Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum (DE OEC)
Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet, igazgató: Szöllősi János, egyetemi tanár • Biofizikai Tanszék (1. félév) vezető: Panyi György, egyetemi tanár • Biomatematikai tanszék vezető: Mátyus László, egyetemi tanár • Sejtbiológiai Tanszék (2. félév) vezető: Szabó Gábor, egyetemi tanár oktatási felelős: Fazekas Zsolt, egyetemi adjunktus
Miről szól a biofizika? • Határterületi, interdiszciplináris tudomány • Biológiai és különösen orvosi jelenségek molekuláris és fizikai magyarázata – kvantitatív leírás • Mit adott a biofizika az orvostudománynak? •Betegségek mechanizmusának kiderítése (pl. amyloid plakk képződés Alzheimer betegségben) •Terápiás eljárások fejlesztése pl. fotodinámiás terápia, UH terápia •Diagnosztikus eljárások kidolgozása: pl. MRI, PET •A sejtek, szövetek, szervek működésének megértése molekuláris szinten (pl. idegrendszer működése, akciós potenciál kialakításában résztvevő ioncsatornák)
Mi a biofizika tantárgy célja? • Alapvető természettudományos ismeretek nyújtása, vizsgálómódszrek • Orvosi fizikai ismeretek (pl. dignaosztikus eljárások fizikai alapjai) • Molekuláris biofizika (pl. diffúzió, a sejtmembrán fehérjék működése) • Szervek, szervrendszerek biofizikája (pl. látás, hallás, keringés) • Kapcsolódás más, felsőbb éves tantárgyakhoz:
•Élettan •Klinikai fiziológia •Radiológia Órák: • hetente két előadás az Élettudományi Épület előadójában (F.015-016) [ÁOK: 1-15 hét, FOK:1-13 hét] • hetente 12 biofizika szeminárium az Élettudományi Épület (F.003-004 és F.015016) és az Elméleti Tömb előadótermeiben. [ÁOK: 1-15 hét, FOK:1-13 hét] • kéthetente 13 biofizika gyakorlat a 2-15 héten a biofizika gyakorlati teremben (Elméleti Tömb) [ÁOK: 2-15 hét, FOK:web oldalon hirdetettnek megfelelően]
Az oktatási felelős (Dr. Fazekas Zsolt) fogadó órái: • Hetente három alkalom az Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet szemináriumi termében. Élettudományi Épület, földszint, F.102-es terem.
• Magyar és külföldi hallgatóknak egy időben.
Kedd
10:00-11:45
Szerda (csak páratlan heteken!)
12:00-12:45
Péntek
11:00-11:45
Élettudományi Épület Földszint
• Kivétel: az 1. héten nem lesz fogadó óra pénteken •
Esetleges eltérő időpontokat és változásokat a honlap Hírek rovatában közlünk.
Az oktatási felelős (Dr. Fazekas Zsolt) fogadó órái:
• Az oktatási felelőssel való kapcsolattartás elsődleges eszköze az e-mail:
[email protected] (vagy
[email protected]) • Ha a kérdés e-mailben megválaszolható, nem is kell elmenni a fogadó órára. • Aki e-mailben időpontot kér a fogadó órák valamelyikére, az hamarabb sorra kerül.
5-ös sz.t. Biofizika gyakorlati terem
4-es sz.t. 3-as sz.t. Liftek lépcső
Könyvesbolt Elméleti Tömb 2-es sz.t. 1-es sz.t.
Bejárat
Előadó
Oktatási web oldal: biophys.med.unideb.hu
Felhasználói név: hallgatok Jelszó: geta5
Oktatási web oldal: biophys.med.unideb.hu
Felhasználói név: hallgatok Jelszó: geta5
Oktatási web oldal: biophys.med.unideb.hu
Felhasználói név: hallgatok Jelszó: geta5
TANKÖNYVEK
2006
Kötelező tankönyv Debreceni Egyetem Semmelweis Egyetem Pécsi Egyetem
2008 2009
A fény természete: sebessége vákuumban: c = 3 108 m/s más anyagokban: v = c/n, (l= c/f ) ahol n az anyag törésmutatója A XIX. század vége: elektromágneses hullám olyan transzverzális hullám, mely fénysebességgel (c) terjed és két komponense van (elektromos és mágneses)
A hullámtermészet bizonyítéka: interferencia jelenségek A XX. század eleje: részecske (foton) E = hf, ahol h = Planck állandó = 6.63 10-34 Js a részecsketermészet bizonyítéka: fotoelektromos jelenség
Interferencia: a hullámokra jellemző. Kétréses kísérlet
Erősítés: a hullámok fázisban vannak 2 1 0 -1 -2 0
2
4
6
8
10
x
Kioltás: a hullámok nincsenek fázisban 1
erősítés: világos kioltás: sötét erősítés
0.5 0
gyengítés -0.5 -1
A hullámelmélettel összhangban váltakozó fényes és sötét csíkok láthatók. Az intenzitás eloszlás a részecske elmélet jóslata szerint (egy fényes folt középen).
0
2
4
6 x
interferáló hullámok eredő hullám
8
10
A fotoelektromos jelenség csak a fotonelmélettel értelmezhető 700 nm, Efoton=1.77 eV
A kilökött fotoelektronok kinetikus energiáját elektromos tér segítségével mérik.
550 nm, Efoton=2.25 eV
400 nm, Efoton=3.1 eV
nincs fotoelektron
vel=2.96·105
1 2 mv eU 2 fotonenergia
fotoelektron kinetikus energiája
2.25 eV
0.25 eV
-0.25V
3.1 eV
1.1 eV
-1.1V
m/s
+
_ vel=6.22·105 m/s
„stop” potenciál
• A hullámelmélet szerint a fotoelektronok kinetikus energiája arányos a fény intenzitásával. • Mivel nem ez a helyzet, a fotonelméletet kell a fotoelektromos jelenség magyarázatára használni.
U
kálium elektród, 2 eV kell egy elektron kiléptetéséhez A=2 eV (A – kilépési munka) 400 nm
„stop” potenciál
áramerősség
hf A Eel ,kin
1 A mv2 2
magas intenzitású fény 550 nm alacsony intenzitású fény
potenciálkülönbség
Anyaghullámok • az elektromágneses sugárzásnak egyaránt vannak hullám és részecske tulajdonságai • a klasszikusan részecsketermészetűnek tekintett elektronnal Davisson és Germer interferenciát hozott létre → az elektronnak hullámtermészete is van
• minden elemi részecske bizonyos tulajdonságait csak hullámként való modellezésével lehet értelmezni • az elemi részecskékhez hozzárendelhető egy hullámhossz, az ún. de Broglie hullámhossz: Planck állandó h
l
p
impulzus
Az elektron de Broglie hullámhossza:
6.63 1034 Js 0.000729 729000 m nm 31 9.110 kg v v v
Az elektromágneses spektrum
400 nm
750 nm
