązań.

Ad. 4 Jak definiujemy naprężenie a jak odkształcenie. Jakie są rodzaje naprężeń a jakie odkształceń. W jaki sposób charakteryzujemy właściwości sprężyste materiałów

odkształcenie - jest wynikiem działania naprężenia w materiale, odkształcenie liniowe - jest wynikiem działania naprężenia normalnego odkształcenie postaciowe - jest wywołane działaniem naprężenia stycznego , odkształcenie ciała pod wpływem działającej na niego siły jest wprost proporcjonalne do tej siły. Współczynnik między siłą a odkształceniem jest często nazywany współczynnikiem (modułem) sprężystości. Aby móc mówić o odkształceniu, należy wyróżnić dwa stany ciała: początkowy i końcowy. Na podstawie różnic w położeniach punktów w tych dwóch stanach można wyznaczać liczbowe wartości odkształcenia. Zależność pomiędzy stanem odkształcenia, a naprężenia określa m.in. Prawo Hooke'a. naprężenie - siła przypadająca na jednostkę powierzchni przekroju, Rodzaje naprężeń: Zwykle rozkładamy naprężenie na dwie składowe: naprężenie normalne prostopadłe do płaszczyzny powierzchni przekroju i naprężenie styczne działające w płaszczyźnie powierzchni przekroju. W zależności od sposobu przyłożenia sił zewnętrznych mamy następujące przypadki obciążeń: rozciąganie lub ściskanie, zginanie, skręcanie.

W zależności od sposobu działania obciążenia na ciało rozróżniamy następujące podstawowe rodzaje odkształceń: rozciąganie, ściskanie, ścinanie, skręcanie i zginanie. Rozciąganie. Składają się na nie dwie przeciwnie działające siły, powodujące wydłużenie ciała w kierunku linii działania tych sił.

Ściskanie. Składają się na nie dwie siły o przeciwnych zwrotach, powodujące ściśnięcie (skrócenie) ciała w kierunku linii działania tych sił.

Ścinanie. Wywołane jest działaniem dwóch sił tworzących parę sił, powodują w ostateczności ścięcie elementu.
Na ścinanie pracują przede wszystkim nity, śruby, sworznie i spoiny.

Skręcanie. Wywołane jest siłami dającymi moment skręcający, pod którego działaniem poszczególne przekroje poprzeczne przedmiotu zostają obrócone względem siebie wokół pewnej osi.
Typowym przykładem elementów skręcanych są wały maszyn

Zginanie. Wywołane jest działaniem sił prostopadłych do osi belki i leżącymi w płaszczyźnie zawierającej tę oś lub równoległej do niej. Typowe elementy zginane to: belki, osie i wały maszyn.

W praktyce częściej spotykanymi odkształceniami są odkształcenia złożone (jednoczesne zginanie i skręcanie, zginanie ukośne, zginanie z rozciąganiem lub ściskaniem). Każde ciało poddane działaniu jakiejś siły zewnętrznej odkształca się w mniejszym lub większym stopniu, w zależności od tego jakie są właściwości sprężyste ciała i jaka jest wartość siły działającej na to ciało. Właściwości sprężyste ciał różnią się przy tym w zależności od tego, jaki jest ich stan skupienia. Gazy ściskane z zewnątrz zmniejszają przykładowo swoją objętość bardzo znacznie, natomiast ciecze i ciała stałe stosunkowo bardzo nieznacznie. Jeżeli po ustąpieniu siły ściskającej objętość ściskanego ciała wraca do początkowej wartości, to mówimy, że to ciało charakteryzuje się sprężystością objętości. Samo zjawisko powrotu objętości ciała do poprzedniej wartości po usunięciu sił ściskających nosi nazwę sprężystości objętościowej. Doświadczenie poucza nas, że gazy, ciecze oraz ciała stałe mają sprężystość objętości. Właściwości sprężyste substancji opisuje się za pomocą odpowiednich współczynników , wyrażających odporność substancji na siły wywołujące ich odkształcanie. Współczynniki te noszą nazwę modułów sprężystości. Innym rodzajem sprężystości może być sprężystość kształtu, zwana też sprężystością postaciową. Gazy np. przyjmują zawsze kształt naczynia, wypełniając je całkowicie. Nie mają więc swego kształtu. a co za tym idzie, nie mają również sprężystości postaciowej. Ciecze również przyjmują kształt naczynia, w którym się znajdują, a więc i w tym przypadku nie można mówić o sprężystości postaciowej. Ciała stałe różnią się natomiast pod tym względem zasadniczo od gazów i cieczy, gdyż mają własne kształty. Odkształcenie postaci ciał stałych może więc być odkształceniem sprężystym, to znaczy takim, które znika po usunięciu sił odkształcających. Ciała stałe w odróżnieniu od cieczy i gazów mają sprężystość postaciową. Pod względem właściwości sprężystych dzielimy zwykle ciała stałe na sprężyste - jeśli nawet stosunkowo duże siły powodują jedynie odkształcenie sprężyste, plastyczne - jeśli pod wpływem stosunkowo niewielkich sił ciała ulegają odkształceniom trwałym, ale nie ulegają zniszczeniu, oraz ciała kruche - jeśli nawet pod wpływem stosunkowo niewielkich sił te ciała ulegają zniszczeniu (skruszeniu). Wyróżnia się :- proste odkształcenie objętości, ( gdy na ciało działa ciśnienie rozłożone równomiernie ze wszystkich stron). Ciśnienie to nosi nazwę naprężenia normalnego i określone jest wzorem

σ = F/ΔS

gdzie F oznacza wypadkową wszystkich sił działających na element powierzchni ΔS

- proste odkształcenie postaci (kształtu), - ( gdy na ciało działa siła skierowana stycznie do powierzchni)

- odkształcenie złożone występujące przy wydłużaniu, skręcaniu i zginaniu

Ad 5. Zapisz i omów prawo Hooka oraz porównaj na wykresie właściwości sprężyste różnych materiałów

Prawo Hooka

σ = K x ε

Gdzie K jest modułem sprężystości objętościowej

Wielkość k określona wzorem 1/K nosi nazwę współczynnika sprężystości objętościowej (współczynnika ściśliwości)

Przy odkształceniach postaci występujących w granicach proporcjonalności słuszne jest prawo Hooka opisane wzorem: σ = G x γ

Gdzie G jest modułem sprężystości postaciowej

W przypadku odkształcenia liniowego prawo Hooka przybiera postać:

σ = E x ε = E x Δl / l_o

gdzie E jest modułem Younga Ciała stałe charakteryzują się dużymi wartościami modułów sprężystości objętościowej i postaciowej.

Ciecze charakteryzują się dużymi wartościami modułów sprężystości objętościowej lecz małymi wartościami modułów sprężystości postaciowej

Gazy posiadają mają sprężystość objętości i prawie zerową sprężystość postaci.

Ad 6. Na czym polega ścinanie a na czym skręcanie. Podaj przykład występowania ścinania i skręcania w biernym układzie ruchu człowieka.

Ścinanie. Wywołane jest działaniem dwóch sił tworzących parę sił, powodują w ostateczności ścięcie elementu.

Skręcanie. Wywołane jest siłami dającymi moment skręcający, pod którego działaniem poszczególne przekroje poprzeczne przedmiotu zostają obrócone względem siebie wokół pewnej osi.
Ad.7 Na czym polega zginanie. Omów zjawisko zginania na przykładzie pręta o przekroju kołowym i na przykładzie rury.

Zginanie. Wywołane jest działaniem sił prostopadłych do osi belki i leżącymi w płaszczyźnie zawierającej tę oś lub równoległej do niej Zginanie pręta powoduje rozciąganie jego górnej części i ściskanie jego dolnej -

istnieje wiec taki przekrój podłużny (nazywany powierzchnią neutralną), którego wymiary nie ulegają zmianie. Pręt można rozpatrywać jako zbiór cienkich „włókien”( tworzących warstwy) rozciąganych lub ściskanych w procesie zginania, w zależności od ich położenia względem powierzchni neutralnej. Siły sprężyste F działające w górnych warstwach przekroju skierowane są do jego środka (gdy pręt jest obciążony w środku) lub miejsca zamocowania , a siły sprężyste działające w dolnych warstwach, skierowane sa ku wolnemu końcowi. Podczas zginania występują jednocześnie po przeciwnych stronach zginanego elementu naprężenia ściskające i rozciągające. Max naprężenia w zginanym elemencie zależą od jego kształtu i pola przekroju. Przy obciążeniach wielokierunkowych optymalnym kształtem jest przekrój koła z wydrążonym środkiem czyli przekrój rury.

