Biofizyka. Podręcznik dla studentów

Feliks Jaroszyk

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-200-3676-3

DOI:

Wydawnictwo:

PZWL Wydawnictwo Lekarskie

Rok wydania:

2013

Liczba stron:

914

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

. Biofizyka. Podręcznik dla studentów. Red. Jaroszyk, Feliks . Warszawa: PZWL Wydawnictwo Lekarskie, 2013, 914 s. ISBN 978-83-200-3676-3

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A2 Jaroszyk, F.

T1 Biofizyka. Podręcznik dla studentów

PB PZWL Wydawnictwo Lekarskie

PP Warszawa

YR 2013

SN 978-83-200-3676-3

Bibliografia BibTex:

@Book{ 93865, author = "", editor = "Jaroszyk, Feliks", title = "Biofizyka. Podręcznik dla studentów", publisher = "PZWL Wydawnictwo Lekarskie", year = "2013", address = "Warszawa", isbn = "978-83-200-3676-3" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU -

ED - Jaroszyk, Feliks

TI - Biofizyka. Podręcznik dla studentów

PB - PZWL Wydawnictwo Lekarskie

CY - Warszawa

PY - 2013

SN - 978-83-200-3676-3

ER -

Netografia (standard APA):

. Red. Jaroszyk, Feliks. Biofizyka. Podręcznik dla studentów [baza danych online] Warszawa: PZWL Wydawnictwo Lekarskie, 2013 [dostęp: 14 07 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/biofizyka-podrecznik-dla-studentow-feliks-jaroszyk-93865.

biofizyka, jądro atomowe, cząsteczka, biotermodynamika, bioenergetyka

Biofizyka to najbardziej uniwersalny i profesjonalny podręcznik, zgodny z obowiązującymi na uczelniach programami nauczania. Drugie wydanie wzbogacone zostało o nowe elementy dotyczące postępu, jaki w ostatnich latach nastąpił w medycynie i...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-200-3676-3

DOI:

Wydawnictwo:

PZWL Wydawnictwo Lekarskie

Rok wydania:

2013

Liczba stron:

