Egzamin Flashcards
Zasada Fermata
promień świetlny poruszający się (w dowolnym ośrodku) od punktu A do
punktu B przebywa najkrótszą możliwie drogę optyczną, czyli taką, na której przebycie
potrzebuje minimalnego czasu (analogia do ratownika)
Oś optyczna
prosta przechodząca przez środki krzywizn elementów optycznych
Środek optyczny
punkt soczewki na jej osi optycznej, przez który przechodzący promień
świetlny nie jest załamywany
Ognisko (F)
miejsce w którym skupiają się promienie wiązki, które początkowo biegły
równolegle do osi optycznej
Ogniskowa (f)
odległość między ogniskiem a środkiem soczewki
Jaka musi być dioptria, żeby soczewka wypukła działał rozpraszająco?
Ujemna
im większy promień soczewki tym __________ współczynnik załamania
mniejszy
Równanie soczewki określa zależność pomiędzy:
odległością przedmiotu od soczewki a odległością jego obrazu otrzymanego w tej soczewce
Kiedy x < f to wtedy y < 0 - obraz powstanie…
…po tej samej stronie soczewki, będzie pozorny
Soczewki skupiające mają f___0
f>0
Soczewka cienka
jej ogniskowa jest znacznie większa od grubości
Soczewka wklęsła
- Grubsza na brzegach
- Rozpraszająca - dla krótkowidzów
- Ogniskowa pozorna - przed soczewką, przyjmuje wartości ujemne -> zdolność skupiająca
przyjmuje wartości niższe od zera
Soczewka wypukła
- Grubsza na środku
- Skupiająca - dla dalekowidzów
Aberracja sferyczna
- Wada soczewki, której poszczególne strefy mają różne ogniska
- Promienie padające bliżej obwodu skupiają się bliżej soczewki
Aberracja chromatyczna
Wada soczewki na którą padające promienie mają różne ogniska, w zależności od długości fali (np. Niebieskie załamuje się mocniej niż czerwone - ma krótszą ogniskową)
- Materiał z którego zbud. jest soczewka ma różne wsp. zał. dla różnych długości fali
Dyfrakcja
- Zmiana kierunku rozchodzenia się fali po przejściu przez otwór o średnicy porównywalnej z długością fali - następuje zagięcie fali wokół krawędzi otworu
Rozdzielczość
Zdolność do odróżniania szczegółów obiektu - minimalna odległość między dwoma źródła światła przy której będą one widoczne jako dwa punkty, a nie jeden.
Do czego rozdzielczość kątowa jest proporcjonalna, a do czego odwrotnie proporcjonalna?
Rozdzielczość kątowa jest proporcjonalna do długości fali i odwrotnie proporcjonalna do średnicy źrenicy.
Co ma wpływa na rozdzielczość oka?
Szerokość źrenicy
Ziarnista struktura siatkówki
Który element układu optycznego oka ma największa zdolność skupiająca?
Rogówka - ~43D - największy ze wszystkich, ponieważ ma największy stosunek wsp. zał. do wsp. zał. ośrodka sąsiedniego
Ruch harmoniczny
Ruch, który zachodzi wokół stałego położenia równowagi okresowo, czyli stan ciała powtarza się w jednakowych odstępach czasu
Równanie opisujące ruch harmoniczny
y(t) = A · sin(ω · t)
Prędkość kątowa
Mówi o tym po jakim czasie ciało poruszające się ruchem kołowym zakreśli cały okrąg.
Jaki zwrot ma siła harmoniczna?
Siła ma odwrotny zwrot niż wychylenie ciała - stara się ona „cofnąć” ciało.
Fala
Zaburzenie harmoniczne rozprzestrzeniające się w ośrodku (ruch udziela się sąsiednim
cząsteczkom).
Fala jest nośnikiem energii - dlatego może nam przekazać informacje.
Jak względem gęstości zmienia się prędkość rozchodzenia się dźwięków?
