1.Structura si proprietile molecule de apa.Molecula de apa e formata dintrun atom de oxygen si 2 atomi de hydrogen,uniti de atoml de oxygen prin legaturi covalente.Prin metoda de difractie cu raze X sa constatat ca molecula de apa poseda forma triunghiulara.Fiecare legatura OH cu lungimea de 0,96A reprezinta un dipole electric.Legaturile OH formeaza intre ele un unghi de 104grade28min.Conventional directia momentului e considerate de la sarcina negativa in directia axei dipolului.Momentul dipolar al apei este de 1,84 debyeCARACTERISTICI

Moleculele de apa se contracta usor cu moleculele vecine legaturi(punti)de hydrogen. Legaturile de hydrogen reprezinta un tip de interactiuni intermoleculare slabe raspindite in structurile macromoleculare Apa lichida obisnuita e formata dintrun amestec de ,molecule libere:monomer H2o,dimeri(H2o2),tretameri(H2o3) si octameri

H2o8.procentul fiecarei dintre aceste fractiuni depend de temperature.2. Disocierea molecule de apa.Notiune de PH.Valorile PH in lichidurile Biologice.

1. Apa se disociaza in ioni H+ si OH-.Ionul H+nu are invelis electronic,Poseda o mare capacitate de hidratare.Daca se leaga de o molecula de apa formeaza ionul de hidroniu (H3O+)avind si o mare mobilitate,protonul trece de la o molecula la alta.Gradul de disociere al apei la t=250

[ H+]=[OH-]=10-7mol/l. 2. Logaritmul zecimal cu semn schimbat al concentratiei ionilor de hidrogen se numeste PH

PH=-lg[H+]Daca: PH=7 solutie neutral PH>7 solutie bazica PH<7 solutie acida La om PH=7,4Solutie tampon sunt acele lichide biologice unde se poate adauga cantitati relative rari de acizi sau baze fara ca PH-ul sa se schimbe simtitor.In singe solutiile tampon sunt Seroproteinele.

3. PH-ul in unele lichide biologice:Lichidul PH

Singe 7,4Sucul gastric 1,8

Urina 5,6Sucul pancreatic 8,0

3 Proprietatile fizice ale apei.Apa grea (D2O) si apa tritiata (T2O)1. Caracterul dipolar al apei si capacitatea de ase angaja in legaturi de hydrogen cu moleculele vecine explica proprietatile apei in cele 3 stari

de agregare.Masa specifica a apei dupa densitate se are forma:

ϸ=mV

Ρ a apei in stare solida e mai mica ca ϸ a apei in stare lichida la 40. Oopunctul de congelare a apei 100oC punctual de fierbere la presiunea atmosferica normal. Pentru apa pura densitatea la 4oC are valoarea ϸ=1000kg*m3. Pentru gheata – ϸ=910 Kg*m-3.

Viscozitatea apei. La curgerea laminara a unui fluid forta de frecare dintre straturile fluiduluiin contact se determina de relatia lui Newton.Ea are forma:

F=ηSΔVΔ x

η-coeficient de viscozitate.

Unitatea de viscozitate in SI este Pascal*secunde(Pa*S).In medicina este folosit mai des centipoises(CP) 1CP=10-3Pa*S

Pt apa pura l-a 200 ῃ=10-3Pa*STensiunea superficial.

Fortele de tensiune superficial iau nastere c-a urmare a interactiunii moleculelor l-a frontiera dintre 2 faze ce tinde sa micsoreze suprafata interfazei.

Marimea ce revine l-a o unitate de lungime a conturului suprafetei lichidului e numit

coeficient de tensiune superficial.σ=Fl (N

m ) sau

J

m❑2

σ=dwds

)

Pt apa pura la temperature de 200C σ=72,6∗10−3 N ∗m−1. Fortele de t.s.sunt implicate intr-o serie de fenomene:copilaritate,embolie gazoasa,fagocitoza.

Proprietati calorice

Calorie-unitatea asistemica de masura a energiei termice utilizata si in present in practica cercetarile medico-biologice.

O calorie reprezinta cantitatea de energie termica necesara pt a ridica temperature unui gram de apa pura de la 14,50 pina la 15,50C.

Capacitatea termica specifica. Energia termica ∆a necesara pt a ridica temp unei mase m de subst cu ∆ t grade se determina

din relatia:∆a=c*m*∆t pt apa pura c=4,2*103y*kg -10*K-1

Caldura specifica de vaporizare Reprezinta cantitatea de energie termica necesara pt a transforma in vapori 1 kg de subst la

temp de fierbere. Pt apa pura r=22.6*105y*kg-1

Formula ∆Q=r*∆m.Apa grea(D2O) si apa tritiata(T2O).Electroliza apei obisnuite la tensiuni ridicate mareste procentul fractiunii de apa grea.

Asociera oxigenului cu izotopii hidrogenului conduce la formarea apei grele si a apei triate aceasta fiind radioactiva.

Sunt 2 forme a apei grele D2O si DOH. Dotajul apei grele in apa obisnuita poate fi masurata prin masurarea indecelui de refractie. Apa tritiata T2O poate fi detectata pe baza emisiei radiatiei β de catre titriu. Apa grea provoaca sterilitatea anumalelor,adduce la inhibarea transportului active si

contractiei musculare.4. Rolul biologic al apei si repartitia in organismul omului.

Apa unul din cele mai raspindite substante pe globul pamintesc e singurlul lichid anorganic din organismul uman fara de care nui nici un process vital.Rolul:

este elemental ce regleaza presiunea osmotic celor 3 sectoare hidrice reprezinta mediul unde au loc multe reactii chimice shi biochimice participa la mentinerea constanta a organismului fiind un bun solvent formeaza o serie de substante solide care vehiculeaza din mediul intern al organismului in celula si invers proteina mecanica a fatului. In greutatea omului sunt 70%de apa.