Ad. 8 Bierny układ ruchu człowieka Układ ruchu jest to część organizmów odpowiadająca za wykonywanie ruchów dowolnych. Bierny aparat ruchu:

Budowa anatomiczna biernego układu ruchu:

1. kości (ilość zmienia się z wiekiem):

- długie, płaskie, krótkie, powietrzne

2. połączenia:

- ciągłe (brak ruchomości: chrząstkozrosty, kościozrosty, więzozrosty)

- wolne (stawy, ruchome)

3. chrząstki (szklista, włóknista, sprężysta)

Połączenia wolne (stawy):

1. trzy zasadnicze składowe (powierzchnie stawowe pokryte chrząstką stawową, torebka stawowa, jama stawowa)

2. cztery dodatkowo niestałe składniki (więzadła, krążki śródstawowe, łąkotki, obrąbki stawowe)

3. liczba powierzchni stawowych (proste, złożone)

4. liczba osi względem, których wykonywane są ruchy s stawie (jednoosiowe, dwuosiowe, trójosiowe-wieloosiowe)

Struktura biernego układu ruchu

- czaszka

- szkielet osiowy

1. kręgosłup

2. klatka piersiowa

- obręcz kończyny górnej z łopatką

- obręcz kończyny dolnej z miednic

Funkcje biernego układu ruchu

1. podporowa - związana z pionową postawą ciała - zadaniem tej funkcji jest nadanie kształtu ciału i podtrzymanie części miękkich. Układ bierny ruchu jest rusztowaniem przenoszącym siły.

2. ochronna - elementy kostne ochraniają trzewia (czaszka mózgowie, kanał kręgowy, klatka piersiowa - serce, płuca, miednica - dobrze chroni od tyłu) tkanki miękkie ochraniają kości.

3. amortyzacyjna - tłumienie drgań i wstrząsów głównie podczas lokomocji (chód, bieg, skok), przede wszystkim zabezpiecza mózg - od stopy do czaszki istnieją liczne amortyzatory nie dopuszczające do drgań mózgu. Najbardziej narażony staw - goleniowo skokowy; staw kolanowy, biodrowy, kręgosłup, czaszka. Staw skokowy nie ma żadnych anatomicznych zabezpieczeń amortyzacyjnych, amortyzatorem stawu skokowego jest stopa (rozcięgna, wysklepienia poprzeczne i podłużne).

4. ruchowa

Funkcja ruchowa: przemieszczanie ciała (chód, bieg, skok, pływanie i inne sposoby lokomocji).

- Bierny układ ruchu (kości, stawy) napędzany przez czynny układ ruchu (mięśnie) - wywołuje przemieszczanie.

- Złożenie ruchów obrotowych w stawach daje w konsekwencji ruch postępowy.

Aby móc się poruszać niezbędna jest siła tarcia

Ad.9 Dostosowanie kości do przenoszenia obciążeń mechanicznych. Omów metodę badania kości na zginanie rys i wzór

Aparat ruchu jest obiektem zoptymalizowanym pod względem wielu kryteriów w tym wytrzymałościowych. Przekrój poprzeczny kości długich przypomina wydrążony przekrój kołowy. Kończyny górne są przede wszystkim rozciągane a dolne ściskane. Kości można traktować jako materiały kompozytowe o zróżnicowanej strukturze. Są one przystosowane do przenoszenia dużych obciążeń jednorazowych i cyklicznych obciążeń o mniejszej amplitudzie. Kość jako aktywna żywa tkanka reaguje na obciążenia cykliczne bardziej intensywną cyrkulacją płynów odżywczych, zwiększeniem masy i wzrostem grubości. Wtrącenia występujące w kościach można klasyfikować jako wtrącenia rozproszone, włókna, warstwy a nawet jako trójwymiarowe kratownice. Struktury takie zwiększają wytrzymałość na działanie naprężeń normalnych i stycznych i zapobiegają rozprzestrzenianiu się pęknięć. Własności tkanki kostnej są bardzo odporne na działanie różnorodnych zewnętrznych czynników mechanicznych. Jednocześnie pozwalają na pełnienie przez tkankę kostną innych ważnych funkcji biologicznych nie związanych bezpośrednio z przenoszeniem obciążeń.

Sposób pomiaru wytrzymałości kości - rys z materiałów link drugi od końca str. ostania

Ad.10 Czym różnią się właściwości sprężyste ciał stałych, cieczy i gazów. Omów model płynu doskonałego. Przedstaw i omów podstawowe prawa hydrostatyki.

Każde ciało poddane działaniu jakiejś siły zewnętrznej odkształca się w mniejszym lub większym stopniu, w zależności od tego jakie są właściwości sprężyste ciała i jaka jest wartość siły działającej na to ciało. Właściwości sprężyste ciał różnią się przy tym w zależności od tego, jaki jest ich stan skupienia. Gazy ściskane z zewnątrz zmniejszają przykładowo swoją objętość bardzo znacznie, natomiast ciecze i ciała stałe stosunkowo bardzo nieznacznie. Jeżeli po ustąpieniu siły ściskającej objętość ściskanego ciała wraca do początkowej wartości, to mówimy, że to ciało charakteryzuje się sprężystością objętości. Samo zjawisko powrotu objętości ciała do poprzedniej wartości po usunięciu sił ściskających nosi nazwę sprężystości objętościowej. Doświadczenie poucza nas, że gazy, ciecze oraz ciała stałe mają sprężystość objętości.

Innym rodzajem sprężystości może być sprężystość kształtu, zwana też sprężystością postaciową. Gazy np. przyjmują zawsze kształt naczynia, wypełniając je całkowicie. Nie mają więc swego kształtu. a co za tym idzie, nie mają również sprężystości postaciowej. Ciecze również przyjmują kształt naczynia, w którym się znajdują, a więc i w tym przypadku nie można mówić o sprężystości postaciowej. Ciała stałe różnią się natomiast pod tym względem zasadniczo od gazów i cieczy, gdyż mają własne kształty. Odkształcenie postaci ciał stałych może więc być odkształceniem sprężystym, to znaczy takim, które znika po usunięciu sił odkształcających. Ciała stałe w odróżnieniu od cieczy i gazów mają sprężystość postaciową. Pod względem właściwości sprężystych dzielimy zwykle ciała stałe na sprężyste - jeśli nawet stosunkowo duże siły powodują jedynie odkształcenie sprężyste, plastyczne - jeśli pod wpływem stosunkowo niewielkich sił ciała ulegają odkształceniom trwałym, ale nie ulegają zniszczeniu, oraz ciała kruche - jeśli nawet pod wpływem stosunkowo nie wielkich sił te ciała ulegają zniszczeniu (skruszeniu).

Ciała stałe - duże moduły sprężystości objętościowej i postaciowej

Ciecze - mniejsze moduły sprężystości objętościowej i bardzo małe sprężystości postaciowej

Gazy - małe moduły sprężystości objętościowej i prawie zerowy moduł sprężystości postaciowej

Płyn doskonały - jest to płyn nieściśliwy i nielekki a więc płyn o nieskończenie dużym module sprężystości objętościowej i zerowym module sprężystości postaciowej.

Prawa hydrostatyki

Hydrostatyka - dział mechaniki płynów zajmujący się badaniem cieczy w stanie spoczynku oraz warunków pozostawania w spoczynku cieczy znajdującej się w polu sił masowych.

Prawo Pascala - ciśnienie pochodzące od sił zewnętrznych działających na płyn nieściśliwy i niważki jest we wszystkich punktach płynu jednakowe

p = ρgh

Gdzie ρ jest gęstością cieczy, h - głębokość na której zanurzone jest ciało, g - przyśpieszenie ziemskie.

Ze wzoru wynika że ciśnienie rośnie liniowo wraz ze wzrostem głębokości zanurzenia w cieczy i nie zależy od kształtu naczynia.

Ciśnienie całkowite w cieczach:

p_c = p_z + ρgh

gdzie p_z jest ciśnieniem zewnętrznym

Ciśnienie aerostatyczne:

Wpisać wzór

Prawo Archimedesa

Na ciało zanurzone w płynie (cieczy, gazie lub plazmie) działa pionowa, skierowana ku górze siła wyporu. Wartość siły jest równa ciężarowi wypartego płynu. Siła ta jest wypadkową wszystkich sił parcia płynu na ciało.

W = ρ g V

Gdzie ρ jest gęstością cieczy, g - przyśpieszenie ziemskie, V - objętość części ciała zanurzonej w cieczy.

Ad. 11 Omów podstawowe prawa hydrodynamiki płynów doskonałych podaj kilka przykładów gdzie można je zaobserwować.

Prawo Bernoulliego. w czasie przepływu cieczy, suma ciśnienia statycznego i dynamicznego jest stała wzdłuż każdej linii przepływu.

Prawo Bernoulliego ma matematyczną postać równania:

p + ρgh + ½ρv² = const

gdzie: p - ciśnienie cieczy, ρ - gęstość cieczy, v - prędkość przepływu cieczy, g - przyspieszenie ziemskie, h - wysokość rurki z cieczą nad powierzchnią ziemi.

ierwsze dwa człony możemy ująć ogólną nazwą: ciśnienie statyczne P_s = p + ρgh, natomiast trzeci człon to ciśnienie dynamiczne P_d = ½ρv².
P_s jest to ciśnienie wywierane prostopadle do kierunku przepływu, a P_d - równolegle.
Skoro ich suma stanowi konstans, to należy przypuszczać, że w obszarach większej prędkości przepływu, ciśnienie statyczne będzie mniejsze.