Im większa gęstość tym większa prędkość rozchodzenia się dźwięku.
Fala dźwiękowa
Zmianie ulegają lokalne wartości ciśnień z powodu zagęszczeń i rozrzedzeń powietrza.
Ciśnienie akustyczne
różnica pomiędzy aktualną wartością ciśnienia a ciśnieniem w
niezaburzonym ośrodku
Ton prosty
sinusoidalna fala rozchodząca się w ośrodku
Impedancja akustyczna
jest miarą oporu jaki ośrodek stawia
rozchodzącej się w nim fali
Ultradźwięki
fale mechaniczne rozchodzące się w ośrodkach sprężystych o częstotliwości powyżej progu słyszalności ucha ludzkiego (20kHz)
Efekt pizoelektryczny
odkształcenie kryształu kwarcu energią mechaniczną powoduje
pojawienie się pól elektrycznych na jego powierzchni
Odwrotny efekt pizoelektryczny
pod wpływem pola elektrycznego odkształcenie się kryształu w rytm zmian pola
Dlaczego przy USG potrzebny jest żel?
Żel potrzebny po to aby między głowicą a tkanką nie było powietrza - różnica impedancji między powietrzem a wodą jest tak duża, że fala by się odbiła i nie miałoby co wnikać w tkanki.
Analiza harmoniczna
Pozwala scharakteryzować dźwięk złożony; jest możliwa dzięki prawdziwości twierdzenia Fouriera.
Twierdzenie Fouriera
Każdy sygnał okresowy można przedstawić jako sumę sinusoid o częstotliwości kołowej będącej wielokrotnością częstotliwości podstawowej - każdy dźwięk dowolnie złożony okresowy można przedstawić jako sumę tonów prostych pomnożonych przez amplitudę (mówiącej o udziale tego tonu w złożonym dźwięku).
Prawo Webera-Fechnera
Najmniejszy odczuwalny przyrost natężenia dźwięku jest proporcjonalny do natężenia
aktualnie występującego ∆ I = k I.
Wzrost odczucia głośności jest proporcjonalny do logarytmu z ilorazu natężeń dźwięków
porównywanych.
Ile razy musi wzrosnąć natężenie, aby usłyszeć dźwięk jeden raz głośniej?
aby usłyszeć dźwięk (o danej częstotliwości) o jeden raz głośniej (100% głośniej) natężenie musi wzrosnąć 10 razy
Jakie jest wrażenie głośności kiedy dźwięk charakteryzuje się poziomem głośności x fonów?
wrażenie głośności jest takie samo jest dźwięk o poziomie natężenia x decybeli przy częstotliwości 1000Hz
Gdzie zachodzi zmiana sygnału mechanicznego na elektryczny?
W narządzie Cortiego
Teoria Bekes’yego
fala akustyczna (mechaniczna) wędruje w perylimfie powoduje odkształcenie błony podstawnej w zależności od częstotliwości dźwięku - wysoka bliżej okienka owalnego, niskia bliżej wierzchołka - w miejscu w którym zgadza się z częstotliwością drgań własnych błony (błona tylko dla danej częstotliwości wpada w wibracje - analogicznie jak w kamertonie)
Proces słyszenia
Proces słyszenia działa w założeniu o analizę harmoniczną - błona ulega odkształceniu w konkretnym miejscu dla danej częstotliwości - jest to odkształcenie odczytywane przez komórki rzęsate, które przekazują dalej sygnał, a w mózgu przeprowadzana jest w oparciu o to analiza harmoniczna.
Jakie jony wywołują depolaryzacje w komórkach rzęsatych?
wyjątek! Bardzo dużo K+ w perylimfie powoduje, że to wyjątkowo one wywołują depolaryzację.
Jakie białko maja komórki rzęsiste zewnętrzne?