V=mC

Pentru a cunoaste volumul plasmei se folosesc macromolecule ce pot trensversa endoteliu vascular cum ar fi serul de albumine marcat cu iod radioactive.

5.Dinamica fluidelor.Ecuatie de continuare.Curgerea laminara si turbulent.Numarul lui Reynolds. Fluidele le vom considera incomprimabile iar curgerea-in regim stationar(viteza de curgere itr-

un timp nu variaza intimp). In aceste conditii V de scurgere a fluidului printr-un tub cu sectiunea variata situate orizontal

variaza in asa mod incit produsul dintre viteza V si aria sectiunii transversale S in orice loc al tubului este acelasi:S1V1=S2V2=…=SnVn.

Conform legii conservarii energiei in mecanica,energies totala a unei mase m in lichid perfect

in orice loc al tubului trebuie sa fie acelasi: P1V+ mv 12

2+mgh2.Aceasta relatie este ecuatia de

continuare. Marirea vitezei de curgere a unui fluid real duce la aparitia virtejilor si miscarea devine

turbulenta.Spre exemplu single capata posibilitatea sa treaca prin lumenul mic al arterei aceasta devine turbulenta.In acest regim viteza particolelor in orice punct variaza continuu si haotic.

Pt a determina care este regimul de curgere se foloseste numarul lui Reynolds.Re=qvrῃ

Re<1000-curgere laminara ; 1000<Re<2000-curg.nestabila ; Re>2000-curgere turbulent6.Ecuatia lui Bernoulli.Aplicatia ei la sistemul vascular.Presiunea arteriala (sistolica,diastolica si medie).

Ecuatia lui Bernouli P+ P V 2

2+qgh=const. P-presiune static

q-densitatea lichidului V-viteza de curgere h-inaltimea

In cazul ingustarii prin arteroscleroza,fenomenul duce la accentuarea inchiderii lumenului vascular in locul abstructiei,aici se aplica aceasta lege.

PA este surplusul de presiune in vasul sanguine arterial in raport cu presiunea atmosferica,masurat l-a nivelul cordului.Cauzata de caracterul pulsabil al sist vascular,PA variaza in timp intre valoarea maxima in momentul sistolei Ps si valoarea minima in momentul diastole Pd.Ps(om sanatos)-130mm Hg(17 RPA)Pd(om sanatos)-80mm Hg(10 KPA)

Pm(valoare medie)=Ps+2 Pd

3

La om PA variaza si in spatiu:Cord PA=13KPACerebral=8,1KPAPicioare=25,74KPA.

7. Rezistenta vascularaCresterea rezistentei este direct proportionala cu lungimea vaselor de sange si invers proportionala cu grosimea vaselor de sange. Cresterea rezistentei vasculare este intalnita atunci cand avem de a face cu tensiuni sistolice si diastolice usor crescute, insomnie corelata cu deficiente ale inimii si ale splinei, insomnii provocate de hipervascozitatea secretiei bronsice, etc.Declinul apare atunci cand avem de a face cu un declin al tensiunii sistolice si diastolice, hipotesiune usoara, deficienta Yin si Huo, insomnia provocata de exuberanta, etc.

8. Entalpia.Termodinamica starilor de echilibruale sistemelor.1. ENTALPÍE Mărime termodinamică de stare a unui sistem fizic egală cu diferența dintre energia internă și lucrul mecanic

efectuat de sistem în orice transformare reversibilă, izentropă și izobară. Pentru ca un sistem termodinamic să fie în echilibru față de transformările reversibile, trebuie ca variația e. să fie nulă.

Ea este legată de alte mărimi termodinamice fundamentale prin relația[1]

2. Termodinamica se ocupă cu studiul macroscopic al fenomenelor, de orice natură, în care are loc un transfer de energie sub forma de căldură și lucru mecanic. Pentru orice disciplină a fizicii, obiectul de studiu este un sistem. În contextul termodinamicii acesta va fi un sistem termodinamic: o porțiune finită, precis delimitată, din realitatea materială, care poate include atât substan ț ă  cât și radia ț ie . Pentru ca un sistem să se afle în echilibru termodinamic este necesar (dar în general nu și suficient) ca lumea înconjurătoare cu care se află în contact să ofere condiții neschimbate în timp. Următoarea constatare, de natură experimentală, este numită uneori principiul zero al termodinamicii:[1][2]

9.Entropia.Caile principale de mentinere a entropiei scazute in sistemele vii.1. ENTROPÍE mărime care, în termodinamică, permite a evalua degradarea energiei unui sistem. ◊ măsură care

indică gradul de organizare a unui sistem.

10. Circulatia energiei in biosfera.Transformarile de energie la nivelul biosferei.1. Activitatea sistemelor vii este integral sustinuta de fluxul de energie solara care se revarsa asupra Pamantului.Din cantitatea totala, 2/3

strabate atmosfera, 1/3 fiind reflectata in spatiul cosmic. Cantitatea interceptata intr-un an este de ordinul a 5 x 1020 kcal (1.75 x 1017 W), Aceasta energie se repartizeaza inegal, pe continente 1.4 x 1020 kcal, iar pe intinsul oceanelor 3.6 x 1020 kcal.Suprafetele cu vegetatie absorb energie in proportie mai mare decat cele fara vegetatie. Pentru o vegetatie densa din zona temperata 17% din radiatia solara este reflectata, 70% absorbita de vegetatie si 13% transmisa de ea in sol.Energia termica contribuie direct la desfasurarea proceselor fiziologice cum sunt: fotosinteza, respiratia, transpiratia,

2. Transformarile de energie la nivelul biosferei:

11. Energetic celulara a organismelor aerobe.

Mitocondriile au o compozitie chimica strict specializata, capabila de a cataliza reactiile etapei (fazei) oxigenice a procesului de respiratie. Prin urmare, functia esentiala a mitocondriei este cea legata de respiratia celulara In timpul unei reactii de oxidare, un atom sau o molecula pierde electroni. Intrucat in natura nu exista electroni in stare libera, inseamna ca ei vor fi luati de la un atom al altei molecule. Achizitia unui electron constituie o reactie de reducere. Reducerea este o reactie care absoarbe energie. Dimpotriva, oxidarea este o reactie care degaja energie.