Zjawisko spadku ciśnienia statycznego kosztem wzrostu ciśnienia dynamicznego (i odwrotnie) można łatwo zaobserwować przy pomocy rurki, której przekrój nie jest na całej długości jednakowy (ma ona przewężenia), a do pomiaru ciśnienia statycznego służą rurki, ustawione prostopadle do kierunku przepływu cieczy.

Podczas przypływu w rurce, ciecz ma w miejscu przewężenia większą prędkość. Jest tak dlatego, że w jednostce czasu przez każdą powierzchnię przekroju rurki musi przejść ta sama ilość cieczy. Przy mniejszym przekroju musi odbywać się to na większej długości. Jest to możliwe tylko wtedy, gdy ciecz porusza się szybciej.
Ten efekt jest wyraźnie widoczny w strzykawkach.

Inne przykłady to:

1. Złogi w naczyniach krwionośnych. Większa prędkość przepływu krwi w miejscu o mniejszym przekroju prowadzi do spadku ciśnienia krwi w tym miejscu a w rezultacie tego do działania sił zaciskających naczynie krwionośne

2. Wnikanie komórek nowotworowych do krwi - w miejscu gdzie guz przerasta naczynie krwionośne dochodzi do wnikania substancji wydzielanych przez guz i komórek odrywających się od guza do krwi.

Ad. 12 Czym różnią się ciecze rzeczywiste od cieczy doskonałych. Na czym polega lepkość cieczy i od czego zależy . Omów wzór Newtona - rys i wzór

Ciecze rzeczywiste różnią się od cieczy doskonałych tym że wykazują zjawisko tarcia wewnętrznego czyli lepkości. Wyjątkiem są bardzo nieliczne ciecze - np. ciekły hel wykazujące tzw nadciekłość w temperaturach bliskich zera bezwzględnego.

Tarcie wewnętrzne - opór powstający między elementami jednego ciała. W ciele stałym tarcie jest uzależnione od właściwości tłumiących, natomiast w płynach od lepkości. Tarcie wewnętrzne występuje przy przepływie płynów, jak i deformacji ciał stałych, pomiędzy obszarami przemieszczającymi się względem siebie. Siła występująca w zjawiskach tarcia nazywana jest siłą tarcia.

Lepkość cieczy - Przyczyną lepkości są siły przyciągania i odpychania międzycząsteczkowego.

Lepkość zależy od szeregu parametrów takich jak: temperatura, ciśnienie, stężenie cieczy, właściwości cząsteczek

Wpisać wzór z materiałów na lepkość link ostatni str 16

Wpisać z materiałów wzór Newtona link ostatni str 14

Ciecze stosujące się do prawa Newtona nazywamy cieczami newtonowskimi. Taka ciecza jest krew.

Ad. 13 Prawo przepływu cieczy przez rurkę kapilarną. Na czym polega ruch stacjonarny, laminarny, turbulentny płynu.. Co charakteryzuje liczba Reynoldsa i jak jest związana z prędkością krytyczną przepływu.

Kapilara - bardzo cienka rurka, tak cienka, że praktycznie cała ciecz przepływająca przez nią znajduje się w polu oddziaływania sił związanych jej ściankami i cieczy bezpośrednio przylegającej do ścianek, w wyniku czego prędkość poruszania się cząsteczek silnie zależy od odległości od ścianek (profil paraboliczny).

Dokładne określenie, od jakiej średnicy wewnętrznej można uznać daną rurkę za kapilarną, jest kwestią umowy i zazwyczaj przyjmuje się, że mamy do czynienia z kapilarą w momencie, gdy zaczynają wewnątrz niej zachodzić zjawiska typowe dla przepływu kapilarnego (zjawiska kapilarne). Zalicza się do nich:

Przepływ niezgodny z prawem Bernoulliego - w kapilarach o odpowiedniej powierzchni ciecz może nawet "płynąć do góry" mimo braku, a nawet wbrew ciśnieniu hydrostatycznemu - wynika to z faktu, że w kapilarach górę biorą oddziaływania cieczy z powierzchnią rurki a nie zjawiska zachodzące w samej cieczy.

Powstawanie zjawiska kondensacji kapilarnej - które ma dokładnie to samo podłoże co zjawisko przepływu niezgodnego z prawem Bernoulliego

Zjawiska kapilarne zachodzą nie tylko w rurkach, ale także w bardzo małych porach oraz odpowiednio cienkich szczelinach. Dzięki zjawisku przepływu kapilarnego woda w roślinach może być transportowana na wysokość powyżej 10 m (wysokość słupa wody odpowiadająca ciśnieniu atmosferycznemu na poziomie morza), a krew poprzez naczynia włosowate (zwane też kapilarnymi) dociera do najodleglejszych tkanek bez konieczności stosowania bardzo wysokich ciśnień.

Przepływ stacjonarny cieczy przez rurę poziomą
Zasada nieściśliwości cieczy wymaga, by przez każdy przekrój poprzeczny rury w tym samym czasie przepływała taka sama objętość. Oznacza to, że iloczyn pola przekroju poprzecznego i prędkości cieczy jest w każdym miejscu taki sam:

S₁ v₁ = S₂ v₂.

Przepływ laminarny jest to przepływ uwarstwiony (cieczy lub gazu), w którym kolejne warstwy płynu nie ulegają mieszaniu (w odróżnieniu od przepływu turbulentnego, burzliwego). Przepływ taki zachodzi przy małych prędkościach przepływu, gdy liczba Reynoldsa nie przekracza tzw. wartości krytycznej. Poiseuille'a prawo, prawo opisujące natężenie przepływu laminarnego cieczy o współczynniku lepkości dynamicznej przez kapilarę o długości L i promieniu R, pod wpływem różnicy ciśnień Δp. Prawo Poiseuille'a wyrażone jest wzorem:

Wpisać wzór link ostatni str 17

Ruch turbulentny - W miarę wzrostu szybkosci przepływu, powy_ej pewnej predkosci krytycznej, przepływ stajevturbulentny Ruch turbulentny płynu przejawia się w występowaniu wirów, zjawisku oderwania strugi, zjawisku mieszania.

każdy przepływ turbulentny jest przepływem niestacjonarnym, a przepływ laminarny może byc zarównostacjonarny jak i nie.

Liczba Reynoldsa - Liczba ta pozwala oszacować występujący podczas ruchu płynu stosunek sił czynnych (sił bezwładności) do sił biernych związanych z tarciem wewnętrznym w płynie przejawiającym się w postaci lepkości. Liczba Reynoldsa stosowana jest jako podstawowe kryterium stateczności ruchu płynów.

Prędkość krytyczna - Dla wody płynącej przez naczynie o średnicy 2,3cm przepływ staje się burzliwy przy prędkościach większych od 0,1 m/s

Wpisać wzór link ostatni str 18

Ad. 14 Omów funkcję pełniona przez krew i układ krążenia w organizmie człowieka. Scharakteryzuj cykl pracy serca i przedstaw model serca.

Układ krwionośny człowieka jest układem zamkniętym. Krew krąży w systemie naczyń krwionośnych a serce pełni rolę pompy wymuszającej przepływ krwi. Układ ten wraz z układem limfatycznym tworzą układ krążenia.

Układ krążenia składa się z: serca, systemu naczyń krwionośnych i krwi. Serce działa jak pompa ssąco-tłocząca przetaczając krew w 2 obiegach : dużym i małym. Jeżeli cykl pracy serca rozpoczyna się rozkurczem komory prawej wówczas przez prawy przedsionek wpływa do serca pozbawiona tlenu krew z żyły głównej obiegu dużego. Zastawka trójdzielna jest wówczas otwarta, a zastawka płucna zamknieta. W fazie skurczu serca prawa komora kurczy się i zastawka trójdzielna zamyka się wówczas a otwiera się zastawka płucna. Krew tłoczona jest do tętnicy płucnej i systemu krwionośnego płucnego zwanego obiegiem małym. Z obiegu tego krew wpływa do lewego przedsionka serca. W fazie rozkurczania się serca krew wpływa z przedsionka lewego do lewej komory serca. Zachodzi to przy zamkniętej zastawce aorty i otwartej zastawce dwudzielnej. Następnie lewa komora kurczy się i przy zamkniętej zastawce dwudzielnej a przy otwartej zastawce aorty krew wtłaczana jest do aorty. Stąd przez zaspoły tętnic i naczyń włoskowatych roprowadzana jest po całym organizmie. Następnie dopływa do systemów żylnych i poprzez żyłę głowną obiegu dużego powraca do serca. Z fizycznego punktu widzenia przepływ krwi odbywa się dzięki energii skurczów mięśni serca. Podczas wzrostów ciśnienia krew wtłaczana jest do aorty i tetnicy płucnej. Wszystkie tętnice i tętniczki są naczyniami sprężystymi i przy wyższych ciśnieniach rozszerzają się sprężyście. Ciągły przepływ krwi ma duże znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania centralnego układu nerwowego i mózgu. Przemieszczanie się krwi jest wynikiem rytmicznego kurczenia się zarówno serca jak i całego systemu tetnic.

