ZESZYT DO ĆWCZEŃ Z BOFZYK mię i nazwisko:. Kierunek:.. Regulamin zajęć dydakycznych z biofizyki znajduje się na sronie Zakładu Biofizyki www.umb.edu.pl/wl/zaklad-biofizyki/dydakyka/kierunki/raownicwo_medyczne/regulamin_zajec 1
SPS TREŚC Ćwiczenie nr 1.6. Osłabienie wiązki świała laserowego przy przejściu przez ciała sałe. Wyznaczanie współczynnika eksynkcji.....4 Ćwiczenie nr 2.6. Dynamika krążenia krwi podsawy fizyczne... 8 Ćwiczenie nr 3.1 Radioakywność. Pomiar akywności z użyciem orca. Podsawy dozymerii 13 2
ZAGADNENA DO ĆWCZEŃ Z OPTYK Ćwiczenie nr 1.6. Osłabienie wiązki świała laserowego przy przejściu przez ciała sałe. Wyznaczanie współczynnika eksynkcji. 1. Zasada działania lasera. 2. Właściwości świała laserowego. 3. Rodzaje laserów. 4. Zasosowanie laserów w medycynie. 5. Zjawisko dyfrakcji. 6. Siaka dyfrakcyjna. 7. Zjawisko inerferencji. 8. Oddziaływanie promieniowania elekromagneycznego z maerią. 9. Funkcja logarymiczna i wykładnicza. LTERATURA: Wybrane zagadnienia z biofizyki pod red. prof. S. Miękisza Biofizyka pod red. prof. F. Jaroszyka Elemeny fizyki, biofizyki i agrofizyki pod red. prof. S. Przesalskiego Podsawy biofizyki" pod red. prof. A. Pilawskiego 3
ĆWCZENE NR 1.6 Osłabienie wiązki świała laserowego przy przejściu przez ciała sałe. Wyznaczanie współczynnika eksynkcji. 1. W pierwszej części ćwiczenia badamy warość współczynnika α dla różnych subsancji. W ym celu należy: a. zmierzyć naężenie świała laserowego bez subsancji pochłaniającej, b. zmierzyć naężenie świała laserowego po włożeniu płyki pochłaniającej do saywu, c. zmierzyć grubość płyki i znając warości i o wyznaczyć warość α. Tabela 1. Warość współczynnika α dla różnych subsancji. maeriał d 10-3 [m] 0 ln/0 [m -1 ] 2. W drugiej części ćwiczenia badamy zależność naężenia świała przechodzącego przez układ od grubości warswy pochłaniającej. W ym celu należy: a. wybrać zesaw płyek sporządzonych z ego samego maeriału, grubość zmierzyć za pomocą mikromierza, b. zmierzyć naężenie świała laserowego bez subsancji pochłaniającej, c. umieszczając w saywie coraz większą liczbę płyek (1, 2, 3, 4 id.) odczyywać za każdym razem warość naężenia świała docierającego do deekora i wpisać do abelki, d. uzyskane wyniki zilusrować graficznie na dwóch wykresach: na pierwszym umieszczamy warości i d, na drugim ln i d (równanie (1) po logarymowaniu przyjmuje posać ln = lno - α d) Z wykresu drugiego odczyać warość α dla badanego maeriału (w jaki sposób?), porównać orzymaną warość z warością orzymaną w pierwszej części ćwiczenia Tabela 2. Zależność naężenia świała przechodzącego przez układ od grubości warswy pochłaniającej. Grubość warswy absorbena [10-3 m] Bez absorbena - 1 płyka 2 płyki 3 płyki 4 płyki 5 płyek 6 płyek 7 płyek 8 płyek 9 płyek Warość naężenia świała ln 4