12. Elasticitatea peretilor vasculari.Unda pulsatila.

1. Elasticitatea vasculara se refera la rata de expansiune a elasticitatii vasculare in timpulejectiei sistolice.Cu cat este mai mare volumul bataie cu atat este mai mare fractia de ejectie. Daca volumul bataie nu este mic, viteza de ejectie nu este mare si fractia de ejectie este de asemenea mica, deci avem posibilitatea ca vasele de sange sa se fi intarit . Cresterea elasticitatii vasculare este intalnita cand avem de a face si cu o tensiune sistolica usor crescuta,sau o tensiunea diastolica usor scazuta,

2. Unda pulsatila:

13. Difuzia simpla.Legea lui Fick.Coeficientul de difuzie.Relatia lui Einshtein. Difuzia este un proces de amestecare spontan inițiat a particulelor a două substanțe, acționând treptat până la completa și ireversibila

omogenitate a acestora.Daca intro eprubeta turnam solutie de Eozina si Ionii sau Moleculele treptat migreaza din solutie in apa pura fenomenul se numeste Difuzie simpla.Sub aspect cantitativ difuzia intrun mediu support omogen este descrisa de legile lui Fick Masa de substanta ce se difuzeaza normal printr-o suprafata oarecare este proportional cu aria suprafetei,gradientul de concentratie si durata timpului.legea lui Fick are urmatoarea forma:

∆ m=− D∗SΔcm

Δ x∗∆ t

Coeficientul de difuzie Reprezintă componenta densității curentului de particule după o axă dacă gradientul numărului volumic de particule pe această direcție este egal cu unitatea.. metru pătrat/secundă

Intrun mediu fluid,coeficientul de difuzie se determina din relatia lui Einshtein

D= KTf

Unde: T-temperatura absoluta K- constanta lui Boltzman(1,38*10-23J*0k-1) F Coeficient de frecare

14. Difuzia prin membrane artificial.Membrana pentru dializa.1. Membranele artificiale pot fi semipermiabile sau selective permeabile.cele semipermeabile permit trecerea moleculelor

solventului,insa nu si trecerea moleculelor solvitului.ca urmare are loc difuzia solventului din compartimentrul cu solutie hipotonica in compartimentul cu solutie hipertonica.asa solutie se numeste osmoza.M.A. cum sunt cele din celofana sau de masa plastic sunt intrebuintate in practica medicala.Proprietatea lor este ca sunt substante poroase ce permit trecerea micromoleculelor si retin macromoleculele.

2. In medicina se foloseste pe larg membrane artificial pentru Dializa.Ca exemplu poate servi principiul functionarii rinichiului artificialsi permite de a purifica,odata la 2-3 zile single pacientului cu insuficienta renala.Aceste membrane de dialize pot fi utilizate pentru purificarea solutiilor ce contin particule de dimensiuni in cercetari fizico-chimice si farmaceutice.

15. Difuzia prin membrane celulare.Coeficientul de permeabilitate.1. Membrana celulara reprezinta o structura hidrofoba care separa solutiile apoase intra shi extracelulare.in compozitia

acestor membrane sunt o multime de protein ioni si apa.Proteinele fiind macromoleculele responsabile pentru organizarea spatial a membranelor celulare precum si functionarea lor.Astfel cu ajutorul lor are loc difuzia prin aceste membrane.

2.  Factorii care determină Coeficientul de permiabilitate al membranei celulare:: 1. Coeficientul de partiţie,α→raportul dintre solubilitatea unei substanţe îngrăsimi (sau solvenţii lor) şi solubilitatea ei în apă.

Compuşi nepolari →substanţe ai căror electroni sunt repartizaţiuniform. Au o solubilitate mare în grăsimi şi scăzută în apă (αmare).Se numesc compuşi liofili şi traversează foarte uşor membranele.

b. Compuşi polari neionici →au o distribuţie neuniformă a electronilor,având grupări electropozitive şi electronegative. Coeficientul de partiţieeste moderat, deci traversează mai uşor membrana.

c. Compuşi ionici →substanţe care disociază în ioni pozitivi şi negativi(electroliţi). Ionii rezultaţi formează un strat de hidratare în jurul lor, în acest fel mişcându-se independent în soluţie. Sunt solubili în apă şiaproape insolubili în grăsimi.

16. Transport pasiv.Sisteme de transport pasiv.Transportul facilitat.1. Transportul pasiv,care se realizeaza fara consum de energie rezultata dinmetabolismul celular, substantele strabatand

membrane conformgradientului de concentratie (pentru substantele neincarcate electric) sauelectro-chimic pentru ioni;

2. substanta difuzeaza spontan din regiunea cu concentratie mairidicata spre cea cu concentratie scazuta, la care in cazul particulelor incarcate electric, intervine suplimentar sarcina si diferenta de potential electric dintre celedoua suprafete ale membranei, existand permanent tendinta deplasariiparticulelor catre acea fata a membranei incarcata cu sarcina de semn contrar).Gradient de presiune osmotica/presiune hidrostatica (apa si substantelemicromoleculare traverseaza membrana celulara dinspre partea cu Ph mai marespre partea cu Ph mai mica; acest mecanism sta la baza transportului.