914

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Przedmowa do II wydania6
Przedmowa do I wydania8
Wstęp – Feliks Jaroszyk22
CZĘŚĆ I. PODSTAWY TEORETYCZNE BIOFIZYKI24
Budowa materii25
Rozdział 1. Hierarchiczność budowy żywych organizmów – Feliks Jaroszyk25
Rozdział 2. Elementy teorii kwantów i budowy powłoki elektronowej atomu – Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski26
2.1. Rozwój poglądów na istotę promieniowania świetlnego i fal materii26
2.2. Zasada nieoznaczoności Heisenberga29
2.3. Determinizm i indeterminizm w fizyce klasycznej i kwantowej31
2.4. Powłoka elektronowa32
2.4.1. Zjawisko absorpcji i emisji fotonów32
2.4.2. Widmo charakterystyczne promieni Roentgena. Prawo Moseleya34
2.4.3. Opis powłoki elektronowej za pomocą mechaniki kwantowej35
2.4.4. Postulat Pauliego. Tablica okresowa pierwiastków40
Rozdział 3. Jądro atomowe – Marian Kucharski42
3.1. Składniki jądra atomowego43
3.2. Energia wiązania jądra. Siły jądrowe44
3.3. Rozpad promieniotwórczy46
3.3.1. Rozpad α47
3.3.2. Rozpad β49
3.3.3. Przemiana γ50
3.3.4. Promieniotwórczość naturalna51
3.3.5. Reakcje jądrowe. Sztuczne izotopy promieniotwórcze52
3.4. Detekcja promieniowania jądrowego (cząstek α, β, fotonów γ)54
3.5. Wyzwalanie energii jądrowej57
3.5.1. Rozszczepienie ciężkich jąder57
3.5.2. Synteza termojądrowa59
Rozdział 4. Cząsteczka – Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski60
4.1. Oddziaływania wewnątrzcząsteczkowe60
4.1.1. Wiązania jonowe62
4.1.2. Wiązania kowalencyjne63
4.1.3. Charakter kierunkowy i nasyceniowy wiązań kowalencyjnych64
4.2. Oddziaływania międzycząsteczkowe68
4.1.4. Wiązanie koordynacyjne68
4.2.1. Oddziaływanie van der Waalsa68
4.2.2. Oddziaływania specyficzne70
4.3. Energie oraz widma cząsteczkowe71
4.3.1. Rodzaje energii cząsteczek71
4.3.2. Widma cząsteczkowe72
4.4. Rozpraszanie światła i jego zastosowania w badaniach cząsteczek74
4.4.1. Rozpraszanie Rayleigha74
4.4.2. Rozpraszanie Ramana74
4.4.3. Dynamiczne rozpraszanie światła (DLS)75
Rozdział 5. Związki wielkocząsteczkowe76
5.1. Informacje wstępne – Feliks Jaroszyk76
5.2. Pojęcia ogólne o polimerach i biopolimerach – Feliks Jaroszyk77
5.3. Zastosowanie polimerów w medycynie i stomatologii – Honorata Shaw, Beata Czarnecka, Dariusz Włodarczyk80
5.4. Podstawy fizyczne materiałoznawstwa stomatologicznego – Honorata Shaw, Beata Czarnecka, Dariusz Włodarczyk84
Rozdział 6. Stany skupienia materii91
6.1. Kryteria podziału – Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski91
6.1.1. Właściwości sprężyste92
6.1.2. Właściwości strukturalne93
6.2. Płyny. Podstawowe prawa fizyczne – Feliks Jaroszyk95
6.2.1. Stan gazowy. Stan ciekły. Fizyczne pojęcie płynu95
6.2.2. Wybrane prawa fizyczne płynów doskonałych i rzeczywistych96
6.3. Struktura i właściwości fizyczne wody – Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski111
6.4. Stany powierzchniowe – Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski115
6.4.1. Energia powierzchniowa115
6.4.2. Napięcie powierzchniowe. Prawo Laplace’a116
6.4.3. Zjawiska powierzchniowe117
6.4.4. Parachora120
6.5. Stan stały – Piotr Piskunowicz121
6.5.1. Ciała krystaliczne i amorficzne121
6.5.2. Stan krystaliczny124
6.6. Roztwory stałe. Stopy – Piotr Piskunowicz139
Biotermodynamika. Podstawy bioenergetyki i termokinetyki144
Rozdział 7. Biotermodynamika144
7.1. Wstęp – Feliks Jaroszyk144
7.2. Pojęcia podstawowe dotyczące układów i procesów termodynamicznych – Feliks Jaroszyk145
7.2.1. Układ termodynamiczny145
7.2.2. Rodzaje procesów termodynamicznych147
7.3. Pierwsza zasada termodynamiki. Entalpia. Prawo Hessa – Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski150
7.4. Druga zasada termodynamiki – Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski153
7.4.1. Prawdopodobieństwo termodynamiczne153
7.4.2. Entropia. Druga zasada termodynamiki154
7.5. Trzecia zasada termodynamiki – Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski157
7.6. Energia swobodna. Entalpia swobodna – Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski158
7.6.1. Energia swobodna158
7.6.2. Entalpia swobodna159
7.6.3. Procesy egzoergiczne i endoergiczne. Przykłady160