Mają białko - prestynę - czułą na napięcie błony podstawnej, która pod wpływem jego
kurczy się wzmacniając mechaniczne oscylacje (amplifikując je) o 2 rzędy wielkości (100
razy)
-Uszkodzenie ich jest najczęstszą przyczyną głuchoty - drgania nie są amplifikowane, przez co są zbyt słabe by odpowiednio pobudzić komórki rzęsate wewnętrzne.
Jak działa implant słuchowy?
Procesor dokonuje analizy harmonicznej i zmienia on sygnał mechaniczny fali słuchowej na
elektryczny - wysyłany na elektrodę kończącą się na narządzie Cortiego i sztucznie stymulującym komórki rzęsate do wytwarzania impulsu.
Promieniowanie jonizujące
Wszystkie rodzaje promieniowania, które wywołują jonizację ośrodka materialnego - odrywają lub przyłączają przynajmniej jeden elektron od atomu lub cząsteczki.
Prawo rozpadu promieniotwórczego
Liczba jąder pierwiastka rozpadających się na jednostkę czasu jest proporcjonalna do aktualnej ilości nierozpadniętych jąder.
Jak zmienia się liczba jąder w czasie?
ilość jąder spada wykładniczo względem czasu
Promieniowanie rentgenowskie
emisja wysokoenergetycznych kwantów promieniowania elektromagnetycznego w wyniku oddziaływania elektronów z materią (wyhamowywania elektronów)
Im większa zmiana prędkości tym ______ energia kwantu promieniowania i _______
długość fali
Im większa zmiana prędkości tym większa energia kwantu promieniowania i krótsza
długość fali
Czemu wykres rozkładu energii nie jest stały?
Jest to widmo ciągłe - bardzo różna energia może zostać uwolniona.
Widmo charakterystyczne
Na widmo ciągłe nakłada się widmo charakterystyczne - peaki spowodowane wybijaniem przez pędzące elektrony elektronów z powłoki K (energia uwalniana podczas takiego wybicia jest ściśle określona).
Dynody
elektrody o odpowiednio skonfigurowanym potencjale - z których wybijane są elektrony, zwiększając „intensywność” strumienia
(licznik scyntylacyjny)
Licznik Geigera-Mullera
- Puszka (będąca katodą) wypełniona gazem, przez której środek biegnie anoda
- Licznik trzeba skonfigurować - wybrać odpowiednie napięcie tzw. napięcie pracy
- Cząsteczka promieniotwórcza jonizuje gaz - następuje krótkotrwały przepływ prądu (do
anody elektrony, do katody jony)
Co stanie się przy zbyt niskim napięciu pracy w liczniku Geigera-Mullera?
Przy zbyt niskim nawet przy dużej ilości cząsteczek jonizujących nie będzie przepływać prąd.
Co stanie się przy zbyt wysokim napięciu pracy w liczniku Geigera-Mullera?
Przy zbyt wysokim gaz będzie jonizować się samoczynnie.
plateau
zakres napięcia przy którym liczba zliczeń prawie nie będzie się zmieniać
Warstwa połowiąca
Grubość absorbentu, która powoduje zmniejszenie natężenia promieniowania o połowę.
Efekt fotoelektryczny
- Emisja elektronów z powierzchni atomu o które uderzył kwant promieniowania
- Cały kwant promieniowania przekazywany jest wyemitowanemu elektronowi
- Proces ten jest podstawą działania fotokatody
Efekt Comptona
Kwant promieniowania uderza elektron i wybija go pod pewnym kątem alfa, a sam kwant promieniowania nie ulega absorpcji w całości, a rozpraszany jest on pod kątem beta (i ma mniejszą energię - pomniejszoną o energię potrzebną do wybicia i nadania prędkości elektronowi).
Kreacja par
- Kwant promieniowania oddziałując z jądrem zostaje pochłonięty i przekształcony na parę
elektronu i pozytonu rozbiegającego się w przeciwnych kierunkach - Pozyton i elektron po spotkaniu ulegają anihilacji - powstają dwa kwanty rozbiegające się
w przeciwnych kierunkach - Zachodzi tylko jeśli hv ≥ 1 . 022MeV
Elektronowolt
energia jaka zostanie nadana lub odebrana elektronowi, który przemieścił się
w polu elektrycznym o różnicy potencjałów 1V
Jakie tkanki są najjaśniejsze na zdjęciu rentgenowskim?