3. Transportul facilitata– se produce de la o concentratie mai mare la una mai mica, dar substantele transportate trec mult mai rapid (de 100.000 de ori) decat ar fi de asteptat pentru dimensiunea si

solubilitatea lor in lipide. Substantele sunt transportate de proteine specifice, care se comporta ca niste enzime legate de membrana, deoarece difuziunea facilitata are caracteristici comune cu cataliza enzimatica.Fiecare proteina transportoare are un loc specific de legare a substratului (substanta transportata). Viteza transportului atinge valoarea maxima (Vmax) caracteristica pentru fiecare transportor, atunci cand acesta este saturat (toate locurile de legare sunt ocupate). Apoi, fiecare transportor are o constanta caracteristica de legare a substantei ce o transporta, numita KM, egala cu concentratia substantei cand viteza de transport atinge ½ din valoarea maxima.

17.Transportul active.Sisteme de transport active.Pompa Na+ – K+

1. Transportul moleculelor si a ionilor contra gradientului electrochimic,realizat de celula din contul energiei proceselor metabolice,se numesc transport activ.De exemplu la om in repaos cca 30-40% din energia proceselor metabolice e cheltuita pentru asigurarea transportului active.

2. Sistemele de transport active reprezinta cel mai efectiv mechanism ce determina permeabilitatea selective a membranelor celulare,comunicindule totodata si anumite proprietati.Cel mai raspindit sistem present la toate celulele vertebratelor este pompa Na+ – K+ .

3. Na + / K + pompa se gaseste in membranele de mai multe tipuri de celule. În special, aceasta joacă un rol foarte important în membranele celulare nervoase. Observați că 3 ioni pozitivi (Na +) sunt pompate din celula pentru fiecare 2 ioni pozitivi (K +) pompat în celulă . Acest lucru înseamnă că nu există taxe mai pozitive care părăsesc celula decât introducând-o. Ca urmare, taxa de pozitiv se acumuleaza in afara celulei, comparativ cu interiorul celulei.Diferența dintre taxa în exteriorul și interiorul celulei permite celulelor nervoase de a genera impulsuri electrice care duc la impulsuri nervoase.Na + / K + pompă ilustrează "transport activ", deoarece se mișcă Na + si K + impotriva gradienți de concentrație lor. Asta se datorează faptului că există deja o concentrare mare de Na + în afara celulei și o concentrație mare de + K in interiorul celulei. În scopul de a muta ionilor (Na + si K +) Incredibil pante lor, energia este necesară. Această energie este furnizată de ATP

18. Originea potentialelor bioelectrice.Relatia lui Nernst.Biopotentialul fibrelor nervoase ne-excitate.Ecuatia lui Goldman

1. O caracteristica de baza a celulei vii este existenta unei diferente de potential electric intre fata interna si cea externa a membrane celulare, generate de o repartitie inegala a sarcinilor electrice in cele doua compartimente.

2. Cel mai simplu model al sursei de biopotential membranar este elemental de concentratie a lui Nernst. In el solutiile ionice de diferita concentratie ale unei sari sunt separate de o membrana care poseda……………………(!!!!)

Vloarea potentialului de echilibru dse determina prin ecuatia lui Nernst:

V eq=V i −V e=− RTZF

lnC i

C e

Z- sarcina ionului F- numarul lui Faraday R- constanta universal a gazelor T- temperature absoluta Ci si Ce- concentratiile categoriei de ioni pe partile respective ale membranei

3. Biopotentialul fibrelor nervoase neexcitate. Prin membrane celulara au loc in permanenta fluxuri dionice passive in sensul reducerii gradientului electrochimic,dar acesta sunt compensate de fluxurile active ce se desfasoara in sens contrar cu consum de energie metabolic.potentialul membranar de repaos reprezinta acea diferenta de potential electric dintre cele doua fete ale membrane,pentru care curentul electric total prin membrana datorat tipurilor de ioni se anuleaza.

4. Ecuatia lui Goldman Teoretic, potentialul de repaus al celulei se calculeaza cu relatia Goldman-Hodgkin-Katz

+¿ K❑

¿+¿ Na❑

¿−Cl❑

¿ i¿+¿ K❑

¿+¿ Na❑

¿−Cl❑

¿ PK

PR= RTF

ln

Unde: [ ] Concentratia P- permeabilitatea pentru categoria de ioni. Potentialul de repaos poate fi calculate si cu ajutorul unui milivoltmetru si a doi electrozi,a caror dispunere este prezenta

19. Biopotentialul fibrelor nervoase excitate. Potentialul de actiune. Graficul potentialului de actiune.1. Atunci cind asupra fibrelor nervoase actioneaza un stimul de durata are loc o acomodare manifestata pin cresterea pragului

de excitabilitate.Acomodarea poate fi rapida sau lenta.Daca depolarizarea locala este superioara pagului de excitabilitate

dupa perioada refractata absoluta unui spike se produce si in al doilea rind,fibra prezentind un raspuns repetitiv.prin aceasta se realizeaza codificarea in frecventa a amplitudinii stimulilor.

2. Potentialul de actiune este o depolarizare trecatoare a membranei celulare prin care interiorul celulei devine mai putin negative decit in stare de repaus si diferenta de potential dintr-o parte si din alta a membranei celulare scade.Este o depo;arizare trecatoare a membrane celulare pin care interiorul celulei devine mai putin negative decit in stare de repaus si diferenta de potential deo parte si de alta a membranei celulare scade.

3. Graficul potentialului de actiune.

AB- Faza de prepotentialBCD- Spike-ul apare numai atunci cind stimulul depaseste nivelul pragului de excitatieDE- Potential negativEF- Potential pozitiv

20. Bazele fizice ale electrografiei.Electrocardiografia1. Aparatul detectează ECG și amplifică modificările mici electrice de pe piele, care sunt cauzate atunci cand muschiul

inimii   depolarizes la fiecare bătaie a inimii . La restul, fiecare celula mușchiului inimii are o sarcina negativa, numit potențial de membrană, în întreaga samembranei celulare . Reducerea această sarcină negativă spre zero, prin afluxul de cationii pozitive, Na + și Ca + + , este numit depolarizare, care activează mecanismele din celula pe care o cauzeaza să se contracte. 

2. ELECTROGRAFÍE Metodă modernă de investigare a organismelor vii cu ajutorul curentului electric. este o interpretare electrica activității inimia pe o perioadă de timp , cum este detectat de electrozi anexate la suprafața exterioară a pielii și înregistrate de către un dispozitiv extern la corpul. Înregistrarea produsă de aceastăneinvaziv procedură este numit ca electrocardiograma (ECG sau EKG, de asemenea,).Un test ECG inregistreaza activitatea electrica a inimii.ECG este utilizată pentru a măsura rata și regularitatea batai de inima, precum și dimensiunea și poziția camerelor, prezența de orice deteriorare a inimii, precum și efectele drogurilor sau dispozitive folosite pentru a reglementa inima, cum ar fi un stimulator cardiac.Cele mai multe ECG sunt efectuate în scopuri de diagnostic sau pentru cercetare pe inima omului , dar poate fi, de asemenea, efectuate pe animale, de obicei, pentru diagnosticul de anomalii cardiace sau de cercetare.

21.Transmiterea informatiei prin canale biologice de comunicatie.

22. Luminiscenta.tipuri de luminiscenta.Fotoluminiscenta.legea lui Stokes.1. Luminiscenta reprezinta radiatia suplimentara a corpului in raport cu radiatia lui termica la temperature data,care dureaza un timp mult

mai mare decit perioada undelor de lumina.

2. Tipurile de luminiscenta :

Fotoluminiscenta ce apare ca rezultat al absorbtiei luminii

Electroluminiscenta conditionata de cimpul electric in care este plasata substanta

Catodoluminiscenta provocata de iradierea substaneti cu electroni rapizi

Triboluminiscenta determinate de actiuni mecanice

Chimiloluminiscenta ce apare in unele procese chimice

Bioluminiscenta ce se observa la unele bacteria,ciuperci,insect si altele

3. FOTOLUMINESC'ENTĂ,  se produce o emisiune de lumină prin iluminarea prealabilă a substanţei emiţătoare sau prin iradierea ei cu radiaţii ultraviolete ori cu raze X.Se clasifica in fluorescent (de scurta durata)si fosforescenta (de lunga durata).Dupa mecanismul proceselor elementare sunt atestate fotolumiscente:de rezonanta,spontana,stimulate si de recombinare.Actul initial al Fotoluminiscentei este excitarea atomului sau molecule cu un foton din exterior.

4. De regula fenomenul Fotoluminiscentei se supune legii lui Stokes-spectrul de luminiscenta in raport cu spectrul de excitare este deplasat in domeniul cu lungimi de uda mai mari.

23. Analiza luminiscenta.Utilizarea luminiscentei in medicina.1. Metoda de cercetare a diferitor abiecte,bazata pe luminiscenta lor se numeste analiza luminiscenta.

Se cerceteaza luminiscenta proprie a obiectului iar in cazul cind obiectul nu este luminescent se cerceteaza luminiscenta luminuforului care se prelucreaza preventiv obiectul.

2. Este folosita pe larg in diagnosticarea diferitor maladii de piele,in criminalistica si alte domenii.Sta la baza microscopului luminiscient. Terapia cu diode luminiscente (LEDT) este o forma de fototerapie care implica aplicarea unei lumini monocromatice peste tesut biologic pentru a declansa un efect biomodulativ in interiorul tesutului.

24.Ipoteza lui Louis de Broglie.Microscopia electronica.Limita de rezolutoie a microscopului electronic.1. ipoteza De Broglie este afirmația că materia (orice obiect) are o natură ondulatorie (dualitatea undă-

corpuscul). Relațiile De Broglie arată că lungimea de undă este invers proporțională cu impulsul unei particule și că frecvența este direct proporțională cuenergia cinetică a particulei. Prima ecuație De Broglie leagă lungimea de undă   de impulsul particulei   sub forma

unde   este constanta lui Planck,   este masa de repaus a particulei,   este viteza particulei,   este factorul Lorentz, iar   esteviteza luminii în vid.Cu cât energia este mai mare, cu atât este mai mare și frecvența și cu atât este mai mică lungimea de undă. Dată fiind relația dintre lungimea de undă și frecvență, rezultă că lungimile de undă reduse au mai multă energie decât cele mai mari. A doua ecuație De Broglie leagă frecvența undei asociate unei particule de energia totală a particulei astfel:

unde   este frecvența și   este energia totală. 2. Un microscop optic este microscopul care foloseste electronii in loc de fotoni sau lumina vizibila la obiecte mici de

imagine. Microscoape de electroni permite extensii ajungând până la 5000 de ori mai puternic decat cel mai bun microscop optic , deoarece lungimea de undă de electroni este mult mai mică decât cea de fotoni "vizibile". Un microscop electronic, cum ar fi imaginea, operează cu un fascicul de electroni generate de un tun de electroni, accelerat printr-un concentrat de înaltă tensiune și de lentile magnetice (toate la vid înalt și electronii sunt absorbite de aer) . Un fascicul de electroni trece prin proba (corespunzător deshidratate și, uneori, acoperită cu un strat metalic subtire pentru a îmbunătăți textura) și amplificarea este produs de un set de lentile magnetice, care formează o imagine pe o placă fotografică sau pe un ecran sensibil impact electronic transferul imaginii formate pe ecranul unui calculator.

3. Diametrul limitată de deschidere nu se poate ajunge la imaginea detaliată, limitând astfel rezoluția . Contrastul de amplitudine (care este natura corpusculara electroni) de contrast se datoreaza difractiei cauzate de pierderea

de electroni din fascicul. Acesta este un contrast exemplare dominante groase. Contrast faza (care se află în natura val de electroni) se datorează contrastului interferențe cauzate de schimbări în fazele

relative ale porții fază. Acesta este un contrast exemplare dominante fine. Există, de asemenea, diverse aberații cauzate de lentile: astigmatic, sferice și cromatice Problema a funcției de transfer de contrast (CTF): CTF descrie răspunsul unui sistem optic la o imagine valuri pătratice

descompuse. Materialul biologic prezintă două probleme principale: mediul vid și transferul de energie. Pentru a le rezolva, folosind tehnici

diferite, în funcție de mărimea eșantionului: Pentru probele de mari dimensiuni, cum ar fi organe, țesuturi sau celule, folosind trei tehnici:

Fixare chimice sau cryofixation.Includerea în rășini (Cryosubstitution).Replica din metal.

25. Ochiul ca sistem optic.Ochiul redus.1. Ochiul ca sistem optic.

Componenta optica a analizatorului vizual este ochiul, care reprezinta un sistem optic centrat, format din patru medii transparente: corneea, umoarea apoasa, cristalinul si umoarea sticloasa cu indice de refractie (n) diefrit, corneea si umoarea apoasa cu n=1.337, cristalinul avind indicele de refractie intre 1.375-1.473 si umoarea sticloasa cu n=1.336. Este cunoscut ca puterea optica lentilelor sferice reprezinta marimea inversa a distantei focale:

D=±1f

m−1

Prezinta interes modalitatea de determinare a convergentei unui dioptru sferic, cu indicele de refractie n situat in aer (n=1), din motivul ca un astfel de dioptru este si corneea ochiului. In acest scop se foloseste relatia:

D=n −1R

R=SC Folosind aceasta relatie, se determina convergenta corneei, pentru care raza de curbura: R ≈ 7.9 mm

Dcor=1.337 − 1

7.9∗10−3 m=0.337∗10− 3

7.9 m=42.13∗m−1

2. Ochiul redus. In diverse cercetari ochiul normal se inlocueste simplificat, numit ochi redus. In el ansamblul dioptrilor sferici oculari se reprezinta printr-un dioptru unic.

26. Acuitatea vizuala.Ametropiile si corectiile lor. 1. Acuitatea vizuala. Diametrul aparent limita, sub care imaginile celor doua puncte nu se suprapun, poarta numele de distanta separatoare minima.Inversul distantei separatoare minime se defineste puterea de rezolutie sau acuitatea vizuala. Ca unitate de acuitate se ia acuitatea unui ochi care vede separate doua puncte, ale caror raze fac intre ele un unghi de un minut. Un ochi care separa numai doua puncte ale caror raze formeaza un unghi de 10 minute are o acuitate vizuala egala cu 0.1 min-1. Ochiul poate vedea separate doua puncte cind imaginele lor formate pe retina se afla la o distant de cel putin 4.5 µm una de alta, fiindca ele sunt separate numai daca se formeaza pe doua elemente diferite ale retinei, care au cam aceasta marime. Calculele arata ca in realitate distant dintre cele doua puncte trebue sa fie cel putin de 60µm, cind ele se afla la distant minima de vedere distinctive(25cm). Acuitatea vizuala variaza cu virsta: maximul ei este atins la baieti la 14 ani si la fete la 12 ani. In afara de virsta acuitatea vizuala depinde de:

Factori dioptrici, cum ar fi aberatia de sfericitate si cromatica, ametropiile, diametrul pupilar si altele. Factorii retinieni care sunt legati de structura discontinua granulara aretinei, centrul petei ce reprezinta imaginea trebuind sa

se gaseasca pe celule receptoare distincte. Factorii privind sistemul, forma detaliului, contrastul de luminozitate, timpul de expunere, compozitia cromatica(lumina

monocromatica mareste acuitatea vizuala prin eliminarea aberatiilor cromatice)Pentru a mari puterea separatoare a ochiului trebue sa-l ajutam cu diferite instrumente optice. Diminuarea acuitatii vizuale se numeste ambliopie.

3 Defectele de vedere cauzate de incapacitatea ochiului uman de a se acomoda se numesc ametropii. Cele mai frecvente ametropii sunt miopia, hipermetropia şi prezbitismul (boala ochilor bătrâni). Ochiul miop are o convergenţă prea mare (este mai alungit decât cel normal), astfel încât focarul său imagine se află în faţa retinei. Defectul se corijează cu lentile divergente, sau cu sisteme optice centrate de lentile echivalente cu o lentilă divergentă, care să aibă focarul principal imagine in punctul remotum al ochiului miop. Ochiul hipermetrop este mai turtit decât cel normal, focarul său principal imagine este situat în spatele retinei. Defectul se corijează cu lentile convergente, care aduc imaginile pe retină. Lentila, sau sistemul optic centrat echivalent cu o lentila convergentă au focarul principal imagine in PR, astfel incat un fascicul de raze paralele incident pe sistemul format din lentila corectoare şi ochi devine un fascicul convergent

27. Retina ca transductor foto-chemio-electric. Prima etapă este cea a formării imaginii optice, în care se colectează fotonii şi se focalizează pe retină

A doua etapă, numită fototransducere, este etapa traiectului vizual, în care, la nivelul retinei, celulele receptoare ale retinei absorb fotonii şi îi transformă într-un semnal electric, având loc aici o foto-chimico-transducere .A treia etapă e o continuare a traiectului fiziologic al vederii, pe care o vom discuta în subcapitolul următor al cărţii, moment în care se prelucrează, la nivel neuronal, mesajul electric format la nivelul retinei

28. Mecanismul vederii colorate.Teoria tricomatrica.1.

1. N2. K

29. Producerea radiatiei X.Tubul de radiatie Coolidge.1. Razele X se pot obține în tuburi electronice vidate, în care electronii emiși de un catod incandescent sunt accelerați de câmpul

electric dintre catod si anod (anticatod). Electronii cu viteză mare ciocnesc anticatodul care emite radiații X. Electronii rapizi care ciocnesc anticatodul interacționează cu atomii acestuia în două moduri:

Electronii, având viteză mare, trec prin învelișul de electroni al atomilor anticatodului și se apropie de nucleu. Nucleul, fiind pozitiv, îi deviază de la direcția lor inițială. Când electronii se îndepartează de nucleu, ei sunt frânați de câmpul electric al nucleului; în acest proces se emit radiații X.

La trecerea prin învelișul de electroni al atomilor anticatodului, electronii rapizi pot ciocni electronii atomilor acestuia. În urma ciocnirii, un electron de pe un strat interior (de exemplu de pe stratul K) poate fi dislocat. Locul rămas vacant este ocupat de un electron aflat pe straturile următoare (de exemplu de pe straturile L, M sau N). Rearanjarea electronilor atomilor anticatodului este însoțită de emisia radiațiilor X.

2. Tubul Coolidge , de asemenea, numit tub catod cald , este cel mai utilizat pe scară largă. Acesta funcționează cu un

aspirator de calitate foarte bună (aproximativ 10 -4 Pa, sau 10 -6 torr).În tubul Coolidge, electronii sunt produse de efect

termoionic de la un tungsten (wolfram)filament încălzit de un curent electric. Filamentului este catodul tubului.Potențial

de inalta tensiune este între catod și anod, electronii sunt astfel accelerate, iar apoi a lovit anod. Anodul este special

conceput pentru a disipa căldura și uzură care rezultă din acest baraj intens concentrat de electroni. Tubul are o

fereastră conceput pentru evadare a generat X-ray fotoni.Puterea unui tub Coolidge, de obicei, variază de 0.1 -

18 kW .

30. Radiatia X de frinare si caracteristica.Spectru de emisie a unui tub de raze X.1. Cind un electron cu energie cinetica Ein trece in apropierea unui nucleu sub actiunea fortei de atractie electrostatic isi schimba

directia si este frinat dind nastere unui foton de raze X.Energia acestui foton este hv=Ein-Eext. in dependent de distant traiectoriei electronilor de la nucleu,energia fotonilor de frinare variaza de la 0 pina la Emax cind toata energia cinetica a electronului incident este comunicata fotonului X,formind spectrul continu.

2. Daca vom cerceta spectrul de emisie al unui tub de raze X vom constata ca el are forma unui fond continuu pe care sunt suprapuse citeva maxime.Aceasta compozitie dubla corespunde unui dublu mechanism de producer:ionizant pe de o parte si de frinare pe de alta parte.

31. Metode de difractie cu raze X.Utilizarea in cercetarile Biofizicii.1. Sa reusit realizarea acestei difractii cu ajutorul cristalului de calcit,unde pe placa fotografica,stabilita la o anumita distanta de la cristal se va

inregistra tabloul de interferenta al acestor doua raze.In rezultat difractia pe cristal formeaza un ansamblu de pete luminoase pe fintunecat.Sunt alte 2 metode: metoda cu cristal turnat si metoda cu pulberi.In cazul metodei cristal turnat cristalu se deplaseaza astfel incit axele lui principale sa fie perpendicular pe directia fluxului incident de raze X.

2. Metoda cu pulbere substanta cistalizata se plaseaza sub forma de pulbere in calea razelor X.Fascicolul dispersat va forma diferite conuri a caror axa este paralela cu directia fluxului incident.Daca se deplaseaza o placa fotografica perpendicular pe directia fluxului incident,maximele de difractie vor avea spectrul unor cercuri concentric.Punctul 2

32. Tomografia computerizata cu raze X.Tomografie din greaca inseamna a sectiona.Deosebirea dintre el si razele Roentgen consta in faptul ca obtine o imagine absolute clara a tesuturilor si organelor moi.La baza fiecarui computer Tomograf sta teorema lui A.Einstein conform careia ‘’Imaginea complete a oricarui obiect restabilita dupa proiectiile lui este cu atit mai ampla cu cit mai multe proiectii ale acestui obiect sunt folosite pu reconstructia lui’’La acest computer cu raze X sunt folosite nu citeva proiectii ci sute de mii de proiectii deosebite,la trecerea(rotirea in jurul axei)a unei raze X inguste printrun anumit sector al corpului uman intrun anumit interval de timp foarte scurt si focusata pe multiple detectoare de raze X.Rotind combinatia laserului Detector-sursa este posibila obtinerea informatiei la intersectia razelor X.

33. Interactiunea radiatiei X cu material vie.

34.Cimpul Magnetic.Momentele magnetice ale electronului.1. Cimpul magnetic reprezinta o forma a materiei pin intermediul careia are loc actiunea de forta asupra sarcinilor electrice in miscare.Caracteristica cantitativa a cimpului magnetic in vid este Intensitatea iar intrun mediu material omogen nelimitat Inductia magnetic.Intre aceste 2 marimi are loc relatia: B=μ0 μHUnde μ0-Constanta magnetica (4π*10-7N/m); μ-permeabilitatea magnetic relative a mediului; μ0= μ0 μ-permeabilitatea magnetic absoluta a mediului.

Forta cu care un cimp magnetic omogen(B=constanta,liniile de inductie paralele si echdistale) actioneaza asupra unui conductor liniar parcus de current electric se determina dupa legea lui Ampere:

F=I*B* Ɩsinα Unde: I-intensitatea curentului; Α unghiul dintre directia vectorului B si conductor L lungimea conductorului.

Inductia unui cimp magnetic omogen numeric este egala cu fort ape care acest cimp o exercita asupra unui conductor liniar parcurs de current si situat perpendicular pe directia cimpului cind lungimea lui si intensitatea curentului sunt unitare.

In SI unitatea de masura a inductiei magnetice este tesla (T) In cazul cind vectorul inductiei magnetice B este perpendicular pe suprafata S(α=0)relatia pentru fluxul magnetic devine:

Φ=BS.

Unitatea de masura a fluxului magnetic in SI se numeste Weber (WB). 1Wb=1T*m2

In aceasta si consta legea fundamental a inductiei electromagnetice descoperita de M.Faraday in anul 1831.Expresia matematica a acestei legi e data de relatia:

Ei=-ΔΦΔ t

Aparitia t.e.m. de inductie in circuit la variatia intensitatii curentului prin acelasi circuit se numeste autoinductie-un caz particular al inductiei electromagnetice:

Ea.i.=-LΔ IΔt

Forta Lorentz este forta cu care cimpul magnetic actioneaza asupra unei sarcini electrice in mishcare.Si e determinat de relatia:

FL=q*V BsinαUnde: q-sarcina particulei V-viteza particulei B-inductia cimpului magnetic Α-unghiul format intre directia cimpului si directia miscarii2 Este cunoscut ca sarcinile electrice in miscare (current electric) creeaza cimpul magnetic.Prin definitie moment magnetic η al unui current electric circular se considera produsul dintre intensitatea curentului I si suprafata S limitata de circuit.Directia acestui moment se determina conform regulei burghiului.Un moment magnetic este creat si de microcurentul I care rezulta din miscarea electronului in jurul nucleului fiind numit Moment magnetic orbital.

μ=eVr2

unde: V viteza electronului r-raza orbitei.Miscarea ce reprezinta o sarcina electrica in deplasarea si deci un microcurent care ii asociaza electronul un al doilea momen magnetic numit moment magnetic de spin μs.

35. Proprietatile magnetice ale substanelor.Temperatura Curie.1. Dupa proprietatile magnetice toate substantele din natura se divizeaza in doua clase:Substante paramagnetice si substante diamagnetice.Paramagnetice sun substantele ai caror atomi poseda miment magnetic resultant permanent deoarece o parte din momentele magnetice de spin ale electronilor din atom ramin necompensate(nu toate momentele magnetice de spin sunt cuplate).Aceste substante amplifica inductia cimpului magnetic exterior.Diamagnetice sunt substantele atomii carora sunt lipsiti de moment magnetic permanent(toate momentele magnetice de spin fiind cuplate).2, Pentru fiecare substanta feromagnetica exista o anumita temperature numita Punctul CURIE la care proprietatile feromagnetice dispar complet.Punctul Curie pentru fier e de 768oC;pentru nichel-358oC si pentru cobalt 1000oC.

Si omul are o concentratie feromagnetica in glanda suprarenala functia careea este de nedeterminata pina in present.

36.Momentul magnetic al nucleului.Rezonanta magnetica.

1. 2. Rezonanța Magnetică Nucleară, RMN, este o tehnică spectroscopică nucleară foarte des folosită în chimie, chimie fizică,medicină nucleară, biofizică și inginerie nucleară pentru determinarea structurii diverșilor compuși chimici, în biochimie pentru determinarea structurii proteinelor fiind singura tehnică destinată determinării structurii proteinelor în soluție (condiții mult mai apropiate de cele native) sau în imagini diagnostice medicale sau radiologice pentru determinarea caracteristicilor fizico-anatomice a unor organe sau țesuturi. De la bun început trebuie specificat faptul că în RMN experimentele se realizează pe nucleii atomilor și nu pe electronii acestora, deci informația furnizată se referă la poziționarea spațială a acestor nuclei în compusul chimic studiat. Acești nuclei au o proprietate intrinsecă numită spin dar pentru a explica fenomenologia care se ascunde în spatele acestei tehnici trebuie să ținem cont de următoarele considerente fizice:

Orice sarcină electrică în mișcare generează în jurul său un câmp magnetic. Același lucru se întâmplă și în

cazul nucleilor (sarcini electrice pozitive) când, datorită rotației în jurul propriilor axe, se generează un câmp

magnetic caracterizat printr-un moment magnetic μ, proporțional și de sens opus cu spinul nucleului I. În RMN

nucleii de interes sunt acei nuclei care au valoarea I=1/2 (1H, 13C, 15N, 19F, 31P).

Dacă așezăm un nucleu atomic într-un câmp magnetic extern Bo, atunci vectorul moment magnetic va putea fi

paralel (I=+1/2) sau antiparalel (I=-1/2) cu direcția acestui câmp. Trebuie specificat faptul că energia sistemului

antiparalel este mai mare decât energia sistemului paralel, iar această diferență este direct proporțională cu

valoarea câmpului Bo (ΔE=μB/I).

Dacă iradiem nucleul cu un câmp de radiofrecvențe RF pe o direcție transversală câmpului constant Bo, acest

câmp transportând o energie egală cu ΔE, atunci nucleul (spinul) se va excita trecând din starea de energie +1/2 în

starea de energie –1/2 caracterizată prin energie mai mare.

Dar cum în condiții naturale, orice sistem fizic tinde spre o stare de energie cât mai mică acest nucleu se va

relaxa revenind la starea +1/2 și emițând un alt câmp de radiofrecvențe din a cărui parametri (frecvență) se obțin

informații despre natura nucleului (poziția în moleculă, respectiv tipul).

0ּט =

W 0

2 π se numeste frecventa Larmour.

Sub actiunea Radiatiei electromagnetice de radio fotonii carora poseda energia E=h 0ּט unde 0ּט corespunde frecventei Larmour au loc 2 fenomene.

Un numar considerabil cu spin parallel absorbind energia fotonilor incidenti sufera o inversiune de spin si trec in orientarea antiparalela. Miscarea de precesie a tuturor protonilor se efectueaza in aceeasi faza.Asta si este fenomenul de rezonanta.Peste un scurt timp dupa introducerea RMN in arsenalul diagnostic al medicinii contemporane termenul nuclear a fost exclus pentru a nu produce asociatia cu arma nuclear.actualmente in literature medicala mondiala e folosit termenul tomografie de rezonanta magnetic (TRM). (pag 164).