Wykres 1. Zależność naężenia promieniowania od grubości absorbena. 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 d [mm] Wykres 2. Zależność logarymu nauralnego naężenia świała laserowego po przejściu przez absorben od grubości warswy absorbena 1100 ln 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 d [mm] 5
Dla orzymanych warości naężenia świała laserowego () po przejściu przez absorben od grubości warswy absorbena (d), wykorzysując program kompuerowy Excel, znajdź zależność (równanie krzywej logarymicznej i współczynnik korelacji). Tuaj wpisz wyniki obliczeń z programu Excel: orzymane równanie: y =... warość współczynnika korelacji R 2 =... Na podsawie wykresu 2 i równania krzywej orcowej wyznacz warość współczynnika. =...[m -1 ] Daa mię i Nazwisko wykonującego ćwiczenie Podpis prowadzącego ćwiczenia Punky 6
ZAGADNENA DO ĆWCZEŃ Z ELEKTROMEDYCYNY Ćwiczenie nr 2.6 Dynamika krążenia krwi podsawy fizyczne. 1. Hydrosayka: definicja ciśnienia (jednoski), naczynia połączone, prawo Archimedesa i Pascala, prasa hydrauliczna, ciśnienie hydrosayczne. 2. Równania: ciągłości srumienia cieczy, Bernoulliego, Hagena-Poiseulle a, liczba Reynoldsa. 3. Przepływ laminarny i burzliwy cieczy. Warunki niezbędne do ich powsania. 4. Zasada pomiaru RR meodą osłuchową. 5. Zjawiska fizyczne wykorzysywane przy pomiarze RR meodą osłuchową. 6. Wpływ różnych czynników na warość ciśnienia ęniczego. LTERATURA: Wybrane zagadnienia z biofizyki pod red. prof. S. Miękisza Biofizyka pod red. prof. F. Jaroszyka Elemeny fizyki, biofizyki i agrofizyki pod red. prof. S. Przesalskiego Podsawy biofizyki" pod red. prof. A. Pilawskiego 7
ĆWCZENE NR 2.6 Nieinwazyjne meody pomiaru ciśnienia ęniczego krwi Rozwój wiedzy Powórzenie wiadomości podsawowych z zakresu hydrosayki: pojęcie ciśnienia, ciśnienie hydrosayczne, prawo Archimedesa i Pascala, równania: ciągłości srumienia cieczy, Bernoulliego, Hagena-Poiseulle a, liczba Reynoldsa. Samodzielne przygoowanie wiadomości na ema: przepływ laminarny i burzliwy cieczy- oraz warunki niezbędne do ich powsania. Zasada pomiaru ciśnienia ęniczego krwi meodą osłuchową. Zjawiska fizyczne wykorzysywane przy pomiarze ciśnienia ęniczego krwi meodą osłuchową. Wpływ różnych czynników na warość ciśnienia ęniczego. Przypomnienie orów maemaycznych opisujących zjawiska fizyczne. Przeliczanie jednosek. Wykorzysanie poznanej wiedzy. Rozwój umiejęności Sosowanie ze zrozumieniem pojęć fizycznych. Umiejęność fachowego wysławiania się i wyrażania swoich opinii. Przeliczanie jednosek, rozwiązywanie równań, wyznaczanie niepewności pomiarowych. Przewarzanie danych pomiarowych oraz inerpreowanie wyników. Planowanie i przeprowadzanie eksperymenów i doświadczeń. Gromadzenie i analizowanie, wraz z szacowaniem niepewności pomiarowych, danych pomiarowych. Prezenacja i przewarzanie danych pomiarowych przedsawionych w formie abel. Analiza i omówienie wyników pomiaru, formułowanie wniosków. Poprawny opis i wyjaśnianie zjawisk fizycznych. Rozwój posaw Umiejęność przekonywania innych do swoich racji, prowadzenia rzeczowej dyskusji. Współpracy w grupie. Weryfikacji zdobyej wiedzy i umiejęności. Kulura echniczna. Przesrzeganie przepisów BHP. Rozwiązywania problemów. Szacunku dla pracy własnej i innych 8