Na zdjęciu rentgenowskim najjaśniejsze są tkanki mające najwyższy współczynnik (najbardziej pochłonęły promieniowanie).
Działanie tomografu komputerowego
- Wykorzystywana jest różnica między natężeniem promieniowania wysyłanym i odczytywanym
- Tworzona jest siatka zbudowana z pikseli, przez który to każdy piksel przechodzą minimum dwie fale promieniowania - następnie na podstawie równań z niewiadomymi obliczany jest współczynnik pochłaniania danego piksela
Dawka ekspozycyjna
Określa zdolność jonizacji promieniowania jonizującego w powietrzu (ilość ładunków
elektrycznych jonów jednego znaku, które są wytworzone w określonej jednostce masy powietrza).
Moc dawki ekspozycyjnej
Ilość jonów na masę powietrza w danym czasie.
Seria Lymana
przeskok z wyższych powłok na 1. - UV
Seria Balmera
przeskok z wyższych na 2. - widzialne
Seria Paschena
przeskok z wyższych na 3. - podczerwień
Od czego zależy częstotliwość fotonu?
Częstotliwość fotonu związana z przejściem pomiędzy powłokami zależy od tego z której na którą powłokę elektron przeskakuje.
Stany (przejścia) bezpromieniste
Nie są związane z emisją promieniowania - absorpcja kwantu promieniowania i zużycie go na rotacje lub oscylację (pewne elementy molekuł wpadają w oscylację lub rotację i na to zostaje zużyta energia).
Główne, groźne produkty radiolizy wody to:
wolne rodniki i woda utleniona
Zasada Franca-Condona
przejścia elektronowe są znacznie szybsze niż oscylacje drgań międzyatomowych w cząsteczkach
odległości minimum energetycznego
Dwa atomy w jednej cząsteczce znajdują się w pewnej optymalnej odległości od siebie -
w której cząsteczka jest najbardziej stabilna.
Reguła Stokesa
kwant wzbudzający jest większy niż emitowany (ponieważ część energii musi być zmieniona na przejścia bezpromieniste)
Widmo ciągłe
Światło białe, tęcza
Widmo emisyjne
Podgrzany gaz, wygląd kilku
prążków „wyrwanych” z tęczy
Widmo absorbcyjne
Zimny gaz, tęcza z „wyrwanymi” kilkoma prążkami
Dlaczego zegarki świecą w nocy, po wielu godzinach od wzbudzenia przez światło?
przejście do stanu podstawowego odbywa się z opóźnieniem
GFP
białko świecące na zielono
Fura-2
cząsteczka zmieniająca właściwości fluorescencyjne w zależności od tego ile jonów
wapnia przyłączył (absorpcja światła zależna od wolnych jonów wapnia)
FRET
do struktur które podejrzewamy, że oddziałują że sobą możemy podpiąć elementy,
które podlegają zjawisku fluorescencji w sposób taki, że ten drugi element w porównaniu do pierwszego emituje falę o dużej różnicy długości
Siła Lorentza
mówi o tym jaka siła działa na cząsteczkę obdarzoną ładunkiem elektrycznym poruszającą się z w polu elektromagnetycznym
Tesla
jednostka indukcji pola magnetycznego, którą możemy wyliczyć dzięki
przekształceniu wzoru na siłę ampera
Moment magnetyczny
Jest to moment siły próbujący obrócić ramkę z prądem leżącą wewnątrz pola indukcji magnetycznej - pole magnetyczne dąży do ustawienia momentu magnetycznego równolegle do wektora indukcji B.
Które atomy wykazują moment magnetyczny?
H-1, N-15, P-31, Na-23
Które atomy NIE wykazują momentu magnetycznego?