7.7. Energia swobodna i entalpia swobodna gazu doskonałego – Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski163
7.6.4. Wartości standardowe wybranych funkcji stanu163
7.7.1. Izotermiczne rozprężenie gazu doskonałego164
7.7.2. Mieszanie gazów. Roztwory165
7.8. Potencjał chemiczny – Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski166
7.8.1. Potencjał chemiczny. Współczynnik aktywności166
7.8.2. Zjawiska transportu masy168
7.8.2.1. Dyfuzja168
7.8.2.2. Dyfuzja przez błonę170
7.8.2.3. Osmoza170
7.9. Zastosowanie termodynamiki do opisu reakcji chemicznych – Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski173
7.9.1. Rodzaje reakcji chemicznych173
7.9.2. Kierunek reakcji. Równowaga chemiczna175
7.9.3. Kinetyka chemiczna. Energia aktywacji176
7.10. Zasady termodynamiki w procesach biologicznych – Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski179
7.10.1. Pierwsza zasada termodynamiki w procesach biologicznych179
7.10.2. Druga zasada termodynamiki w procesach biologicznych184
7.11. Zagadnienia termodynamiki nierównowagowej186
7.11.1. Wstęp – Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski186
7.11.2. Stan stacjonarny – Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski187
7.11.3. Procesy sprzężone. Dyssypacja energii – Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski189
7.11.4. Przykłady procesów sprzężonych – Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski191
7.11.4.1. Termodyfuzja191
7.11.4.2. Filtracja i ultrafiltracja193
7.11.5. Zastosowania medyczne transportu błonowego. Sztuczna nerka – Henryk Kowalski197
7.11.5.1. Kliniczne aspekty dyfuzji i ultrafiltracji w hemodializie197
7.11.5.2. Teoretyczne podstawy dializy zewnątrzustrojowej198
7.11.5.3. Budowa i właściwości dializatorów202
7.11.5.4. Aparatura206
7.11.5.5. Dializa otrzewnowa207
7.11.6. Procesy transportu ładunków elektrycznych. Zjawiska bioelektryczne – Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski208
7.11.6.1. Potencjał elektrochemiczny209
7.11.6.2. Potencjał elektrodowy209
7.11.6.3. Potencjał dyfuzyjny212
7.11.6.4. Potencjał błonowy213
7.11.6.5. Równowaga Donnana214
7.11.7. Rozwój i ewolucja. Fluktuacje i struktury dyssypacyjne – Feliks Jaroszyk, Andrzej Pilawski215
Rozdział 8. Podstawy bioenergetyki i termokinetyki218
8.1. Podstawy bioenergetyki – Feliks Jaroszyk218
8.1.1. Wstęp218
8.1.2. Procesy oksydoredukcyjne220
8.1.3. Zarys teorii chemiosmotycznej Mitchella224
8.2. Podstawy termokinetyki – Feliks Jaroszyk230
8.2.1. Mechanizmy transportu ciepła230
8.2.1.1. Przewodnictwo cieplne230
8.2.1.2. Konwekcja232
8.2.1.3. Promieniowanie235
8.2.1.4. Parowanie238
8.2.1.5. Bezwymiarowe liczby podobieństwa239
8.2.2. Straty cieplne240
8.2.2.1. Pole temperaturowe żywych organizmów stałocieplnych240
8.2.2.2. Mechanizmy transportu ciepła wewnątrz i na zewnątrz żywych organizmów stałocieplnych242
8.2.2.3. Wskaźniki środowiskowe. Bilans energii cieplnej organizmów stałocieplnych244
8.2.2.4. Straty cieplne wyrażone przez wskaźniki środowiskowe246
8.3. Termografia – Feliks Jaroszyk, Piotr Piskunowicz250
8.3.1. Wstęp250
8.3.2. Podstawy fizyczne termografii251
8.3.3. Termograf AGA-Thermovision256
8.3.4. Główne zastosowania kliniczne termografii257
Elementy teorii informacji i sterowania. Teoria chaosu i jej zastosowania w medycynie. Modelowanie w biofizyce i medycynie259
Rozdział 9. Elementy teorii informacji i sterowania – Wojciech Warchoł, Teodor Świdziński, Feliks Jaroszyk259
9.1. Wstęp259
9.2. Niektóre zagadnienia teorii informacji259
9.2.1. Przepływ informacji – łącze informacyjne259
9.2.2. Miara informacji. Nieokreśloność układu. Negentropia260
9.2.3. Inne wielkości związane z teorią informacji. Kodowanie. Redundancja262
9.3. Kodowanie informacji263
9.3.1. Kodowanie informacji w receptorze263
9.3.2. Przetwarzanie informacji w receptorach264
9.4. Układ cybernetyczny. Transformacja sygnałów. Operatory267
9.4.1. Układy dyskretne269
9.4.2. Operatory działaniowe, funkcyjne oraz operatory układów dynamicznych270
9.4.3. Sposoby badania układów cybernetycznych nazywanych „czarną skrzynką”271
9.4.4. Łączenie układów cybernetycznych274
9.5. Sterowanie i regulacja275
9.5.1. Sterowanie stężeniem leku w układzie jednokompartmentowym275
