Biofísica

Objetivos

O objetivo desta unidade curricular é fornecer aos alunos os conceitos e conhecimentos básicos de física necessários a torná-los competentes na identificação e compreensão dos processos físicos presentes em fenómenos biológicos e em tecnologias usadas em medicina.

Programa

1- Introdução

2- Radioactividade e radiações ionizantes.

a. Propriedades gerais

b. Decaimentos alfa, beta e gama. Lei do decaimento.

c. Energia libertada em processos nucleares

d. Efeitos biológicos de radiação ionizante

e. Radiação ionizante em medicina

3- Ondas

a. Som.

i. Propriedades gerais

ii. Intensidade acústica de som

iii. Interferência e difracção

iv. Ultrassons e sua aplicação

b. Luz

i. Propriedades gerais

ii. Interferência e difracção

iii. Resolução de um instrumento

iv. Polarização

v. Laser

vi. Espelhos e lentes. Olho humano e microscópio óptico

vii. Efeitos biológicos de radiação não ionizante

4- Electricidade

a. Leis de Ohm e Joule e análise de circuitos simples.

b. Electrofisiologia.

i. Potencial da membrana. Equilíbrio de Donnan

ii. Equação de Nernst-Planck e equação de Goldman.

iii. Bomba sódio-potássio

iv. Potencial da acção. Electrocardiograma

5- Fluidos

a. Estática.

b. Dinâmica de fluidos ideais - lei de Bernoulli

c. Escoamento de fluidos viscosos - lei de Poiseuille e sua aplicação

d. Escoamento laminar e turbulento. Lei de Stokes e sedimentação.

e. Fluidos não-Newtonianos e hemodinâmica

f. Difusão e leis de Fick.

6- Fenómenos de superfície.

a. Coesão e adesão. Superfícies e interfaces.

b. Tensão superficial e capilaridade. Lei de Laplace. Surfactantes.

c. Adsorção.

d. Sistemas Coloidais.

7- Trabalhos experimentais

Métodos de Ensino

O semestre será dividido em duas partes. Numa primeira parte as aulas serão todas Teóricas e Teórico-práticas dado que a turma é pequena e desta forma permite a realização de exercícios sempre que apropriado. Durante as aulas, e sempre que possível serão realizadas pequenas experiências/demonstrações que permitem enquadrar o tema abordado.Numa segunda fase as aulas serão todas práticas de laboratório. Desta forma evita-se que os alunos façam trabalhos experimentais antes de terem abordado o tema nas aulas T e TP. Prevê-se que esta segunda fase ocupe as 3 semanas finais do semestre.

Os trabalhos laboratoriais serão em grupos de 2 alunos e feitos de forma rotativa entre os estudantes.

Bibliografia

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Born, M., and Wolf, E. (2003) Principles of Optics, 7th edn, Oxford, UK, Pergamon Press.

Adamson A. W., Gast A.P., (1997) Physical Chemistry of Surfaces, 6th edition , New York , USA, A Wiley Interscience Publication, John Wiley &Sons, Inc

Atkins, P., Paula, J., (2012) Physical Chemistry for the Life Sciences, Oxford, UK, W. H. Freeman and Company

Tipler, P. A., Mosca, G (2000) Física para cientistas e engenheiros, rio de Janeiro, Brasil, Livros Técnicos e Científicos Editora

Halliday D., Resnick R., Walker J., (2005) Fundamentals of Physics (7th ed) New York , USA, Willey

Passhley R.M, Kaeraman M.E, (2005) APPLIED COLLOID AND SURFACE CHEMISTRY, Chichester UK, John Wiley & Sons Lda

Método de Avaliação