Krew jest zawiesiną erytrocytów, leukocytów i trombocytów w plazmie. Podczas krążenia: krew dostarcza komórkom tlenu i substancji odżywczych a odprowadza dwutlenek węgla, rozprowadza ciepło w organizmie (bierze udział w procesie termoregulacji), transportuje hormony, witaminy, enzymy i komórki fagocytów. Przepływ hormonów można uznać za przepływ informacji gdyz kontroluja one i integrują czynności całego ustroju natomiast przepływ enzymów za transport substancji katalizujących o kontrolujących przebieg reakcji chemicznych.

Narysować schemat serca

Ad. 15 Czym jest i jaką rolę pełni i jak szybko przemieszcza się fala tętna. Jak zmienia się przepływ krwi w miarę oddalania się od komór serca. Czy jest opór naczyniowy.

Fala tetna

- podczas wtłaczania krwi do tętnicy ulega ona rozszerzeniu z uwagi na jej właściwości sprężyste,

- powstałe odkształcenie przemieszcza się wzdłuż tętnicy tworząc falę tętna,

- prędkość fali tętna )5-8 m/s) jest większa od prędkości krwi (0,5 m/s)

- długość fali tętna wynosi ok. 4m

Rys i wzór z materiałów link ostatni str. 27

Rozszerzenie tętnicy (fala tętna) zasysa krew i umożliwia jej dalszy ruch w chwili gdy serce jest w fazie rozkurczu.

Szybkość przepływu krwi w czasie wyrzutu z lewej komory osiaga wartość do 140 cm/s ( w aorcie wstępującej przepływ turbulentny) . W miarę oddalania się od serca krew zaczyna płynąć bardziej równomiernie (przepływ ciągły i laminarny w tętniczkach.

Opór naczyniowy:

opór, jaki napotyka krew płynąca przez naczynia krwionośne związany z ciśnieniem krwi i jej przepływem. Opór naczyniowy rośnie bardzo szybko przy zmniejszaniu się średnicy naczynia, stąd największy opór przepływu obserwowany jest w drobnych tętniczkach.

Opór naczyniowy R_n pochodzący od n równolegle połączonych tętniczek wynosi R_n = Nr gdzie R jest oporem naczyniowym tętnicy o polu przekroju poprzecznego równym sunie pól przekrojów poprzecznych wszystkich tętniczek małych.

Ad. 16 Jakim wzorem określamy pracę serca. Jakie są typowe wartości pracy a jakie mocy serca gdy nie wykonuje wysiłku fizycznego. Jak wpływa ciśnienie hydrostatyczne na ciśnienie krwi w różnych miejscach organizmu człowieka.

Praca wykonywana przez mięsień serca zużywana jest na przepompowywanie pewnej objętości krwi oraz na nadanie tej objętości pewnej prędkości.

Wstawic wzór z materiałów link ostatni str 31

- dla komory lewej W = 0,924 + 0,006( J/skurcz)

- dla komory prawej W = 0,139 + 0,006 (J/skurcz)

Całkowita moc serca wynosi P = 1,4 (W)

Efekt hydrostatyczny nie ma wpływu na krążenie. Wpływa natomiast na wartości cisnienia w partiach ciała położonych powyżej i poniżej serca

Ad. 17 Jak powstaje napięcie powierzchniowe w cieczach i od czego zależy. Co charakteryzuje współczynnik napięcia powierzchniowego cieczy. Omów kilka zjawisk wywołanych istnieniem napięcia powierzchniowego w cieczach. Zapisz wzór laplacea i podaj przykład wykorzystania tego wzoru.

napięcie międzyfazowe panujące na granicy ośrodka gazowego i cieczy. Naturalna skłonność powierzchni do kurczenia się, spowodowana siłami wciągającymi cząsteczki powierzchniowe do wnętrza. Ilościowo napięcie powierzchniowe jest równe pracy potrzebnej do powiększenia powierzchni o 1 cm². W wyniku działania napięcia powierzchniowego wszędzie, gdzie powierzchnia jest zakrzywiona, ciśnienie po stronie wklęsłości jest większe niż po stronie wypukłości. Powoduje to podnoszenie się cieczy zwilżających ścianki w cienkich rurkach

W = σΔS - praca potrzebna do powiększenia powierzchni cieczy, gdzie σ jest to współczynnik napięcia powierzchniowego

Współczynnik napięcia zależy od rodzaju cieczy i temperatury. Dla wody w temp. pokojowej

σ = 0,072N/m, a dla alkoholu etylowego 0,022 N/m. Wartości współczynnika dla wody SA bardzo duże w porównaniu do innych cieczy.

Efektem napięcia powierzchniowego jest np. utrudnione zanurzanie w cieczy ciał niepodatnych na zwilżanie tą cieczą (znika ono w momencie całkowitego zanurzenia takiego ciała). Napiecie powierzchniowe utrzymuje na powierzchni wody kwiat czy monetę Innym zjawiskiem związanym z napięciem powierzchniowym jest podnoszenie się (np. woda) lub opadanie (np. rtęć) cieczy w wąskich rurkach, tzw. kapilarach - zjawisko to należy do zjawisk kapilarnych.

Wzór Laplacea

Ad.18 Omów funkcję pełnioną przez układ oddechowy oraz przedstaw model obrazujący pracę płuc. Opisz rolę sił sprężystości pęcherzyków płucnych oraz znaczenie napięcia powierzchniowego w procesie oddychania.

Układ oddechowy jest odpowiedzialny za utrzymanie stałej wymianygazów między organizmem a środowiskiem. Oddychanie jest jedną z najważniejszych czynności życiowych i podstawowym przejawem życia. Wdychany tlen jest wykorzystywany przez komórki jako paliwo do produkcji energii a wydychany dwutlenek węgla jest pozostałością tego procesu. (jego nadmiar jest w organizmie toksyczny). Układ oddechowy składa się z: dróg doprowadzających powietrze (nos, gardło, krtań, tchawica, oskrzela), płuc, narzadów pomocniczych umożliwiających wprowadzanie powietrza do płuc i wyprowadzanie powietrza z płuc. Wymiana powietrza w płucach - rys z materiałów link ostatni str 38

W płucaach ciśnienie wewnątrzpłucne jest niższe od atmosferycznego dzięki sprężystości pęcherzyków płucnych. Równowaga w płuchach jest utrzymywana dzięki sprężystości pęcherzyków płucnych. Siły sprężystości pęcherzyków płusnych wytwarzają ciśnienie. Podczas wdechu pęcherzyki płusne ulegają rozciągnięciu gdyz ciśnienie maleje poniżej atmosferycznego. Podczas wydechu sprężystość pęcherzyków powoduje skurczenie się ich. Właściwości sprężyste pęcherzyków uzupełniane są działaniem sulfakantów. Napięcie powierzchniowe sulfakantu zależy od grubości jego warstwy w pęcherzyku. Dla warstw grubych wynosi 0,05 N/m natomiast dla cienkich 0,5 N/m.

Ad. 19 Omów wpływ wibracji, infradźwięków i dźwięków na organizm człowieka

WIBRACJE
Wibracją określamy przekazywanie drgań mechanicznych z ciała stałego na poszczególne tkanki ciała człowieka lub na cały organizm. Pomiary wykazały, że drgania mechaniczne o niskich częstotliwościach powodują pojawienie się rotacyjnych ruchów głowy. Na skutek tych ruchów zostaje zakłócony układ równowagi, czego konsekwencją jest wystąpienie objawów choroby lokomocyjnej. Kierowcy często skarżą się na bóle mięśniowe karku i potylicy głowy. Ma to związek z napięciem mięśni grzbietu i szyi, które powinny przeciwdziałać nadmiernym ruchom głowy spowodowanym wibracją Działanie wibracji, o poziomie przekraczającym próg wrażliwości, wywołuje wiele doznań aż do pojawienia się bólu. Najsilniejsze odczucia wibracji występują przy częstotliwościach do 35 Hz, szczególnie dla zakresu 20 Hz. Przy takich częstotliwościach drgań występuje rezonans narządowy i silne podrażnienie błędnika, co jest przyczyną najbardziej przykrych doznań.
Wibracja niekorzystnie działa na wzrok, powoduje zwłaszcza pogorszenie jego ostrości. Można to stwierdzić przy dwóch zakresach częstotliwości: przy 20-40 Hz oraz 60-90 Hz. Pogorszeniu ostrości towarzyszy również zwężenie pola widzenia i słabsze rozróżnianie barw.
Bardzo przykre następstwa wywołuje wibracja narządów jamy brzusznej, ponieważ ze względu na swobodne zawieszenie takich narządów jak żołądek, trzustka, śledziona czy wątroba, mogą one ulegać dużym pomieszczeniom .Również podrażnienie narządu równowagi niesie za sobą nieprzyjemne skutki - są to objawy typowe dla choroby morskiej. Charakteryzują się one bólem i zawrotami głowy, szumem w uszach, dusznością oraz bólem żołądka i nudnością.