9.5.2. Regulacja. Układy ze sprzężeniem zwrotnym277
9.5.3. Układ regulacji automatycznej z ujemnym sprzężeniem zwrotnym279
9.6. Układy regulacji ze sprzężeniami dodatkowymi280
9.7. Homeostaza. Adaptacja. Antagonistyczny układ ultrastabilny282
Rozdział 10. Teoria chaosu i jej zastosowania w medycynie – Piotr Jaśkowski285
10.1. Elementy teorii chaosu285
10.1.1. Układy dynamiczne285
10.1.1.1. Przestrzeń fazowa286
10.1.2. Prosty model rozwoju populacji287
10.1.1.2. Atraktor287
10.1.1.3. Układy stochastyczne287
10.1.2.1. Droga do chaosu290
10.1.3. Własności sygnału i atraktora układu chaotycznego291
10.1.4. Fraktalna geometria atraktora292
10.1.5. Wymiar294
10.2. Jak odróżnić układ chaotyczny od stochastycznego?295
10.1.6. Charakterystyka układów chaotycznych295
10.2.1. Układy chaotyczne w biologii i medycynie296
Rozdział 11. Modelowanie biofizyczne w biologii i medycynie – Bolesław Turczyński297
11.1. Wstęp297
11.2. Rodzaje modeli298
11.2.1. Modele biologiczne298
11.2.2. Modele fizyczne298
11.2.3. Modele analogowe298
11.2.4. Modele matematyczne301
11.2.4.1. Modele statyczne301
11.2.4.2. Modele dynamiczne302
CZĘŚĆ II. BIOFIZYKA UKŁADÓW BIOLOGICZNYCH308
Podstawy biofizyki molekularnej komórek i tkanek309
Rozdział 12. Elementy biofizyki molekularnej – Bartłomiej Kwiatkowski309
12.1. Podstawowe rodzaje makrocząsteczek biologicznych309
12.1.1. Białka309
12.1.2. Kwasy nukleinowe312
12.1.3. Lipidy315
12.2. Wybrane metody preparatywne i analityczne biofizyki molekularnej316
12.2.1. Sączenie żelowe317
12.2.2. Metody oparte na wirowaniu319
12.2.3. Elektroforeza323
12.3. Niektóre metody fizyczne badania struktury makrocząsteczek326
12.3.1. Rentgenografia326
12.3.2. Spektroskopia molekularna328
12.3.2.1. Spektroskopia elektronowa (UV/VIS)329
12.3.2.2. Spektropolarymetria332
12.3.2.3. Spektroskopia w podczerwieni (IR)335
12.3.3. Reometria kwasów nukleinowych i białek337
Rozdział 13. Wstęp do biofizyki komórki339
13.1. Budowa błony komórkowej – Marek Tuliszka339
13.2. Transport przez błony – Marek Tuliszka343
13.2.1. Klasyfikacja procesów transportu344
13.2.2. Białka pośredniczące w transporcie przez błony345
13.2.3. Charakterystyki transportu aktywnego i biernego346
13.2.4. Rola transportu aktywnego w regulacji ciśnienia osmotycznego349
13.2.5. Dynamika procesów transportu350
13.3. Potencjał spoczynkowy – Leszek Kubisz352
13.4. Model elektryczny błony komórkowej – Leszek Kubisz356
Rozdział 14. Biofizyka tkanek358
14.1. Biofizyka tkanki nerwowej – Krzysztof Michalak, Piotr Piskunowicz358
14.1.1. Potencjał czynnościowy komórki. Rola jonów sodu i potasu358
14.1.2. Warunki powstawania potencjałów czynnościowych365
14.1.3. Rozprzestrzenianie się potencjału czynnościowego371
14.1.4. Zjawiska zachodzące na synapsach373
14.1.5. Przetwarzanie informacji w procesie odczuwania bodźca375
14.1.6. Przetwarzanie informacji przez sieci neuronowe383
14.2. Biofizyka tkanki mięśniowej390
14.2.1. Mechanizm powstawania skurczu komórek mięśniowych – Anna Kostrzewska390
14.2.1.1. Wstęp390
14.2.1.2. Ułożenie białek kurczliwych w komórkach mięśniowych390
14.2.1.3. Ślizgowa teoria skurczu393
14.2.1.4. Sprzężenie pobudzenia ze skurczem396
14.2.1.5. Przenoszenie pobudzenia w komórkach mięśni poprzecznie prążkowanych396
14.2.1.6. Przenoszenie pobudzenia w komórkach mięśni gładkich399
14.2.2. Właściwości mechaniczne mięśnia – Piotr Piskunowicz403
14.2.2.1. Mięsień niepobudzony403
14.2.2.2. Mięsień pobudzony407
14.2.3. Energetyka mięśnia – Bolesław Turczyński413
14.2.3.1. Związek pomiędzy szybkością skracania mięśnia a jego obciążeniem. Moc mięśnia413
14.3. Biofizyka tkanki łącznej – Ewa Marzec417
14.3.1. Elementy budowy tkanki łącznej418
14.3.2. Układ białko–woda w tkance łącznej422
14.3.3. Właściwości dielektryczne tkanki łącznej422
14.4. Znaczenie biofizycznych właściwości tkanek w biomechanice – Bolesław Turczyński426
14.4.1. Wstęp426
14.4.2. Główne układy ruchu człowieka427
14.4.3. Aparat kostno-stawowy428
14.4.4. Praca i moc człowieka432
14.4.5. Podstawowe zagadnienia i prawa związane z odkształceniami433
14.4.6. Tkanka kostna jako materiał anizotropowy. Uogólnione prawo Hooke’a437
14.4.7. Właściwości biomechaniczne tkanki kostnej439
14.4.8. Wytrzymałość tkanki kostnej a ciężar ciała (obciążenie)440