Część doświadczalna Cel: Porównanie różnych meod pomiaru ciśnienia ęniczego krwi oraz ocena wpływu grawiacji na RR. Niezbędne przyrządy i maeriały: sfigmomanomer, seoskop, aśma miernicza. Wykonanie ćwiczenia 1. Zmierzyć ciśnienie ęnicze w spoczynku dosępnym meodami osłuchowymi, oscylomeryczną, palpacyjną lub fonomeryczną. Porównać wyniki. 1 am = 101325 Pa = 760 mmhg 1 mmhg = 133,32 Pa = 1/760 am Meoda pomiaru RR RR w mmhg RR w kpa osłuchowa oscylomeryczna palpacyjna ulradźwiękowa 2. Obliczyć ciśnienie w ęnicach mózgu (PMÓZGU) i sóp (PSTOPY), wykorzysując sfigmomanomer i miarkę wysokości: Napisz zależności pomiędzy ciśnieniami krwi na poziomie sopy, serca i mózgu (ory) Uzupełnij: WELKOŚĆ WARTOŚĆ JEDNOSTK g PSERCA [Pa] hserca [m] hmózgu [m] Napisz obliczenia (wraz z jednoskami): 9
Uzupełnij abelę: wyniki RR w kpa RR w mmhg PSERCA PMÓZGU PSTOPY Daa mię i Nazwisko wykonującego ćwiczenie Podpis prowadzącego ćwiczenia Punky 10
Appendix Kryeria oceny prezenacji: 1. Prezenacja przygoowana w programie PowerPoin lub kompaybilnym (OpenOffice) 2. Czas rwania prezenacji do 5 min. 3. Treść prezenacji czy zgodna z emaem, czy wyczerpuje ema. 4. Przejrzysość slajdów mało eksu na slajdzie, odpowiednia wielkość czcionki. 5. Mówienie, omawianie a nie czyanie. 6. Ciekawe podejście do emau. 7. Zaineresowanie słuchaczy, zachęa do dyskusji po prezenacji, prowadzenie dyskusji. 8. Przygoowanie 10 pyań zamknięych doyczących prezenowanych 4 prezenacji z danego laboraorium i przesłanie na adres beaa.modzelewska@umb.edu.pl. Nazwa pliku składa się z: RMLab2.1g11.45gr.1 nazwisko (nazwa kierunku*-numer ćwiczenia-godzina ćwiczenia-numer grupy-nazwisko sudena) Teks pyania nie więcej niż 95 znaków 4 możliwe odpowiedzi nie więcej niż 60 znaków (ylko 1 odpowiedź prawidłowa - zaznaczona) Dodany rysunek do pyania (związany z reścią pyania) Temay do prezenacji: Lab.2.6 1. Równania: ciągłości srumienia cieczy, Bernoulliego, Hagena-Poiseulle a, liczba Reynoldsa. 2. Przepływ laminarny i burzliwy cieczy. Warunki niezbędne do ich powsania. 3. Zjawiska fizyczne wykorzysywane przy pomiarze RR meodą osłuchową. 4. Wpływ pozycji ciała na warość ciśnienia ęniczego. 11