INFRADŹWIĘKI

Fale infradźwiękowe mogą oddziaływać na cały organizm człowieka na wiele sposobów. Przede wszystkim infradźwięki wywołują drgania rezonansowe ludzkich organów takich jak: przepona brzuszna, klatka piersiowa, przepona brzuszna, organy trawienne. Chwilowe oddziaływanie fal powoduje trudności w oddychaniu, a dłuższe poddawanie się oddziaływaniu infradźwięków powoduje zaburzenia układu trawiennego. Podobnie jak przy spożyciu większej ilości alkoholu infradźwięki powodują zachwiania równowagi, trudności w skupieniu się, zmniejszenia ostrości widzenia oraz zmniejszenie refleksu. Granica bólu oraz próg odczuwania wrażeń pochodzących od infradźwięków określa się podobnie jak dla dźwięków słyszalnych. Zakresy oddziaływania infradźwięków można podzielić w ten sposób:
Poniżej 120dB. Krótkie oddziaływanie infradźwięków na człowieka nie jest szkodliwe. Skutki długiego przebywania pod ich wpływem nie są jeszcze znane.
Między 120 a 140dB. Przebywanie w polu takich fal może wywoływać uczucie zmęczenia oraz lekkie zaburzenia procesów fizjologicznych.
Między 140 a 160dB. Nawet, krótkie dwuminutowe działanie infradźwięków powoduje zachwiania równowagi i wymioty. Dłuższe oddziaływanie może wywołać trwałe uszkodzenia organiczne.
Powyżej 170dB. Poddane takim falą zwierzęta zmarły z powodu przekrwawienia płuc (testów na ludziach nie przeprowadzano).

HAŁAS

Wpływ hałasu nie ogranicza się tylko do narządu słuchu lecz dotyczy organizmu jako całości. Bowiem przez centralny system nerwowy niekorzystne dźwięki mogą wpływać na organy wewnętrzne człowieka. Niebagatelne znaczenie ma również wpływ hałasu na psychikę człowieka, komfort pracy i odpoczynku.To w jakim stopniu dany hałas jest uciążliwy dla konkretnej osoby zależy od wielu fizycznych własności tych dźwięków a także od charakteru tych zmian w czasie czyli np. częstotliwości pojawiania się, poziomu hałasu czy jego charakterystyki widmowej. I tak dochodzi do zdecydowanego pogorszenia słuchu, odczuwane są bóle głowy oraz zaburzenia nerwowe. Natomiast dźwięki powyżej 90 dB są już bardzo niebezpieczne dla zdrowia człowieka. Dochodzi do zaburzenia pracy układu krążenia, układu pokarmowego. Hałasy o poziomie powyżej 130 dB niosą zagrożenie nawet dla życia człowieka. Powodują bowiem drgania niektórych narządów wewnętrznych co może doprowadzić nawet do ich całkowitego zniszczenia. Objawy , które występują już po krótkotrwałej ekspozycji na takie dźwięki to mdłości, zaburzenia równowagi, a także zmiana obrazu krwi.Pierwszym narządem , który jest narażony na wpływ hałasu jest niewątpliwie narząd słuchu. Jeżeli człowiek jest narażony na długotrwałą ekspozycje na hałas to doprowadza to do zmian patologicznych w obrębie narządu słuchu. Przede wszystkim chodzi tutaj o zaburzenia odbioru fal dźwiękowych w uchu . Dochodzi do powstania ubytków słuchu, które są już nieodwracalne.

Ad. 20. Omów efekty towarzyszące działaniu ultradźwięków oraz ich wpływ na organizm człowieka.

Ultradźwięki mogą oddziaływać na organizm na trzy sposoby: chemiczny, mechaniczny i cieplny. W wyniku oddziaływania chemicznego i cieplnego pojawiają się niedomagania oraz zmiany w obrębie gruczołów dokrewnych. Zanotowano także przypadki groźnej choroby krwi, która wystąpiła u osób pracujących przy syrenie ultradźwiękowej służącej do oczyszczania powietrza atmosferycznego z pyłu. Długotrwały wpływ działania ultradźwięków na organizm może powodować wystąpienie wielu schorzeń np. niedomaganie układu krążenia, wrzody żołądka, wylewy w siatkówce, zmętnienie soczewki oraz płynu śródgałkowego lub też zwyrodnienia gruczołów wydzielniczych. U kobiet w ciąży mogą pojawić się zaburzenia rozwoju układu kostnego u płodu. Narząd słuchu u płodu jest całkowicie ukształtowany i zaczyna funkcjonować już od 23 tygodnia ciąży. Już w łonie matki dziecko przejawia niepokój związany z nadmiernym hałasem. Po narodzeniu, im młodsze oraz mniejsze dziecko, tym większa bywa jego wrażliwość na dźwięki zbyt głośne.

Ad. 21. W jakich warunkach mamy do czynienia ze zwiększonym a w jakich ze zmniejszonym przyspieszeniem. Opisz wpływ przyspieszeń na organizm człowieka.

Oddziaływanie przyspieszeń związane jest z występowaniem sił bezwładności oddziałujących w całej objętości ciała na każdy jego punkt. Przyspieszenia [m/s2] często wyraża się w wielokrotnościach normalnego przyspieszenia

Skutek działania przyspieszeń zależy od wartości, czasu ich występowania i kierunku działania względem ciała.

Przyspieszenia krótkotrwałe: oddziaływanie przyspieszeń (ułamki sekund) może nie wywołać ujemnych skutków, ale przyspieszenia rzędu dziesiątek i setek g mogą spowodować poważne uszkodzenia ciała, a nawet śmierć na skutek przemieszczania i rozerwania tkanek.

Przyspieszenia o średnim i długim czasie trwania. Efekt ich działania zależy głównie od kierunku.

Przyspieszenia podłużne, równoległe do osi długiej ciała powodują przede wszystkim przemieszczanie krwi i narządów wewnętrznych. Lepiej tolerowane jest przyspieszenie w kierunku głowy to jest przeciążenie w kierunku stóp. Powoduje spadek ciśnienia krwi w górnej części ciała. Kilkusekundowe przeciążenie rzędu 6g prowadzi do zaburzeń widzenia i utraty przytomności - czarna zasłona, krew odpływa z głowy.

Przyspieszenie w kierunku stóp powoduje gwałtowny ból głowy, zaburzenia czynności serca, krwotoki i utratę przytomności - czerwona zasłona.

bardzo duże przyspieszenia występują podczas wypadków komunikacyjnych.

Przyspieszenia poprzeczne: przód-tył lub na boki są lepiej znoszone od podłużnych, ale powyżej 12 g może dojść do zatrzymania oddechu.

Ad. 22 Omów wpływ obniżonego i podwyższonego ciśnienia zewnętrznego na organizm człowieka

Spadek ciśnienia powoduje rozprężanie gazów w uchu, jelitach i ubytkach zębowych co wiąże się z wystąpieniem bólów, wzdęć i kolek jelitowych.

Nagła dekompresja może prowadzić do poważnych uszkodzeń tkanek. Uwalnianie gazów (azotu) z krwi prowadzi do pojawienia się zatorów gazowych. Najniebezpieczniejsze dla żywego organizmu jest niedotlenienie. Długotrwałe przebywanie pod wpływem niskich ciśnień w wyniku niedotlenienia (hipoksji) prowadzi do zmian adaptacyjnych zwiększenia liczby czerwonych ciałek i hemoglobiny oraz niekorzystnych zmian trawienia, koordynacji ruchów i zmian psychicznych (halucynacje, agresja itp.). Silne niedotlenienie powoduje utratę przytomności, a nawet śmierć

Podwyższone ciśnienie: Gwałtowne zwiększenie ciśnienia powoduje objawy bólowe związane z wyrównywaniem ciśnień wewnątrz ciała. Najgroźniejsze jest jednak ponowne zmniejszenie ciśnienia. W wyniku saturacji (nasycenie cieczy gazem) azotu we krwi pod wpływem zwiększonego ciśnienia, jego zmniejszenie powoduje pojawienie się pęcherzyków tego gazu we krwi - choroba kesonowa. Dochodzi do wystąpienia duszności, porażeń kończyn i utraty przytomności, a w skrajnym przypadku do śmierci. Oddychanie tlenem pod zwiększonym ciśnieniem może wywołać zatrucie tlenowe - toksyczne zmiany w organizmie, drgawki, utratę przytomności, uszkodzenie wzroku. Oddychanie powietrzem zawierającym azot może wywołać narkozę azotową - halucynacje, niezborność ruchową i utratę przytomności.

