8063591002

Projekt pn. „ Wzmocnienie potencjału dydaktycznego UMK w Toruniu w dziedzinach matematyczno-przyrodniczych” realizowany w ramach Poddzialania 4.1.1 Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki

mogą uciec z ich powierzchni. Widzimy zatem, że fizyka nie jest nauką zamkniętą, że stale atakuje nowe problemy.

Wiemy, że nasza Ziemia jest jedną z planet (stosunkowo małą, średnica równikowa to 12 756,2 km, masa 5,9736><10²⁴ kg, gęstość 5,515 g/cm³) i jest trzecią planetą od Słońca (jest to gwiazda, znacznie masywniejsza od naszej planety, ma ok 333 000 mas Ziemi) oddalona o 150 min km (nb. odległość tę nazywa się jednostką astronomiczną - a.u.). Światło ze Słońca biegnie w próżni, z najwyższą dopuszczalną prędkością c=300 000 km/ sek. Dociera do Ziemi dopiero po ok. 8 minutach, chociaż jest bardzo szybkie (w ciągu jednej sekundy okrąża kulę ziemską 7.5 razy). W każdym inercjalnym układzie odniesienia światło jest w ruchu i ma właśnie prędkość c. Chociaż pojawiły się ostatnio ciekawe eksperymenty z „zatrzymywaniem” światła, w KL FAMO w Toruniu wykonuje je np. dr D. Dziczek (http://www.cfa.harvard.edu/Walsworth/pdf/NYTimesJanl8.pdf)- Spekuluje się, że efekt ten pomoże zbudować komputery kwantowe (http://hotnews.pl/arttechnika-217.html).

Dobry wykład powinien pobudzać do samodzielnego myślenia, stawiania pytań i poszukiwania wiedzy. Spójrzmy jakie pytania mogą powstać w żądnym wiedzy umyśle.

-Jak te fotony rejestrujemy?

-    Okiem.

-    A jak działa oko?

-    A to już jest domena biofizyki. Oko jest narządem zawierającym przezroczyste tkanki

(- Dlaczego są przezroczyste, a inne nie??), a także tkanki światłoczułe (- czy cyfrowy aparat fotograficzny, a może i kamera internetowa, są zbudowane podobnie?).

-    Skąd "wierny”, że coś widzimy? Jakie „przewody” prowadzą od oka do kory wzrokowej mózgu?

-    Są to neurony zbudowane z komórek nerwowych.

-    Ciekawe czy neurony mogą być aż takie długie, np. 40 cm?

-    Sprawdź w wikipedii!

-    A jak płynie po nich prąd - w sposób ciągły czy raczej impulsowy? I w którą stronę?

-    Okazuje się, że ładunki elektryczne tak naprawdę poruszają się nie wzdłuż, a w poprzek neuronu!

-    A to ciekawe, to jak rozprzestrzeniają się w neuronie informacje na drodze od oka do mózgu?

-    Obywa się to poprzez lokalne zmiany potencjału błony komórki nerwowej. Ta fala potencjału (było coś o falach na I roku, ale teraz będzie więcej) rozchodzi się w jedną stronę (podobnie jak płonący lont) i po chwili neuron jest gotowy znów przesłać jakiś nowy sygnał.

-    Ciekawe jak szybko to zachodzi i czy szybciej niż w układzie scalonym?

-    Znacznie wolniej.

-    Ciekawe jak taki układ radzi sobie z zakłóceniami i czy jest redundantny (ma zapasowe obejście)?

-    A tak w ogóle, to skąd oko „wie”, że obraz jakiś „wpada do oka”?

-    Czy to prawda, że widzimy „do góry nogami” i tylko mózg odwraca znów ten fizyczny obraz do „normy”?

-    Prawda. W oku znajdują się receptory wzrokowe - specjalizowane komórki, a w nich cząsteczki białka zanurzone w błonie komórkowej. Białka te zawierają małą molekułę - retinal. To ten chromofor pod wpływem absorpcji fotonu (- Co to jest absorpcja? - A ten foton to taki kwant światła, czy co?) ulega fotoizomeryzacji (- To jakaś chemia chyba? - No tak, fotochemia) i zmienia pod wpływem wzbudzenia elektronowego swoją konformację na jednym z wiązań chemicznych z tzw. formy „cis” na formę „trans”.