Předmět: Fyzikální pole v lékařské diagnostice a terapii

» Seznam fakult » FZS » KFY
Název předmětu Fyzikální pole v lékařské diagnostice a terapii
Kód předmětu KFY/FDT
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Magisterský
Rok studia nespecifikován
Semestr Zimní
Počet ECTS kreditů 3
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Erhart Jiří, prof. Mgr. Ph.D.
  • Márton Pavel, Ing. Ph.D.
Obsah předmětu
Přednášky: 1. Pole molekulárních sil - meziatomové síly a jejich projevy, difuze, viskozita, osmóza, roztoky a směsi kapalin a plynů. Povrchové napětí a kapilární jevy. 2. Teplotní pole - vedení tepla, konvekce a vyzařování, skupenské teplo. Záření černého tělesa - Planckův vyzařovací zákon, Stefan-Boltzmannův zákon. 3. Tlakové pole - mechanická deformace a napětí, Hookův zákon, proudění vazké tekutiny, Hagen-Poisseuilleův zákon, turbulentní proudění. Materiály s tvarovou pamětí. Hydrostatický tlak. 4. Mechanická vlna v materiálovém prostředí - pole akustického tlaku, hladina akustické intenzity, šíření zvuku, práh slyšitelnosti a bolesti. 5. Ultrazvuk a jeho vlastnosti - blízké a vzdálené pole, frekvence a vlnová délka, energie ultrazvukové vlny, absorpce, akustická impedance a přizpůsobení. 6. Elektrické statické pole, energie pole. Elektrické proudy v látkách, vodivost vodičů, polovodičů a izolantů, elektrolýza, zákony elektrolýzy, elektrické články (baterie), elektroforeza. 7. Polarizace dielektrik, kondenzátor, piezoelektřina, pyroelektřina a feroelektřina, elektrostrikce, hysterezní smyčka, dielektrické ztráty, generace ultrazvuku pomocí piezoelektrických látek. 8. Magnetické pole - indukce a intenzita pole, Lorentzova síla, elektromagnetická indukce. 9. Magnetické pole v látkách - paramagnetismus, diamagnetismus, feromagnetismus, magnetostrikce, permanentní magnety, energie magnetického dipólu ve vnějším poli. Magnetická jaderná rezonance. 10. Elektromagnetické vlny - světlo a jeho vlastnosti, odraz a lom, polarizace, disperze, interference, koherence. 11. Kvantování elektrických a magnetických vlastností - model atomu, kvantová čísla, obsazovací pravidla - Pauliho vylučovací princip, Hundovo pravidlo, Mendělejevova tabulka prvků. 12. Záření - IČ, UV, mikrovlnné, viditelné, RTG a gama. Zdroje světla - zářivky, výbojky, lasery. Fotometrie, fotoelektrický jev. 13. Jaderné síly - jaderný rozpad, ionizující záření, alfa-částice, proton, neutron, pozitron a elektron. Rozpadový zákon, izotopy, vazebná energie, štěpení a fůze. 14. Dávka a ekvivalentní dávka záření, zdroje ionizujících částic, urychlovače částic, principy dosimetrů - filmový, Geiger-Müllerova trubice, scintilační detektor. Ochrana před ionizujícím zářením, polotloušťka. Cvičení: 1. Povrchové napětí, kapilární jevy. 2. Vedení tepla, vyzařování. 3. Mechanické tlaky, viskozní tekutiny. 4. Akustika. 5. Ultrazvuk. 6. Elektrický proud, elektrolýza. 7. Elektrické pole v látkách, kondenzátory, piezoelektřina. 8. Magnetické síly a pole. 9. Magnetické pole v látkách. 10. Světlo, odraz a lom. 11. Fotometrie, spektrometrie. 12. Jaderný rozpad.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování)
  • Účast na výuce - 28 hodin za semestr
Výstupy z učení
Předmět seznamuje studenty s nejdůležitějšími vlastnostmi fyzikálních polí využívaných pro biofyzikální diagnostiku a terapii. Obsahem předmětu je zejména elektrické, magnetické a elektromagnetické pole, ultrazvuk a různé druhy záření.
Zvládnutí základů fyziky ve vybraném rozsahu.
Předpoklady
Předmět Fyzikální pole v lékařské diagnostice a terapii navazuje na předměty z bakalářského studijního oboru Biomedicínská technika Fyzika 1, Fyzika 2.

Hodnoticí metody a kritéria
Písemná zkouška

Prezenční výuka - Podmínkou zápočtu je aktivní účast na cvičeních a absolvování závěrečného testu. Zkouška je písemná. Distanční výuka - Podmínkou zápočtu je aktivní účast na on-line cvičeních, úspěšné absolvování testů. Zkouška je písemná, požadovaná je znalost odpřednášené látky. Testy a zkouška on-line s pomocí Google Meet a elearning.tul.cz.
Doporučená literatura
  • BENEŠ, Jiří, Jaroslava KYMPLOVÁ a František VÍTEK. Základy fyziky pro lékařské a zdravotnické obory: pro studium i praxi. Praha: Grada, 2015. ISBN 978-80-247-4712-5.
  • HALLIDAY, D., RESNICK, R., WALKER, J. Fyzika, část 1-4. Praha: Prometheus, 2000. ISBN 81-7196-213-9.
  • HORÁK, Z., KRUPKA, F. Fyzika, Sv. 1 a 2. SNTL Praha, 1976.
  • NAVRÁTIL L., ROSINA J. a kol. Medicínská biofyzika. Praha: GRADA. Grada, 2005. ISBN 80-247-1152-4.
  • SEDLÁK, B., ŠTOLL, I. Elektřina a magnetizmus. Praha: Academia, 2002.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr
Fakulta: Fakulta zdravotnických studií Studijní plán (Verze): Biomedicínské inženýrství (14) Kategorie: Speciální a interdisciplinární obory 1 Doporučený ročník:1, Doporučený semestr: Zimní