Ad. 23 Omów wpływ temperatury i wilgotności na organizm człowieka

Organizm ludzki ma duże zdolności do przystosowania się do danych warunków termicznych. Proces termoregulacji umożliwia, aby bilans cieplny pozostawał w równowadze. Gdy dochodzi do wzrostu temperatury w organizmie człowieka rozszerzają się naczynia krwionośne i zwiększa się skórny przepływ krwi, co ułatwia ochładzanie organizmu. Poza tym następuje wzmożone wydzielanie potu, przez co organizm człowieka traci dużo ciepła, które jest pochłaniane w procesie parowania kropelek potu. Optymalną dla człowieka temperaturą jest temperatura ok. 21stopni Celsjusza. Kiedy jednak dojdzie już do nadmiernego przegrzanie organizmu możemy mówic wtedy o hipertermii czyli stanie w którym organizm lub jego części przekracza granicę systemu termoregulacj. Hipertermię dzielimy na sztuczna i naturalną:

Przeciwnym stanem do hipertermii jest hipotermia czyli stanu w którym temperatura ciała spada poniżej 35°C. Jest ona najczęściej skutkiem działania zimnego powietrza lub wody na organizm ludzki. Gdy temperatura ciała spada poniżej 25°C, istnieje ryzyko zgonu.

Wilgotność powietrza - zawartość pary wodnej w powietrzu.

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 powierzchni ziemi kropelki rosy.

Optymalna wilgotność powietrza to 40-60%Jeżeli spada poniżej 40% zaczynamy odczówac dyskomfort i łatwiej zapadamy na różne infekcje. Przy podwyższonej wilgotności powietrza i podwyższonej temperaturze możemy mieć problemy z oddychaniem.

Ad. 24 Opisz wpływ prądu elektrycznego, pola elektrycznego i magnetycznego na organizm człowieka. Na czym polega diatermia. Skutki działania prądu elektrycznego na organizm człowieka można rozpatrywać jako fizyczne (np. cieplne), chemiczne (np. zmiany elektrolityczne) lub biologiczne (np. zaburzenia czynności). Prąd stały działa na człowieka inaczej niż prąd zmienny. Prądy przemienne o dużej częstotliwości nie wywołują zaburzeń przewodnictwa w nerwach, skurczów mięśni i zaburzeń w czynnościach mięśnia sercowego, mogą jednak doprowadzić do uszkodzeń wskutek wytwarzania ciepła na drodze przepływu przez ciało. Prądy o bardzo dużych częstotliwościach (kilka tysięcy Hz) mają stosunkowo małą zdolność do przenikania w głąb tkanek. Im częstotliwości są większe, tym działanie jest bardziej powierzchniowe.
W praktyce najbardziej niebezpieczne dla człowieka są prądy przemienne o częstotliwości 50, 60Hz, a więc częstotliwości przemysłowej. Prąd przemienny przepływając przez mięśnie, powoduje ich silne skurcze. Podczas przepływu prądu elektrycznego przez organizm ludzki następuje pobudzenie, a następnie porażenie układu nerwowego. Skutkiem tego jest utrata przytomności. Może ona być spowodowana:
· Zatrzymaniem krążenia wywołanym niedostateczną pracą serca, migotaniem komór lub zatrzymaniem serca.
· Przepływem prądu bezpośrednio przez czaszkę i mózg
Wytwarzanie się dużej ilości ciepła przy przepływie prądów o wysokim napięciu może w ciągu kilku sekund wywołać nieodwracalne uszkodzenie lub zniszczenie mózgu.
Pole elektryczne i magnetyczne towarzyszyły człowiekowi od zawsze. Wyładowania atmosferyczne, czy Ziemia, którą można porównać do ujemnie naładowanej kuli, będącej jednocześnie wielkim magnesem z biegunami nie pokrywającymi się z biegunami geograficznymi są naturalnymi źródłami tych pól. Możemy wywnioskować, że pole pochodzące od źródła naturalnego nie ma znacznego wpływu na funkcjonowanie naszego organizmu Jednak wraz z postępem cywilizacji, a co za tym idzie postępem techniki powstały nowe - sztuczne źródła pola magnetycznego i elektrycznego. Są to przede wszystkim urządzenia RTV. Oddziaływanie tych pól jest trudne do ustalenia

Pole elektryczne - Pole to nie wnika do ciała człowieka, natomiast człowiek swym ciałem zakłóca je, powodując, że np. na czubku głowy natężenie tego pola może być znacznie wyższe. Stałe pole elektryczne może oddziaływać na człowieka poprzez wstrząsy elektryczne o różnej sile wynikłe z rozładowania nagromadzonego ładunku lub przez wyładowania zapłonowe w obecności substancji łatwopalnych oraz wywierać działania ogólnoustrojowe tzn. zaburzenia rytmów biologicznych, zakłócenia czynności bioelektrycznej mózgu i serca, odczuwanie "mrowienia" w różnych okolicach skóry, bóle głowy, drażliwość oraz zwiększona zachorowalność na choroby układu nerwowego.

Pole magnetyczne - W zależności od rodzaju pole magnetyczne może działać korzystnie - jest to pole o biegunie północnym - ujemne zwiększa dopływ tlenu, zasadowość tkanek, przyspiesza metabolizm oraz umożliwia relaksację. Przeciwne działanie wykazuje pole o biegunie południowym - dodatnie, czyli powoduje zakwaszanie komórek oraz zmniejsza wychwytanie tlenu, a także powoduje stres. Z drugiej jednak strony znajdujemy leczniczy wpływ pola magnetycznego na organizm. Obecnie pole to znalazło szerokie zastosowanie w medycynie konwencjonalnej jak i niekonwencjonalnej. Zmienne pola magnetyczne znalazły zastosowanie w terapii, w specjalizacji medycyny fizykalnej. Istnieją dwa działy medyczne wykorzystujące to pole: magnetoterapia oraz magnetostymulacja rozróżniamy je na podstawie parametrów fizycznych wykorzystywanych pól.

Ad.25 Opisz w jaki sposób powstaje potencjał spoczynkowy komórki i jak możemy go zmierzyć. Przedstaw model elektryczny błony komórkowej oraz zapisz i omów wzór Goldmana-Hodkinga-Katza. Potencjał spoczynkowy jest różnicą potencjałów elektrycznych dla komórki niepobudzonej. Potencjał spoczynkowy - pomiędzy zewnętrzną i wewnętrzną strona błony komórkowej panuje różnica potencjałów elektrycznych, którąmozna zmierzyć umieszczając mikroelektrody szklane o średnicy końcówki ok. 0,2mm wewnątrz komórki i wpłynie pozakomórkowym, a następnie podłączając do oscyloskopu lub woltomierza. Potencjał wnętrza komórki jest ujemny w stosunku do potencjału elektrycznego jej otoczenia. W zależności od rodzaju komórki różnica ta może wynosić od -40mV do -100mV. Dla większości neuronów ma ona wartość od ok. -40mV do ok. -75mV. Sposób pomiaru potencjału spoczynkowego komórki. Wstawić rysunek z materiałów.

Wartość potencjału spoczynkowego zależna jest od stężenia jonów sodu, potasu i chloru wewnątrz i na zewnątrz komórki oraz od przepuszczalności komórki dla poszczególnych rodzajów jonów. Potencjał spoczynkowy możemy wyznaczyć ze wzoru Goldmana. Wstawić wzór z materiałów link trzeci od góry str 3

Gdzie R jest stałą gazową, T - temperaturą bezwzględną, F - stałą Faradya, P_k, P_Na, P_Cl - przepuszczalności odpowiednich jonów, w - wewnątrz komórki, z - na zewnątrz komórki.

Ad. 26 Jak powstaje potencjał czynnościowy w komórkach pobudliwych i jak możemy go zaobserwować. Przedstaw kształt potencjału czynnościowego i scharakteryzuj go. Na czym polega repolaryzacja błony, czym jest refrakcja bezwzględna i refrakcja wzgledna.

Potencjał czynnościowy powstaje jedynie w komórkach pobudliwych. Przykładem komórki pobudliwej jest neuron. Neurony tworzą tkankę nerwową przystosowaną do odbierania bodźców zewnętrznych i przesyłania informacji do odpowiednich narządów i układów Potencjały czynnościowe powstają na wzgórku aksonowym neuronu i rozprzestrzeniają się po błonie aksonu. Potencjał czynnościowy błony komórkowej - zmiana w różnicy potencjału elektrycznego po obu stronach błony komórkowej neuronu. Zostaje wywołany przez bodziec, który powoduje depolaryzację błony komórkowej. Polega na krótkotrwałym odwróceniu potencjału błonowego i trwa od 1ms do kilku sekund. Jego maksymalna wartość to około 40mV. W czasie trwania tego potencjału neurony są niepobudliwe.