14.4.9. Modele reologiczne materiałów lepko-sprężystych i sprężysto-lepkich444
14.4.10.Właściwości biomechaniczne mięśni447
14.4.11.Biomechanika narządu żucia452
Biofizyka narządów457
Rozdział 15. Biofizyka zmysłu słuchu457
15.1. Wstęp – Aleksander Sęk457
15.2. Fizyczne podstawy drgań i fal akustycznych – Aleksander Sęk458
15.2.1. Ruch drgający458
15.2.2. Klasyfikacja sygnałów461
15.2.3. Podstawy analizy sygnałów464
15.2.4. Pojęcie liniowości. Filtry469
15.2.5. Propagacja dźwięku w przestrzeni472
15.2.6. Natężenie dźwięku. Decybel474
15.2.7. Fala akustyczna na granicy ośrodków. Impedancja477
15.3. Budowa i funkcjonowanie układu słuchowego – Aleksander Sęk479
15.3.1. Droga fali akustycznej w układzie słuchowym479
15.3.2. Proces przetwarzania486
15.3.2.1. Wzmacniacz ślimakowy486
15.3.2.2. Nieliniowość układu słuchowego489
15.3.2.3. Emisje otoakustyczne490
15.3.3. Nerw słuchowy491
15.4. Percepcyjna analiza dźwięku w układzie słuchowym – Aleksander Sęk492
15.4.1. Progi słyszalności i percepcja głośności492
15.4.1.1. Progi słyszalności492
15.4.1.2. Krzywe jednakowej głośności494
15.4.1.3. Skalowanie głośności494
15.4.1.4. Sumowanie w czasie. Progi różnicowe495
15.4.2. Selektywność częstotliwościowa496
15.4.2.1. Istota selektywności częstotliwości496
15.4.2.2. Wstęga krytyczna. Filtry słuchowe497
15.4.2.3. Percepcja barwy501
15.4.2.4. Głośność a selektywność częstotliwościowa502
15.4.3. Percepcja wysokości503
15.4.3.1. Wysokość tonów. Skalowanie wysokości503
15.4.3.2. Teorie percepcji wysokości504
15.4.3.3. Dyskryminacja częstotliwości505
15.4.3.4. Wysokość dźwięków złożonych506
15.4.4. Rozdzielczość czasowa ucha507
15.4.5. Lokalizacja dźwięków508
15.4.5.1. Czynniki lokalizacyjne wynikające z odsłuchów dwuusznych509
15.4.5.2. Rola małżowiny usznej510
15.4.5.3. Efekt precedensu511
15.4.5.4. Binauralne różnice poziomu maskowania511
15.5. Mowa – Aleksander Sęk514
15.5.1. Wytwarzanie dźwięków mowy514
15.5.2. Głoski i fonemy517
15.5.3. Analiza dźwięków mowy. Spektrogram517
15.5.4. Dźwięki mowy519
15.5.5. Intonacja522
15.6. Wady słuchu i ich korekcje – Dorota Hojan-Jezierska523
15.6.1. Wstęp523
15.6.2. Choroby narządu słuchu523
15.6.3. Metody badań uszkodzeń słuchu524
15.6.4. Korekcje wad słuchu527
15.6.5. Metody dopasowania aparatów słuchowych531
15.6.5.1. Procedury oparte na audiometrii tonalnej531
15.6.5.2. Procedury oparte na skalowaniu głośności532
15.7. Potencjały wywołane – Piotr Świdziński, Teodor Świdziński536
15.7.1. Badania elektrofizjologiczne536
15.7.2. Badanie potencjałów wywołanych drogi słuchowej536
15.7.3. Badanie potencjałów wywołanych drogi wzrokowej539
15.7.4. Badanie potencjałów wywołanych drogi węchowej540
Rozdział 16. Biofizyka układu wzrokowego542
16.1. Wstęp – Anna Przekoracka-Krawczyk, Piotr Jaśkowski542
16.2. Promieniowanie elektromagnetyczne – Anna Przekoracka-Krawczyk, Piotr Jaśkowski543
16.3. Podstawowe prawa optyki geometrycznej – Anna Przekoracka-Krawczyk, Piotr Jaśkowski544
16.3.1. Załamanie światła w pryzmacie546
16.3.2. Załamanie światła na powierzchni sferycznej547
16.4. Układ optyczny oka – Anna Przekoracka-Krawczyk, Piotr Jaśkowski549
16.4.1. Wady wzroku i ich korekcja552
16.5. Siatkówka oka – Anna Przekoracka-Krawczyk, Piotr Jaśkowski557
16.5.1. Transdukcja sygnału w siatkówce557
16.5.2. Wrażliwość siatkówki560
16.5.3. Kanały włączeniowe i wyłączeniowe w siatkówce563
16.5.4. Pola recepcyjne komórek zwojowych564
16.5.5. Wielkość pól recepcyjnych567
16.6. Przetwarzanie informacji wzrokowej – Anna Przekoracka-Krawczyk, Piotr Jaśkowski 570
16.6.1. Funkcja czułości na kontrast570
16.6.2. Widzenie barwne571
16.6.2.1. Teoria trójchromatyczna571
16.6.2.2. Teoria opozycji barwnej573
16.6.3. Szlaki „parvo” i „magno”577
16.6.4. Kora wzrokowa578
16.6.4.1. Pierwszorzędowa kora wzrokowa (V1)578
16.6.4.2. Drugorzędowa kora wzrokowa580
16.6.4.3. Pola wzrokowe wyższego rzędu581
16.6.5. Dwie drogi wzrokowe582
16.7. Podstawy fotometrii i kolorymetrii – Kamila Linkowska-Świdzińska, Teodor Świdziński584
16.7.1. Światło i kolor w medycynie584
16.7.2. Zagadnienia fotometrii586
16.7.3. Wielkości fotometryczne587
16.7.4. Zagadnienia kolorymetrii – nauka o kolorze589