ZAGADNENA DO ĆWCZEŃ Z PROMENOTWÓRCZOŚC Ćwiczenie 3.1 Radioakywność. Pomiar akywności z użyciem orca. Podsawy dozymerii. 1. Aom i jego składniki. 2. Przemiany jądrowe. 3. Prawo rozpadu promieniowórczego, posać analiyczna i graficzna (krzywa rozpadu). Sała rozpadu i czas połowicznego rozpadu. 4. Akywność definicja i jednoski. 5. Rodzaje promieniowania jonizującego. 6. Źródła narażenia na promieniowanie jonizujące. 7. Podsawy dozymerii: ekspozycja (dawka ekspozycyjna), dawka zaabsorbowana, dawka skueczna (efekywna). Moc dawki. LTERATURA: Wybrane zagadnienia z biofizyki pod red. prof. S. Miękisza Biofizyka pod red. prof. F. Jaroszyka Elemeny fizyki, biofizyki i agrofizyki pod red. prof. S. Przesalskiego Podsawy biofizyki" pod red. prof. A. Pilawskiego 12
ĆWCZENE NR 3.1 Radioakywność. Pomiar akywności z użyciem orca. podsawy dozymerii. 1. Zmierz ło nauralne w czasie 5 minu, oblicz szybkość zliczeń pochodzących od ła. N imp N =...imp,... min 2. Dokonaj rzykronego pomiaru impulsów pochodzących od źródła orcowego w czasie = 1 minua i oblicz szybkość zliczeń bez ła oraz błąd szybkości zliczeń (wyniki pomiarów i wyniki obliczeń wpisz do abeli 1). Tabela 1 lość zliczeń N Warość średnia ilości zliczeń N N N N 3 Szybkość zliczeń N Szybkość zliczeń bez ła - Błąd szybkości zliczeń orca [impulsy] [imp min -1 ] 3. Zmierz ilość impulsów pochodzących od źródeł o nieokreślonej akywności w czasie p =5 minu i oblicz szybkość zliczeń bez ła oraz błąd szybkości zliczeń. 4. Wyniki pomiarów i wyniki obliczeń wpisz do abeli 2. Tabela 2 Nr próbki lość zliczeń Np Szybkość zliczeń N p p p Szybkość zliczeń bez ła p- [impulsy] [imp min -1 ] Błąd szybkości zliczeń p p p 5. Oblicz akywność każdej próbki, błąd, z jakim zosała wyznaczona i błąd procenowy. Wyniki umieść w abeli 3. p A p A Akywność orca wynosi A = 4000 Bq A = 120 Bq Błąd oznaczenia akywności próbki liczymy za pomocą oru: A p Ap p A 2 p A 13
Tabela 3 Nr próbki Szybkość zliczeń bez ła p - Akywność próbki p A p A Błąd akywności Ap Błąd procenowy Ap Ap% 100% A p [imp min -1 ] [Bq] [%] 6. Oblicz liczbę aomów N cezu Cs-137 w próbce orcowej. A A N N 7. Oblicz masę cezu Cs-137 w próbce. Masę cezu Cs-137 w próbce wyznaczamy korzysając z zależności: gdzie: n liczba moli m = n NA NA = 6,02310 23 [mol -1 ] liczba Avogadro jes liczbą aomów w molu. Półokres rozpadu Cs 137 wynosi 30,07 la, a sała rozpadu = 7,17 10-10 s -1. Jeżeli w próbce jes N aomów cezu, ich masa wynosi: 8. Wyniki obliczeń wpisz do abeli 4. m Cs 137 N [g] N A Tabela 4 Nr próbki Akywność próbki [Bq] Liczba aomów (N) Cs 137 w próbce orzec Masa aomów Cs 137 w badanej próbce [g] 9. Oblicz wydajność pomiaru akywności. % 100[%] =...[%] A Daa mię i Nazwisko wykonującego ćwiczenie Podpis prowadzącego ćwiczenia Punky 14
Masa spoczynkowa elekronu 31 m e 9,1110 kg MeV 0,000549 u 0,51 2 c Jednoska masy aomowej 27 u 1,6610 kg MeV 931,5 2 c Ładunek elekronu 19 e 1,6 10 C Masa spoczynkowa proonu 27 m p 1,6710 kg MeV 1,007276 u 938 c 2 Prędkość świała w próżni 8 m c 3 10 2 s Liczba Avogadro 23 1 N A 6,02 10 mol Masa spoczynkowa neuronu 27 m p 1,6810 kg MeV 1,008665 u 940 c 2 Sała Plancka 34 h 6,62 10 Js 15