O-16 i C-12
Przy jakim ustawieniu momentu magnetycznego protonów względem pola magnetycznego występuje stan k najniższej energii?
Stan o najniższej energii jest przy równoległym (do niego dążą).
W antyrównoległym mają więcej energii, a więc jest to stan przejściowy (dążą do
równoległego).
Kwant promieniowania o jakiej energii trzeba dostarczyć aby „obrócić” z równoległego do antyrównoległego moment magnetyczny?
Aby „obrócić” z równoległego do antyrównoległego trzeba dostarczyć kwant promieniowania
o energii hv równej dokładnie różnicy energii poziomu równoległego i antyrównoległego.
Częstotliwość rezonansowa
Częstotliwość rezonansowa - warunek rezonansu - jeśli dostarczy się kwantów promieniowania o tej częstotliwości następować będzie ich absorpcja i przeskoczenie z pozycji równoległej do antyrównoległej.
precesja Larmora
Momenty spinowe cały czas obracają się wokół wektora indukcji pola magnetycznego z częstotliwością rezonansową.
Jak rozpoznawane są tkanki poszczą NMR?
To różnice w czasie relaksacji między tkankami są używane do ich rozpoznawania.
im bardziej woda związana tym ______ czas relaksacji
im bardziej woda związana tym krótszy czas relaksacji
Od czego zależne są czasy relaksacji?
bezpośrednio zależne są od związania wody w tkance i najbliższego otoczenia jądra cząsteczki
Czas której relaksacji jest dłuższy: podłużnej (T1) czy poprzecznej(T2)?
T1 zawsze dłuższy od T2
Jaki czas trzeba zmienić, jeśli chcemy zróżnicować tkanki?
Jeśli chcemy zróżnicować tkanki trzeba zmienić TR (czas repetycji).
Wzór Bolzmanna
określa stosunek prawdopodobieństwa wystąpienia stanów S1 i S2
W jaki sposób prawdopodobieństwo wystąpienia stanów jest zależne od energii?
prawdopodobieństwo wystąpienia stanów jest zależne od energii w sposób wykładniczy
Jaka jest zależność między momentem dipolowym indukowany a polem elektrycznym?
Zależność między momentem dipolowym
indukowanym a polem elektrycznym jest proporcjonalna, współczynnik proporcjonalności - alfą - polaryzowalność.
Jonizacja
Ilość energii potrzebnej by przenieść ładunek elektryczny z odległości A w
nieskończoność.
Czy jon sam z sobie może przejść z dwuwarstwy lipidowej?
Dwuwarstwa lipidowa ma znacznie mniejszą stałą elektryczną niż woda -> jon sam z siebie nigdy nie przejdzie z dwuwarstwy, bo potrzebuje zbyt dużo energii.
Efekt entropowy
dwie cząsteczki niepolarne się do siebie zbliżają, aby zredukowana została wodna otoczka w celu osiągnięcia bardziej korzystnego stanu energetycznego
Ciecz doskonała
ciecz płynąca w naczyniu cylindrycznym z taką samą prędkością na całym przekroju
Prawo zachowania masy cieczy
masa przechodzącą przez przekrój S1 w danym czasie musi się równać masie przechodzącej przez przekrój S2 w tym samym czasie, a ponieważ ciecze są nieściśliwe zmienia się prędkość przepływu cieczy
Prawo Bernoulliego
Jeśli prędkość jest większa to ciśnienie musi się zmniejszyć.
Ciecz newtonowska
- prędkość jej przebiegu nie jest równa na całym przekroju
- każda struga wody przekazuje kolejnym część swojej energii (efekt analogiczny do tarcia - tzw. Tarcie lepkie)
- tam gdzie się coś rusza ciecz płynie szybciej, a tam gdzie nie to wolniej -> przy ściankach ciecz płynie wolniej
Ruch laminarny
płyn przepływa w równoległych warstwach, bez zakłóceń między warstwami nie mieszając się w sposób chaotyczny
Ruch turbulentny
ruch podczas którego cząsteczki poruszają się po torach kolizyjnych, pojawia się po przekroczeniu pewnej progowej wartości - liczby Reynoldsa (zależnej od układu - dla naczynia cylindrycznego ~3000)
Potencjał elektryczny
Stosunek pracy wykonanej przez siłę elektryczną przy przenoszeniu ładunku z jednego
punktu do nieskończoności, do wartości tego ładunku - stosunek energii potencjalnej tego
ładunku do wartości tego ładunku.
Napięcie elektryczne
Stosunek pracy wykonanej przez siły elektryczne podczas przemieszczania ładunku
elektrycznego między dwoma punktami, a wartością tego ładunku - różnica potencjałów
elektrycznych ładunków między tymi dwoma punktami.
Prąd sodowy
napływanie jonów sodu do komórki - Vm rośnie - depolaryzacja błony (wzrost przewodnictwa powoduje napływ jonów)
Prąd potasowy
wypływanie jonów sodu z komórki - Vm spada - re/hiper-polaryzacja
Jaki jest prąd wypływający z komórki, a jaki wpływający do komórki?
Prąd wypływający z komórki jest dodatni, a wpływający ujemny.
Czego odwrotnością jest przewodnictwo?
Oporu (rezystancji)
Przewodnictwo błonowe jest proporcjonalne do liczby otwartych kanałów jonowych
im więcej otwartych kanałów tym większe przewodnictwo
otwieranie się kanałów = wzrost przewodnictwa
Jaka jest pobudliwość komórki przy wysokim oporze?
Zgodnie w prawem Ohma - wysoki opór (niskie przewodnictwo) -> duża pobudliwość
komórki.
Prawo Ohma
Natężenie prądu płynącego przez przewodnik jest proporcjonalne do napięcia między końcami
tego przewodnika.
U=I·R
Zwiększajac ładunek na kondensatorze jak zmienia się potencjał?
Zwiększając ładunek zmniejsza się potencjał.
Jak zmienia się potencjał wraz ze wzrostem odległości?
Potencjał będzie malał wykładniczo wraz ze wzrostem odległości.
Jaka jest zależność między stała czasowa a promieniem aksonu?
Stała czasowa zależy wprost proporcjonalnie od promienia aksonu - im większy akson lub
dendryt tym większa stała czasowa.
I prawo Ficka
im większa różnica stężeń tym większy strumień dyfuzyjny (większa ilość dyfundującej substancji)
Równowaga Nernsta
Pole elektrycznie działa hamująco na jony dyfundujące w przeciwnym kierunku, możliwa jest sytuacja w której pole elektryczne zahamuje strumień dyfuzyjny jest to tzw. Równowaga Nernsta
- Strumień dyfuzyjny jest kompensowany przez migrację w polu elektrycznym
- Wartość napięcia przy którym dochodzi do równowagi można wyliczyć z warunku
równości strumieni dyfuzyjnego i migracyjnego jdiff + johm = 0
Potencjał Nernsta
- Jest to taka wartość potencjału elektrycznego danego jonu, przy której pole elektryczne wstrzymuje dyfuzyjny strumień jonów, który wynika z różnicy stężeń po obu stronach błony
- Przy niej różnica przepływu danego jonu jest równa zero
Prąd potasowy
Prąd potasowy, czyli przepływ jonów potasu, jest czynnikiem sprowadzających jakieś napięcie błonowe V do potencjału Nernsta dla jonów potasu Vk.
Stan spoczynku
stan spoczynku na błonie nie jest stanem równowagi, tylko stanem
stacjonarnym - suma natężeń prądów różnych jonów jest równa zero
Prędkość rozchodzenia się impulsu jest proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego z
promienia aksonu
im grubszy akson tym szybciej przekazywana informacja
Aberracja chromatyczna
Odległość ogniskowa czerwonego światła jest dłuższa niż niebieskiego.