Wstawić rys z materiałów link trzeci od góry str 14

Opis do rys: linia ciągła - potencjał błony komórkowej, linia przerywana - wartość progu pobudliwości na następny bodziec. Czas refrakcji bezwzględnej wynosi ok. 1 ms (nie jest możliwe wyzwolenie następnego potencjału czynnościowego). W czasie refrakcji względnej wyzwolenie potencjału jest utrudnione. Główny wzrost potencjału - wynik szybkiego wzrostu przepuszczalności błony dla kationów sodu, a następnie szybkiego zmniejszania tej przepuszczalności. Powolny spadek potencjału - wynik zmniejszenia przepuszczalności błony dla kationów sodu i wzrost przepuszczalności dla kationów potasu. Powstawanie iglicy potencjału jest wynikiem gwałtownej dyfuzji jonów sodowych , a nastepnie potasowychgdyż na skutek aktywacji błony komórki nerwowej zwieksza się jej przepuszczalność. Dyfuzja odbywa się zgodnie z gradientem stężeń i jest procesem samorzutnym zwiększającym entropię układu.

W powstającym potencjale czynnościowym wyróżniamy pięć faz:

Repolaryzacja to proces odwrotny do depolaryzacji, zespół zjawisk fizykochemicznych następujący po przejściu impulsu nerwowego, przywracający polaryzację błony komórkowej czyli różnicę potencjału elektrycznego (potencjał spoczynkowy) między zewnętrzną a wewnętrzną powierzchnią błony komórkowej, wewnątrz komórki ładunek staje się ujemny, na zewnątrz dodatni; istotny jest w tym procesie ruch jonów sodu z wnętrza komórki na zewnątrz, a jonów potasu w przeciwnym kierunku.

Refrakcja - właściwość komórek pobudliwych (a także błon komórkowych wypustek tych komórek), polegająca na okresowej niewrażliwości na stymulujące je bodźce po przejściu potencjału czynnościowego.

refrakcja bezwzględna, czyli stan w którym komórka nie jest w stanie odpowiedzieć na żaden bodziec (tak jest zaraz po przejściu potencjału), z czasem przechodzi w

refrakcję względną, kiedy to bodziec o większym niż fizjologicznie nasileniu może wywołać odpowiedź komórki.

Ad. 27 Omow przewodnictwo impulsów nerwowych w neuronach i między neuronami. Jaka funkcję pełni osłonka mielinowa. Od czego zależy szybkość przemieszczania się impulsów w komórkach nerwowych. Przedstaw rys i zapisz wzory. Depolaryzacja błony komórki narwowej w jednym miejscu przy nie zmienionym potencjale sąsiednich odcinków błony wywołuje przepływ prądu skierowany tak aby wyrównać różnicę potencjałów. Powoduje to obniżenie potencjału sąsiedniego obszaru błony i wyzwala jej dalszą samorzutną depolaryzację. W ten sposób wzdłuż włókna przemieszcza się fala zmian potencjału. W przypadku nerwu pokrytego osłonką mielinową która jest dobrym izolatorem elektrycznym tego rodzaju prądy mogą płynąć tylko od jednego węzła Ranviera do drugiego. W ten sposób pobudzenie rozchodzi się w nerwie skokowo co znacznie zwiększa szybkość jego przemieszczania się. Szybkość rozchodzenia się impulsów nerwowych w neuronach mielinowych jest proporcjonalna do ich promienia. W neuronach niemielionowych prędkość rozchodzenia się impulsu nerwowego jest proporcjonalna do pierwiastka z ich promienia. W zakończeniu włókna nerwowego fala depolaryzacji powoduje aktywację synaps. Wyróżniamy synapsy: nerwowo-nerwowe, nerwowo-mięśniowe, nerwowo-gruczołowe. Przekazywanie impulsu nerwowego przez synapsę zachodzi najczęściej na zasadzie chemicznej lub elektrycznej. Przewodzenieimpulsów w synapsie elektrycznej jest szybsze niż w chemicznej. Otoczka (inaczej osłonka) mielinowa, zwana także rdzenną - osłonka włókien nerwowych tworzona przez oligodendrocyty w ośrodkowym układzie nerwowym i przez komórki Schwanna w obwodowym układzie nerwowym.

Komórki owijając się kilkakrotnie wokół aksonów tworzą osłonkę z własnej błony komórkowej, ułożonej w kilka warstw złączonych białkiem PLP1 [1]. Spełnia ona jednocześnie funkcję ochrony mechanicznej i izolatora elektrycznego aksonu. Długie aksony z osłonką mielinową nazywane są włóknami rdzennymi, a aksony bez osłonki to włókna bezrdzenne. Osłonkę mielinową posiada większość długich aksonów, biegnących przez istotę białą w ośrodkowym układzie nerwowym oraz w nerwach rdzeniowych. W odstępach około 1 mm w obrębie cieśni węzła (przewężeń Ranviera) włókna bezrdzenne pozbawione są osłonek.

Ad. 28 Zapisz podstawowe prawa związane z przepływem prądu elektrycznego. Narysuj obwody prądu stałego złozone z kilku oporników połączonych szeregowo i równolegle, zapisz wzory na opory zastępcze tych oporników. Zaznacz gdzie w obwodzie należy umieścić amperomierz a gdzie woltomierz. Podaj wzory na pracę i moc prądu stałego oraz ich jednostki

Prąd elektryczny to ukierunkowany ruch ładunków elektrycznych. Natężenie I = q/t gzdzie q - to wielkość ładunku, a t- to czas przepływu tego ładunku. Jednostką natężenia jest A - amper. Prawo Ohma - natężenie prądu elektrycznego I płynącego w przewodniku jest proporcjonalne do napięcia elektrycznego U zgodnie z zależnością: I = U/R, gdzie R - to opór elektryczny przewodnika. Jednostką oporu jest ohm ( 1Ω = 1 V/ 1 A). Opór elektryczny jest określony wzorem R = ρ x l/S, gdzie ρ - jest oporem właściwym, l - długość przewodnika, S - przekrój przewodnika. Opór przewodnika rośnie Wrz ze wzrostem temperatury. Pierwsze prawo Kirchhoffa - suma natężeń prądów wpływających do węzła jest równa sumie natężeń prądów wypływających z węzła. Drugie prawo kirchhoffa - suma sił elektromotorycznych i spadków napięć na wszystkich opornikach wchodzących w skład oczka obwodu jest równa 0.

Połączenie szeregowe oprnikow - wstawić rys z materiałów link drugi od góry str 9

Opór zastępczy jest równy sumie oporów wszystkich oporników. R = R1 + R2+ R3+…+ Rn

Połączenie równoległe oporników - wstawić rys z materiałów link drugi od góry str 10

Odwrotność oporu zastępczego jest równa sumie odwrotności wszystkich oporników. 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 +…..+ 1/Rn

Praca prądu stałego : W = U x I x t. Jednostką pracy jest 1J = 1V x 1A x 1s = 1V x 1C

Moc prądu stałego : P = W / t. Jednostką jest 1 wat. 1W = 1J/1S = 1V x 1A

Ad. 29 Opisz budowę ucha, funkcje peryferyjnego układu słuchowego i zachodzące w nim procesy podczas słyszenia. Na czym polega dopoasowanie impedancji fali akustycznej w układzie słuchowym.

Budowa ucha

Podział w budowie ucha : 
ucho zewnętrzne, 
ucho środkowe, 
ucho wewnętrzne. 

Ucho zewnętrzne to małżowina uszna i przewód słuchowy kończący się błoną bębenkową, która oddziela ucho zewnętrzne od ucha środkowego. 
Ucho środkowe - podobnie jak ucho wewnętrzne - znajduje się wewnątrz kości skroniowej czaszki. Ucho środkowe jest to system jam powietrznych i składa się na nie: jama bębenkowa z trzema kosteczkami słuchowymi, jama sutkowa z komórkami powietrznymi wyrostka sutkowego i trąbka słuchowa. Kosteczki słuchowe (młoteczek, kowadełko i strzemiączko) działają na zasadzie dźwigni w przenoszeniu dźwięku ze środowiska gazowego (w uchu zewnętrznym i środkowym) do przestrzeni płynowych ucha wewnętrznego. Dwa mięśnie wewnątrzuszne (napinacz błony bębenkowej i mięsień strzemiączkowy) zapewniają prawidłową ruchomość tej konstrukcji i spełniają funkcję akomodacyjną w przenoszeniu dźwięku. Trąbka słuchowa łącząca jamę bębenkową z gardłem wyrównuje ciśnienie w tejże jamie bębenkowej.  Ucho wewnętrzne składa się z błędnika i nerwu statyczno-słuchowego. Błędnik dzieli się na: błędnik kostny i jego odpowiednik, błędnik błoniasty znajdujący się wewnątrz błędnika kostnego. Przestrzeń między błędnikiem kostnym i błoniastym wypełnia ciecz zwana perilimfą, natomiast wewnątrz błędnika błoniastego znajduje się ciecz zwana endolimfą. W skład błędnika wchodzi: ślimak (nazwany tak od swej budowy w kształcie skorupki ślimaka), wewnątrz którego znajduje się aparat zmysłu słuchu, przedsionek i trzy kanały półkoliste w których znajduje się aparat zmysłu równowagi. Nerw statyczno-słuchowy (VIII nerw czaszkowy) składa się z części słuchowej i przedsionkowej. Droga słuchowa, czyli droga przewodzenia bodźca słuchowego w obrębie układu nerwowego, biegnie do kory płata skroniowego mózgu, a przedsionkowa do móżdżku. 