Rozdział 17. Biofizyka układu oddechowego – Andrzej Pilawski, Kazimierz Narożny594
17.1. Mechanizm wentylacji płuc594
17.1.1. Rola ciśnień wewnątrzopłucnowego i śródpęcherzykowego594
17.1.2. Rola właściwości sprężystych tkanki płucnej i napięcia powierzchniowego warstwy powierzchniowej pęcherzyków. Histereza objętościowo- -ciśnieniowa597
17.2. Praca wykonywana przez układ oddechowy. Moc oddechowa601
17.3. Wymiana gazowa605
Rozdział 18. Biofizyka układu krążenia609
18.1. Wstęp – Piotr Piskunowicz609
18.2. Uproszczona budowa układu krążenia – Piotr Piskunowicz609
18.3. Procesy transportu między układem krwionośnym a układem chłonnym – Piotr Piskunowicz619
18.4. Energetyka serca – Piotr Piskunowicz622
18.5. Właściwości biomechaniczne i geometryczne naczyń krwionośnych – Bolesław Turczyński625
18.5.1. Właściwości bierne i czynne625
18.5.2. Związek między naprężeniem sprężystym a właściwościami geometrycznymi naczynia krwionośnego i ciśnieniem krwi w stanie równowagi627
18.5.3. Związek między zmianą ciśnienia krwi i zmianą naprężenia sprężystego oraz właściwości geometrycznych naczynia krwionośnego628
18.5.4. Molekularne podstawy właściwości sprężystych naczyń krwionośnych. Napięcie czynne630
18.5.5. Dynamika krwi633
18.5.6. Impedancja tętnicza. Fala tętna634
18.6. Właściwości reologiczne krwi i ich rola – Bolesław Turczyński638
18.6.1. Właściwości pseudoplastyczne i tiksotropowe638
18.6.2. Wpływ hematokrytu na lepkość krwi643
18.6.3. Odkształcalność erytrocytów644
18.6.4. Agregacja erytrocytów644
18.7. Elektryczna, magnetyczna i mechaniczna aktywność serca. Metody badawcze – Feliks Jaroszyk645
18.7.1. Elektryczna i magnetyczna aktywność serca645
18.7.1.1. Elektrokardiografia651
18.7.1.2. Magnetokardiografia658
18.7.2. Mechaniczna czynność serca. Mechanokardiografia663
CZĘŚĆ III. ODDZIAŁYWANIE CZYNNIKÓW FIZYCZNYCH NA ŻYWY ORGANIZM666
Rozdział 19. Wpływ czynników mechanicznych na żywy organizm667
19.1. Wstęp – Helena Gawda667
19.2. Wpływ fal sprężystych na organizm. Wprowadzenie – Helena Gawda667
19.2.1. Infradźwięki i wibracje – Helena Gawda668
19.2.2. Generacje ultradźwięków – Helena Gawda669
19.2.3. Parametry fal i pola ultradźwiękowego – Helena Gawda670
19.2.4. Rozchodzenie się ultradźwięków w tkankach – Helena Gawda673
19.2.5. Czynne i bierne działanie ultradźwięków. Przykłady zastosowania – Helena Gawda676
19.2.6. Litotrypsja – Helena Gawda679
19.2.7. Ultrasonografia – Helena Gawda, Dariusz Włodarczyk683
19.2.8. Dopplerowskie metody badania biologicznych struktur ruchomych – Helena Gawda, Dariusz Włodarczyk689
19.2.9. Ocena szkodliwości oddziaływania ultradźwięków na obiekty biologiczne – Helena Gawda693
19.3. Wpływ przyspieszeń – Helena Gawda698
19.3.l. Wpływ przyspieszeń podłużnych +G_z, –G_z700
19.3.2. Wpływ przyspieszeń poprzecznych701
19.3.3. Stan nieważkości701
19.4. Wpływ zmienionego ciśnienia na organizm człowieka – Helena Gawda702
19.4.1. Wpływ obniżonego ciśnienia702
19.4.2. Wpływ podwyższonego ciśnienia704
Rozdział 20. Wpływ temperatury i wilgotności – Feliks Jaroszyk707
20.1. Wpływ temperatury otoczenia. Termoregulacja707
20.1.1. Wpływ pola temperatur na kinetykę procesów biologicznych707
20.1.2. Termoregulacja711
20.1.3. Wpływ temperatury otoczenia na pole temperatur organizmu stałocieplnego712
20.2. Wpływ wilgotności714
Rozdział 21. Wpływ pola elektrycznego i magnetycznego na żywy organizm – Józef Terlecki716
21.1. Właściwości elektryczne i magnetyczne716
21.1.1. Dielektryki719
21.1.2. Półprzewodniki i przewodniki725
21.1.3. Przewodność oraz przenikalność elektryczna komórek i tkanek728
21.1.4. Właściwości magnetyczne substancji734
21.1.4.1. Momenty magnetyczne elektronów i atomów734
21.1.4.2. Właściwości magnetyczne substancji biologicznych735
21.1.4.3. Zjawisko rezonansu magnetycznego736
21.2. Działanie pól elektromagnetycznych na żywe organizmy738
21.2.1. Oddziaływanie pól stałych i wolnozmiennych739
21.2.2. Oddziaływanie pól elektromagnetycznych wysokiej częstotliwości – skutki termiczne740
21.2.3. Zagrożenia wtórne743
21.2.4. Ogólne zasady ochrony przed promieniowaniem elektromagnetycznym744
Rozdział 22. Wpływ promieniowania jonizującego na żywy organizm – Tadeusz Rudnicki, Józef Terlecki746
22.1. Wstęp746
