Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Fizyka i biofizyka I
Koordynator przedmiotu:
prof. nzw dr hab. Krystyna Pękała
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Biotechnologia
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
brak
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
8
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. godziny kontaktowe 90h, w tym: a) obecność na wykładach 60h, b) obecność na ćwiczeniach 30h 2. zapoznanie się ze wskazaną literaturą 30h 3. przygotowanie do kolokwium 30 h 4. przygotowanie do egzaminu, obecność na egzaminie 50 h Razem nakład pracy studenta: 200 h, co odpowiada 8 punktom ECTS.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1. obecność na wykładach 60 h 2. obecność na ćwiczeniach 30h Razem: 90h , co odpowiada 3 punktom ECTS.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
0
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład60h
  • Ćwiczenia30h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
brak
Limit liczby studentów:
brak
Cel przedmiotu:
Zapoznanie studenta z podstawami mechaniki klasycznej i relatywistycznej, fizyki statystycznej, elektromagnetyzmu w zakresie przydatnym do formułowania i rozwiązywania prostych zadań w dziedzinie biotechnologii.
Treści kształcenia:
Wykład: 1. Wstęp. Podstawowe oddziaływania występujące w przyrodzie. Definicje podstawowych jednostek fizycznych. 2. Elementy kinematyki i dynamiki. Wektory i skalary Ruch postepowy punktu materialnego. Zasady dynamiki. Ruch obrotowy, moment bezwładności. Siła, praca, energia potencjalna. Prawa zachowania energii, pędu i momentu pędu. Elementy szczególnej teorii względności. 3. Drgania i ruch falowy Ruch harmoniczny prosty, drgania. Prawo Hooke’a, Sprężystość tkanek. Drgania tłumione, zjawisko rezonansu. Rodzaje fal, interferencja i spójność, dyspersja. Klasyczne równanie falowe. Ultradzwiękowe metody badania tkanek. 4. Statyka i dynamika cieczy i gazów Przepływ laminarny i turbulentny. Równanie ciągłości cieczy. Ciecz idealna i ciecz lepka. Równanie Bernouliego i jego zastosowania. Biofizyka układu krążenia. 5. Elementy fizyki statystycznej. Mikroskopowy model gazu doskonałego. Rozkład Maxwella prędkości cząsteczek. Rozkład Boltzmana, czynnik Boltzmanowski w biofizyce. Sedymentacja. Elementarna teoria kinetyczna procesów transportu (dyfuzja, lepkość, przewodnictwo cieplne). 6. Elektryczność i magnetyzm. Pole elektryczne, natężenie i potencjał. Dipol elektryczny. Prawo Gaussa i Poissona. Pojemność elektryczna. Energia pola elektrycznego. Własności dielektryków. Pole magnetyczne. Ruch cząsteczek naładowanych w polu magnetycznym i elektrycznym. Własności elektryczne komórek i tkanek. Elektrofereza, spektrometr masowy. Prawo Ampera. Indukcja elektromagnetyczna i prawo Faradaya. Własności magnetyczne ciał stałych i substancji biologicznych: diamagnetyzm, paramagnetyzm, ferromagnetyzm.. Równania Maxwella. Wytwarzanie i rozchodzenie się fal elektromagnetycznych. 7. Prąd elektryczny. Prawo Ohma i prawa Kirchhoffa. Przewodnictwo elektryczne. Przepływ ładunku przez błony. Obwody prądu zmiennego. Impedancja komórek i tkanek. Przewodzenie impulsów nerwowych. Ćwiczenia: 1. Działania na wektorach. Kinematyka punktu materialnego. 2. Dynamika punktu materialnego i bryły sztywnej. 3. Energia i praca, zasady zachowania energii, pędu i momentu pędu 4. Energia i pęd w mechanice relatywistycznej. 5. Drgania proste i wymuszone. 6. Rozkład Maxwella-Boltzmanna, wartości średnie 7. Pole elektryczne w próżni i dielektrykach. Prawo Gaussa. 8. Potencjał elektryczny, pojemność, energia pola 9. Pole magnetyczne. Prawo Ampera. 10. Ruch ładunków w polu elektrycznym i magnetycznym 11. Indukcja elektromagnetyczna. 12. Obwody stałego i zmiennego prądu elektrycznego
Metody oceny:
ćwiczenia: sprawdziany pisemne, wykład: egzamin
Egzamin:
tak
Literatura:
1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki, t. 1-4, PWN 2005. 2. J. Orear, Fizyka, t. 1-2, PWN. 3. W. Bogusz, J. Garbarczyk, F. Krok, Podstawy Fizyki, Oficyna Wydawnicza PW. 4. F. Reif, Fizyka statystyczna, PWN. 5. J. Gomulkiewicz, Wybrane wykłady z Biofizyki, Oficyna Wyd. Politechniki Wrocławskiej. 6. K. Dołowy, Biofizyka, Wyd. SGGW. 7. A. Pilawski, Podstawy biofizyki, PWL.
Witryna www przedmiotu:
brak
Uwagi:
brak

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W01
Ma podstawową wiedzę z zakresu fizyki, w tym mechaniki ogólnej, mechaniki płynów, fizyki statystycznej i elektromagnetyzmu
Weryfikacja: egzamin, kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W01, K_W02, K_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka W02
Ma podstawową wiedzę na temat procesów fizycznych zachodzących w organizmach żywych
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W01, K_W02, K_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U01
Potrafi rozwiązywać proste problemy z zakresu mechaniki, elektromagnetyzmu, fizyki statystycznej, posługując sie poznanymi prawami fizyki ,w szczególności równaniami ruchu, równaniami Maxwella w odpowiedniej formie, funkcją rozkładu Maxwella i Boltzmanna, stosując odpowiednie narzędzia matematyczne .
Weryfikacja: egzamin, kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U11
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka U02
Rozwiązuje proste zagadnienia z dziedziny biofizyki, korzystając z podstawowych praw fizyki w dziedzinie mechaniki, fizyki płynów, elektromagnetyzmu
Weryfikacja: egzamin, kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U11 , K_U12
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka U03
Potrafi korzystać przy rozwiązywaniu prostych zagadnień z zakresu biotechnologii z narzędzi matematycznych i wymaganej wiedzy fizycznej
Weryfikacja: egzamin, kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U11
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K01
Potrafi pracować samodzielnie mając świadomość konieczności stałego pogłębiania wiedzy
Weryfikacja: egzamin, kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K06
Powiązane charakterystyki obszarowe: