biofyzika Flashcards
leptony
- neinteragují s jadernou sílou
- tvoří 3 generace
- elektron - elektronové neutrino
- mion - mionové neutrino
- tauon - tauonové neutrino
kvarky
- elektricky nabité částice
- dělí se podle vůně
antičástice
= protějšek
- ma stejnou
- hmotnost
- spin
- ale opačné vlastnosti
- např náboj
- barva
kontakt částice a antičástice = anhilace
obě částice mizí !!
(přěmění se na energii v jiné formě)
anhilace - příklad
- anhilace elektronu s antielektronem = pozitron
- uvolní se 2 fotony záření y (každý o energii E = m*c2
hadrony
- částice složené z kvarků
- mají
- celočíselný náboj
- bezbarvou barvu
- např. mesony, baryony
Mesony
= hadrony z 2 kvarků a celočíselným spinem
baryony
= hadrony ze 3 kvarků různé barvy a neceločíselným spinem
fermiony
= částice s neceločíselným spinem
bosony
= částice s celočíselným spinem
(ve stejné elektronové úrovni se vyskytují neomezeně)
Všechny děje jsou kvantovány !!!
= energie není vyzářena náhodně ale v nějakých kvantech
Hundovo pravidlo
= elektrony se vyskytují raději nespárované, s robnoběžnými spiny
spin
= magnetický moment částice způsobený její rotací
excitace
- Dodáme atomu vnější energii, může se energie předat elektronu, který se přesouvá na vyšší energetickou hladinu
- Atom který má obsazené vyšší energetické hladiny, ale alespoň jedna nižší energetická hladina obsazená není, je v excitovaném stavu
atom v excitovaném stavu
= atom, který má obsazené vyšší eenergetické hladiny, ale alespoň jedna nižší
energetická hladina obsazená není
excitovaný stav
- nestabilní
- atom přebytečnou energie vyzáří jako foton
- rychlý proces
fosforescence
- typ luminiscence
- pokračje déle než při fluorescenci
- Příčinou je metastabilního stav
metastabilní stav
= elektrony po excitaci se dostávají do takových energetických hladin, z nichž se nemohou snadno vrátit na hladinu základní
(využíváno při konstrukci laserů !!!)
ionizace
- Dodáme-li množství energie, které postačuje k uvolnění elektronu z atomového obalu, dochází k ionizaci
- velikost této E je rovna E stavu, ve kterém se nachází
ionizační energie - názvy
- vazebná energie
- výstupní práce
luminiscence
- Záření nějakého tělesa převažuje nad jeho tepelným zářením
- Podstatou je
- návrat excitovaných elektronů na základní hladiny
- vyzařování přebytečné energie ve formě fotonů
luminiscence - dělení
- fluorescence
- (zpožděná fluorescence)
- fosforescence
fluorescence
- k luminiscenci dochází jen při buzení (dodávání energie)
- když neprobíhá luminiscence rychle ustává
- návrat excitovaných elektronů na základní hladiny
- dochází k vyzařování energie (kvant) v podobě fotonů
zpožděná fluorescence
- excitovaný stav je metastabilní
- přeměna do stavu nestabilního trvá déle než u fluorescence
fosforescence
- probíhá uplatňuje-li se při emisi záření z excitovaného elektronového stavu metastabilní hladina
- má podstatně delší dobu dohasínání než fluorescence
potencionální bariéra
= energie potřebná, aby se kladně nabitá částice dostala tak blízko jádra, aby převládla přitažlivá síla nad odpudivou
Vazba mezi atomy
- vytváří se v případě, nastane-li spojením větší el. stabillita
*
Iontová vazba
- vazba
- i na větší vzdálenosti
- kulovitě symetrická
- nenasicená (neomezený počet vazeb)
kovalentní vazba
- vazba sdílením elektronů
- na krátké vzdálenosti (ale nejsilnější!!)
- závislá na el. spinech
- nasycená
- náboj není symetricky rozložen !! - vzniká dipól
vazby mezi molekulami
- elektrostatické interakce
- vodíkové vazby
- van der Waalsovy síly
elektrostatické interakce
- síly při kterých se uplatňuje Coulombův zákon
- velký dosah
vodíkové vazby
- dominuje elektrostatická interakce
- reakce donor - akceptor
Van der Waalsovy síly
= shrnují všechny typy přitažlivých sil mezi neutrálními molekulami
Další vazebné interakce
- Debyeovy síly – mezi permanentními dipóly
- Keesomovy síly – mezi perm. dipólem a jím indukovaným dipólem
- Londonovy síly – mezi neutr. částicemi
- Hydrofobní interakce
- podílí se na řadě biologických reakcí
hmotnostní spektrometrie
- slouží pro měření hmostnosti atomů
- umožňuje určetní izotopového složení prvku
spektrometrie princip
- pustíme ionty do magnetického pole kolmo na siločáry
- jejich dráha se zakřiví
- dopadají na různá místa, v závislosti na své hmotnosti
nukleární magnetická resonance
- umožňuje určit
- složení
- strukturu
- množství molekul zkoumané látky
flemingovo pravidlo levé ruky
- umožňuje určit směr síly, kterou působí magnetické pole na vodič
- pokud prsty ukazují směr proudu a indukční čáry vstupují do dlaně, pak palec ukazuje směr síly, kterou působí magnetické pole na vodič s proudem
magnetická indukce
- vyjadřuje silové účinky magnetického pole na částice s nábojem
- vektorová veličina
- značí se B
- jednotka - Tesla (T)
magnetický indukční tok
- slouží pro kvantitativní popis elektromagnetické indukce
- Vyjadřuje úhrnný tok magnetické indukce procházející určitou plochou
- jednotka Weber (Wb)
plyny
- molekuly
- jsou rozloženy řídce
- neustále mění směr
- lze zanedbat objem a přitažlivost
kapaliny
- jen nepatrně stlačitelné
- soudržné
- menší objemová závislost na teplotě
kapaliny - typy
- izotropní
- běžné kapaliny (stejné fyz. vlastnosti)
- anizotropní
- tekuté krystaly - mezomorfní stav
- obsahují skupiny vzájemně orientovaných molekul
kapaliny anizotropní - typy
-
smektické (mýdlové)
- uspořádané do rovin, které po sobě mohou klouzat
-
nematické (vláknovité
- orientované shluky
tuhé látky
- Atomy jsou navzájem spojeny do krystalické mřížky
- iontová - stabební jednotky ionty (NaCl)
- atomová
plazma - složení
- kladné těžké ionty
- iontový plyn
- záporné lehké elektrony
- elektronový plyn
- tvoří krystalickou strukturu kovů
plazma - vznik
- z plynného skupenství částečnou ionizací molekul
- neostrý přechod
typy plazmy
- neizotermická
- mísí se plasma s ionty vysoce zahřátými a ionty s pokojovou teplotou
- degenerovaná plazma
- vzniká důsledkem vysokého tlaku
- dochází k zhroucení elektronových obalů
- např. v nitru hvězd
druhy páry
- nasycená (sytá)
- je v termodynamické rovnováze s kapalinou o stejnéteplotě a tlaku
- vypařená látka přesně nahrazena zkondenzovanou
- přesycená (přehřátá) pára
- má nižší tlak a hustotu, než sytá pára téže teploty
- vzniká zahříváním syté páry bez přítomnosti kapaliny
disperzní systém
- soustava se 2 a více fázemi nebo složkami
- 1 fáze / složka je více či méně rozptýlena ve 2.
disperzní systém - typy
- heterogenní
- 2 fáze mezi nimiž je hranice
- homogenní
- 2 složky + 1 fáze
- složka rozptýlena v disperzním prostředí
- např cukr ve vodě
Gibbsův zákon fází
- udává vzájemný vztah mezi počtem složek, fází a stupňů volnosti heterogenní soustavy
- definují rovnovážný stav
trojný bod
= všechny tři fáze vody v rovnováze
fázová energie
= energie potřebná k převedení z jednoho do jiného skupenství
homogenní směs
- nerozeznáme jednotlivé složky
- roztoky a slitiny
- např. sůl ve vodě
heterogenní směs
- lze identifikovat jednotlivé látky
- např. žula, písek
koloidní směsi
- roztoky, jejichž vlastnosti jsou mezi homogenními a heterogenními
- složeny z velmi malých částic
- např. mléko, krev
elektrické vlastnosti koloidů
-
elektrická dvojvrstva
- vzniká iontovou adsorpcí
-
elektrokinetický potenciál
- velikost je rozhodující pro pohyb částice v el. poli
elektroforéza
- separační metoda izolující molekuly o rozdílné hmotnosti
- využívá jejich odlišnou pohyblivost
- typy
- volná elektroforéza
- elektroforéza na nosičích
volná elektroforéza
- probýhá ve vodných roztocích (elektrolytech)
- částice putují k elektrodě s opačnou polaritou
- separaci může narušit vliv konvenčních proudů
Elektroforéza na nosičích
- probýhá na pórovitých nosičích
- chovají se jako síto
- např neklížený papír, celulóza
vizkozita
= tekutost (vnitřní tření)
” jak dobře teče při nalévání “
viskozimetry - typy
- kapilární
- měří dobu, za kterou proteče určitý objem kapaliny
- tělískové
- založeny na platnosti Stokesova vztahu
difúze
- samovolné pronikání molekul do řidšího prostředí
- snaha o dosažení rovnoměrné koncentrace
- po koncentračním spádu
- umožňuje látkovou výměnu
povrchové napětí
- kapalina se snaží dosáhnout co nejhladšího stavu s minimální plochou
- stav s nejmenší energií
- Čím větší je povrchové napětí, tím „kulatější“ je kapička této kapaliny