22.2. Ważniejsze źródła promieniowania jonizującego746
22.2.1. Źródła medyczne746
22.2.1.1. Promieniowanie rentgenowskie746
22.2.1.2. Źródła promieniowania gamma750
22.2.2. Radionuklidy naturalne751
22.2.3. Obiekty jądrowe753
22.3. Przechodzenie promieniowania jonizującego przez substancję756
22.3.1. Krótki przegląd fizycznych procesów wzajemnego oddziaływania cząstek naładowanych i substancji756
22.3.2. Straty energii jonizacyjne756
22.3.3. Przechodzenie promieniowania fotonowego (rentgenowskiego, gamma) przez substancję759
22.4. Podstawowe wielkości stosowane w dozymetrii promieniowania jonizującego767
22.3.4. Wzajemne oddziaływanie neutronów i materii767
22.5. Działanie biologiczne promieniowania jonizującego770
22.5.1. Wprowadzenie770
22.5.2. Efekty radiobiologiczne771
Rozdział 23. Wpływ promieniowania niejonizującego na żywy organizm773
22.5.3. Dawki graniczne promieniowania jonizującego777
22.5.3.1. Czy istnieją dawki bezpieczne?777
22.5.3.2. Dawki graniczne dla niektórych grup ludności777
23.1. Charakterystyka promieniowania niejonizującego. Uwagi terminologiczne – Marian Kucharski778
23.2. Wytwarzanie promieniowania niejonizującego – Marian Kucharski781
23.3. Absorpcja promieniowania niejonizującego przez atomy i cząsteczki – Marian Kucharski783
23.4. Zjawiska fizyczne zachodzące w cząsteczkach wzbudzonych. Fotoluminescencja. Schemat Jabłońskiego – Marian Kucharski784
23.5. Reakcje fotochemiczne – Marian Kucharski788
23.5.1. Przykłady biologicznie ważnych reakcji fotochemicznych788
23.5.2. Reakcje fotochemiczne związane z ozonem atmosferycznym790
23.6. Fotosensybilizacja. Tlen singletowy – Marian Kucharski791
23.7. Melanina jako indywidualny fotoprotektor – Marian Kucharski793
23.8. Fotomedycyna – Marian Kucharski794
23.9. Lasery. Promieniowanie laserowe – Urszula Kokowska799
23.9.1. Właściwości promieniowania laserowego801
23.9.2. Wpływ promieniowania laserowego na tkanki802
23.9.3. Zastosowanie laserów w medycynie i stomatologii806
23.9.4. Światłowody810
23.10.Wolne rodniki i antyoksydanty w zdrowym i chorym organizmie – Bolesław Gonet811
23.10.1.Wolne rodniki w zdrowym organizmie812
23.10.2.Antyoksydanty814
23.10.3.Wolne rodniki w chorym organizmie817
23.10.4.Metody wykrywania wolnych rodników824
Podstawy fizyczne wybranych metod obrazowania tkanek i narządów827
Rozdział 24. Podstawy fizyczne metod obrazowania tkanek i narządów – Edward Pankowski827
24.1. Tomografia transmisyjna KT827
24.1.1. Promienie rentgenowskie827
24.1.1.1. Mechanizm wytwarzania promieniowania rentgenowskiego827
24.1.1.2. Widmo promieniowania rentgenowskiego830
24.1.1.3. Osłabianie promieniowania rentgenowskiego834
24.1.2. Rentgenowska transmisyjna tomografia komputerowa KT836
24.1.2.1. Rekonstrukcja obrazu w rentgenowskiej transmisyjnej tomografii komputerowej839
24.1.2.2. Rozwój transmisyjnej tomografii komputerowej842
24.1.2.3. Przestrzenna i gęstościowa zdolność rozdzielcza846
24.1.2.4. Obrazowanie trójwymiarowe847
24.1.2.5. Uboczne skutki badania za pomocą tomografii KT848
Rozdział 25. Spektroskopia i tomografia NMR – Bolesław Gonet849
25.1. Wstęp849
25.2. Podstawy fizyczne zjawiska NMR851
25.2.1. Relaksacja855
25.2.2. Oddziaływanie spin–sieć. Czas relaksacji podłużnej T₁856
25.2.3. Oddziaływanie spin–spin. Czas relaksacji poprzecznej T₂857
25.2.4. Przekształcenie Fouriera859
25.3. Koncepcja spektroskopii NMR862
25.3.1. Przesunięcie chemiczne862
25.3.2. Sprzężenie spin–spin, rozprzęganie spinów863
25.4. Od spektroskopii do tomografii NMR866
25.4.1. Skanowanie i rekonstrukcja obrazów867
25.4.2. Parametry obrazowania MR871
25.4.3. Możliwości diagnostyczne tomografii NMR874
Rozdział 26. Tomografia emisyjna SPECT – Edward Pankowski875
26.1. Wstęp875
26.2. Jednofotonowa emisyjna tomografia komputerowa SPECT876
26.3. Zdolność rozdzielcza879
26.4. Lokalizacja źródeł promieniotwórczych881
Rozdział 27. Pozytonowa emisyjna tomografia komputerowa (PET) – Edward Pankowski883
27.1. Wstęp883
27.2. Budowa i zasada działania tomografu emisyjnego PET883
27.3. Znaczniki izotopowe stosowane w tomografii PET888
27.4. Zastosowanie kliniczne tomografii emisyjnej PET889
Dodatek – Feliks Jaroszyk890
Polecane piśmiennictwo898
Skorowidz902