Peryferyjny układ słuchowy składa się z ucha umownie podzielonego na ucho zewnętrzne, środkowe i wewnętrzne oraz nerwu ślimakowego.

Ad. 30 Opisz budowę i właściwości optyczne oka. Omów czym jest refrakcja a czym akomodacja oka. Wymień i scharakteryzuj wady wzroku oraz opisz jak je korygujemy. Jak określamy i od czego zalezy zdolność rozdzielcza oka.

Oko ma w przybliżeniu kształt kuli o średnicy 24 mm, wypełnionej w większości bezpostaciową substancją (ciałkiem szklistym), znajdującej się pod ciśnieniem pozwalającym na utrzymanie jego kształtu. W budowie oka wyróżniamy: Twardówka jest najbardziej zewnętrzną częścią oka. Zbudowana jest z nieprzeźroczystejbłony włóknistej łącznotkankowej. W przedniej części oka przechodzi w rogówkę.

Rogówka kształtem przypomina wypukłe szkiełko od zegarka. Zbudowana jest z przeźroczystej błony włóknistej.

Między twardówką i siatkówką leży naczyniówka , która wraz z tęczówką i ciałem rzęskowym tworzy błonę naczyniową, w której znajdują się naczynia krwionośne. Ciało rzęskowe utrzymuje soczewkę w odpowiednim położeniu.

Siatkówka jest receptorową częścią oka. Składa się z trzech warstw, przy czym najbliższa środka oka warstwa składa się z czopków i pręcików - komórek światłoczułych, a dwie pozostałe z neuronów przewodzących bodźce wzrokowe. Na siatkówce znajduje się plamka żółta, będąca miejscem o największym skupieniu czopków i z tego powodu cechuje się największą wrażliwością na barwy i światło. Nieco niżej znajduje się plamka ślepa - miejsce pozbawione komórek światłoczułych i dlatego niewrażliwe na światło. Jest miejscem zbiegu nerwów łączących komórki światłoczułe z nerwem wzrokowym.

Soczewka (lens) jest zawieszona między tęczówką a ciałem szklistym na obwódce rzęskowej. Składa się z torebki (capsule), kory (cortex) i jądra (nucleus) i ma dwie wypukłe powierzchnie - przednią i tylną. Jeśli wyobrazimy sobie soczewkę jako owoc, to torebka jest jego skórką, kora jego miąższem, a jądro pestką.

Tęczówka (iris) jest umięśnioną częścią błony naczyniowej otaczającej otwór nazywany źrenicą. Dzięki zawartemu w niej pigmentowi jest kolorowa. Mięśnie tęczówki pozwalają na zwiększanie lub zmniejszanie dopływu światła przez regulację wielkości źrenicy.

Wnętrze oka wypełnia przeźroczysta, galaretowata substancja, nazywana ciałem szklistym (corpus vitreum).

Przednia część gałki ocznej i wewnętrzna część powiek pokryte są spojówką (tunica conjuctiva). 

W górno - bocznej części oczodołu znajduje się gruczoł łzowy wydzielający łzy mające za zadanie oczyszczać powierzchnię oka z zabrudzeń i nawilżać ją.

Oko rejestruje obrazy i za pośrednictwem nerwu wzrokowego przesyła je do mózgu gdzie powstają wrażenia słuchowe. Wpadające do oka promienie świetlne są załamywane przez układ optyczny oka - rogówkę i soczewkę. Warunkiem ostrego widzenie jest skupienie promieni świetlnych na siatkówce. Refrakcja - jest to zdolność i siła załamywania promieni świetlnych przez układ optyczny oka. Wiazka promieni wpadająca do oka przechodzi przez układ optyczny oka i na poszczególnych jego elementach ulega załamaniu. Akomodacja - to zjawisko dostosowania się oka do oglądania przedmiotów znajdujących się w różnych odległościach. Dostosowanie to polega na odpowiednim doborze ostrości widzenia.

Wady wzroku: Astygmatyzm (niezborność rogówkowa) jest wadą polegającą na zniekształceniu widzenia wskutek niesymetryczności rogówki oka. Jeżeli promień krzywizny rogówki oka w płaszczyźnie pionowej jest inny niż w płaszczyźnie poziomej, to promienie świetlne padające na różne części rogówki załamywane są w różnym stopniu. Powoduje to, że obraz widziany przez pacjenta jest nieostry. Aby skorygować taką wadę stosuje się okulary z soczewkami cylindrycznymi. Daltonizm polegający na złym rozpoznawaniu barw. Może być to wada wrodzona lub nabyta. Daltonizm wrodzony jest wadą dziedziczną. Wada ta jest często definiowana jako ślepota na barwę czerwono - zieloną. Występuje także ślepota na barwę czerwoną, rzadziej zieloną i bardzo rzadko na fioletową. Nadwzroczność (hyperopia) jest drugą obok krótkowzroczności najczęściej spotykaną wadą refrakcyjną oka ludzkiego. Jest wynikiem zbyt małych rozmiarów przednio - tylnych oka lub niewystarczającą siłą łamiącą układu optycznego oka. Nadwzroczność wzrasta z wiekiem. W celu poprawy ostrości widzenia dalekowidza stosuje się okulary korekcyjne lub soczewki kontaktowe. Są to soczewki skupiające. Krótkowzroczność (myopia) jest jedną z najczęściej spotykanych wad refrakcyjnych oka ludzkiego. Jest wynikiem zbyt dużych rozmiarów przednio - tylnych oka lub zbyt dużą siłą łamiącą układu optycznego oka. eby dobrze zobaczyć przedmiot krótkowidz przysuwa przedmiot bliżej oczu. W celu poprawy ostrości widzenia krótkowidza stosuje się okulary korekcyjne lub soczewki kontaktowe. Są to soczewki rozpraszające. AMD zanik czynności plamki postępuje, doprowadzając do rozpadu komórek i utraty nie tylko ostrości widzenia, ale i rozmywania się widzianych kształtów i swego rodzaju �falowania� obrazu. W poważnej fazie choroby może dojść nawet do nierozróżniania kolorów przez chorego a w skrajnych przypadkach do ślepoty. Zapobiegania to prawidłowa dieta, przyjmowanie witaminy A, C i E. O zdolności rozdzielczej układu optycznego oka decyduje średnica źrenicy (wpływa na ostrość widzenia). Największa zdolność rozdzielcza siatkówki oka jest w place żółtej (zbudowanych z płynnych czopków). W obszarze trzyosiowym na obszarze peryferyjnym siatkówki zdolność rozdzielcza siatkówki maleje.

Ad. 31 Jakie procesy dostarczaja energii komórce. Na czym polega proces utleniania. Omów na co jest zuzytkowana energia komórki.

Dwa zasadnicze procesy dostarczające energii to: utlenianie i fotosynteza. Reakcja utleniania sprowadza się do oddawania elektronów przez substraty utlenione. Oddychanie to proces utleniania substancji organicznych, w czasie którego dochodzi do powstania związków nieorganicznych takich jak woda czy dwutlenek węgla oraz do uwolnienia energii, która jest najczęściej magazynowana w formie ATP . Procesy utleniani zachodzą w mitochondriach. Na błonie wewnętrznej mitochondriom osadzone są kompleksy enzymów katalizujących procesy utleniania i sprzężone z nimi procesy fosforylacji ADP do ATP. Proces fosforylacji pozwala na zachowanie części energii procesów utleniania w postaci nadającej się do wykorzystania dla prowadzenia innych przemian w żywej komórce. Zużytkowanie energii przez komórke: energia uzyskiwana przez komórkę jest przejściowo magazynowana w związkach wysokoenergetycznych a następnie wykorzystywana do wykonania pracy. Wyróżnia się 4 zasadnicze rodzaje pracy wykonywanej przez komórki oraz ciepło przemian metabolicznych. 1) Praca chemiczna - np. synteza wiazania peptydowego, 2) praca osmotyczna (transportu) - wykorzystywana do utrzymania właściwego stężenia jonów i innych składników w komórce, 3) praca elektryczna - jest związana z transportem ładunków elektrycznych uwolnionych w procesie utleniania . Utlenianie określonego substratu wymaga wykonania pracy elektrycznej, 4) praca mechaniczna - przykładem wykonania pracy mechanicznej jest skurcz mięśni, ruch protoplazmy w komórce, 5) ciepło - część energii powstałej w wyniku przemian zamienia się na ciepło i rozprasza do otoczenia.

---