Opróczlżejszychjąderproduktemrozszczepieniawzbudzonego,powychwyce-

niuneutronu,jądra

236

są2–3neutrony,zwaneneutronaminatychmiastowymi.Są

onewyrzucaneprzezobafragmenty,którepozbywająsięnadmiernej,jakdlaśred-

nichrozmiarówjądra,liczbyneutronów.Średniowkażdejreakcjirozszczepienia

emitowanychjest2,6neutronówwczasie10–13slubkrótszym(odpowstaniajądra

wzbudzonego).Ponadto,wokoło1%reakcjirozszczepieniamamiejsceemisja

neutronówopóźnionych,ześrednimczasemopóźnieniaokoło10s.Powstałewwy-

nikurozszczepieniafragmenty,potrzechlubczterechrozpadachβ–,zktórychkaż-

dynastępnyzachodzizdłuższymokresempołowicznegorozpadu,zbliżająsiędo

trwałości.Wprzypadkuprzedostatniegorozpadusątookresyrzędudnilublat.Je-

żeliwsąsiedztwierozszczepiającegosięjądra

dwanatychmiastoweneutrony,znajdująsięinnejądra

235

iuwalniającego,naprzykład,

235

,tomamymateriałroz-

szczepialnyirozwiniesięwnimreakcjałańcuchowa.Najpierw2neutronywywo-

łująpodział2jąder

235

ipojawieniesię4neutronów,zdolnychdopodziału4ją-

derorazwyzwolenia8neutronówitakdalej.Wrzeczywistościniewszystkie

natychmiastoweneutronyuczestnicząwpodzialejąder.Częśćznichmożebyćwy-

chwyconaprzezniedzielącesięjądradomieszek,obecnychwmaterialerozszcze-

pialnym,innaczęśćmożewyjśćpozagranicęmateriału,niewszedłszyuprzednio

wreakcjezjądrami.

Łańcuchowąreakcjęrozszczepieniająder

235

charakteryzujewspółczynnikpo-

wielanianeutronówK=N

i/N

i–1(N

i–liczbaneutronów,którewywołałypodział

jądernajakimśetapiereakcjiłańcuchowej;N

i–1–liczbaneutronów,którewywoła-

łypodziałjądernapoprzednimetapietejreakcji).Przydanejliczbiejąder

235

współczynniktenmanajwiększąwartość,gdymateriałrozszczepialnytworzykulę,

kulabowiemprzydanejobjętościmanajmniejsząpowierzchnię.JeżeliK<1pro-

cespodziałująderwygasa.PrzyK>1procestenmacharakterlawinowy,jak

wbombieatomowej.GdyK=1,toszybkośćpodziałująderjeststała.Takdzieje

sięwreaktorzejądrowym.

Najmniejsząmasęmateriałurozszczepialnego,wktórejK=1,nazywamymasą

krytycznątegomateriału.Dlaczystego

235

,tworzącegokulistąpróbkę,jestona

równaokoło40kg.

Wreaktorzejądrowymlubwbombieatomowejrozszczepieniuulegająjądra

wierałwięcejizotopu

235

238

.Wnaturalnymuraniejesttylko0,7%tegoizotopu,reszta(99,3%)toizotop

.Produkcjamateriałurozszczepialnegopoleganawzbogacaniuuranu,abyza-

235

niżurannaturalny.Jesttoprocesbardzokosztowny.

Wreaktorachjądrowych,pracującychwStanachZjednoczonych,jakopaliwosto-

sujesięuranwzbogacony,zawierającydo2,7%

Dlaczegoizotop

238

niemożebyćmateriałemrozszczepialnym?Rozszczepie-

235

niejądermogąwywoływaćneutronypowolne,zwanetermicznymi,którychenergia

kinetyczna(mniejszaod1eV)jestporównywalnadoenergiiruchówtermicznych

(kT),bądźneutronyszybkieoenergiirzędu1MeViwiększej.Tylkotedrugiemogą

rozszczepiaćjądra

238

.Natomiastjądra

235

mogąbyćrozszczepianezarówno

przezneutronytermiczne,jakiszybkie.Jednakżeprawdopodobieństwowychwytu

neutronówszybkichprzezjądra

235

238

jestokoło2000razymniejszeod

Brak wyników

Biofizyka. Podręcznik dla studentów

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra