Sadržaj predmeta

Fizika i biofizika

Šifra:

84278

Kratica:

FIZ2011

Visoko učilište:

Veterinarski fakultet

ECTS bodovi:

5.0

Opterećenje:

38(V) + 16(P)

Nositelji:

izv. prof. dr. sc. Selim Pašić

Izvođači:

Nato Popara (V)

izv. prof. dr. sc. Selim Pašić (V, P)

Opis predmeta:

Cilj predmeta: Program nastave iz fizike složen je s ciljem da se studentima veterinarske medicine prikaže i objasni biološke procese i građu bioloških sistema na molekularnoj razini, na temelju poznavanja osnovnih fizikalnih zakona. Za to se rabe jednostavni modeli u proučavanju metaboličkih procesa i djelovanja živog organizma s okolinom. Oni se osnivaju s jedne strane na saznanjima o načelima prijenosa energije i tvari unutar bioloških sistema, a s druge stranke na djelovanju vanjskih izvora energije na biološki sistem. Zadatak je nastave da upozna studene sa znanjima iz fizike te da im na primjerima, u nastavi, približi način razmišljanja kojim se to znanje primjenjuje u veterini. Praktične vježbe imaju zadaću uputiti studenta u osnovne vještine rukovanja jednostavnim mjernim uređajima, koje će kasnije sretati u praksi. Sadržaj predmeta: Uvod (Mjerne jedinice i SI sustav. Mjerenje i pogreške mjerenja, skalari i vektori, značaj fizike u (veterinarskoj medicini), Mehanika (Brzina i akceleracija (linearna i kružna). Količina gibanja, Newtonovi aksiomi, centripetalna i centrifugalna sila. Princip rada (ultra) centrifuge. Trenje. Rad. Snaga. Energija. Zakon očuvanja energije. Zakretni moment. Poluga i zakon poluge. Elastičnost, plastičnost i visokoelastičnost tkiva.) Fluidi (Vlak i tlak. Hidrostatski i hidraulički tlak. Uzgon. Arhimedov zakon. Napetost površine i kapilarnost. Idealni fluid. Bernoullijeva jednadžba. Zakon očuvanja volumnog toka (protoka). Primjena zakona protoka idealnog fluida na krv i krvožilni sustav. Realan fluid. Viskoznost i viskozimetri. Hidraulički otpor. Protok realnog fluida. Krv kao realan fluid. Vlažnost zraka), Toplina (Temperatura i toplinsko gibanje. Termičko rastezanje čvrstih i tekućih tvari. Anomalno toplinsko širenje vode i živi svijet. Unutarnja energija i toplina. Zakoni termodinamike. Stacionarno i stanje termodinamičke ravnoteže. Entropija i vremenska strijela. Toplinski kapacitet. Agregatna stanja. Kalorična vrijednost hrane. Mehanizmi prenošenja topline. Prelaženje topline), Titranje i valovi (Titranje i energija slobodnog oscilatora. Gušeni i prisilni oscilator. Energija gušenog oscilatora. Rezonancija. Definicija vala i osnovnih pojmova (valna duljina, brzina vala, intenzitet, tipovi valova). Interferencija valova.), Akustika (Zvuk kao longitudinalni val. Veza između fizičkih veličina zvuka i njihovih fizioloških efekta: intenzitet zvuka - glasnoća, frekvencija - visina tona, spektralna karakteristika zvuka - boja tona. Nivo intenziteta (dB). Visina, boja i intenzitet zvuka. Brzina, apsorpcija i refleksija zvuka. Zvučna impedancija. Echo zvuka i njegova i njegova primjena u ultrazvučnoj medicinskoj dijagnostici. Dopplerov efekt i mjerenje brzine.), Optika (Spektar elektromagnetskog zračenja. Svjetlost kao elektromagnetski val. Zakon refleksije i tipovi refleksije. Lom svjetlosti. Disperzija svjetlosti. Beer-Lambertov zakon apsorpcije. Leće i njene karakteristične točke. Konstrukcija slike leća. Pogreške sfernih leća. Mikroskop. Razlučivanje. Stvaranje slike u oku. Vidne stanice oka i njihova spektralna svojstva.), Elektricitet i magnetizam (Električni naboja. Coulombov zakon. Električno polje i potencijal. Rad u električnom polju. Žive stanice i električno polje. Biološki potencijal. Model biološke membrane. Električni dipol. Zašto je voda izvor života. Kondenzator. Električna struja. Ohmov zakon. Kirchhoffovi zakoni. Fiziološki učinci električne struje na organizam. Zakon električnog otpora. Električni otpor ljudskog tijela. Magnetsko polje. Magnetski tok. Elektromagnetska indukcija te njena primjena u terapijske svrhe u medicini), Građa materije (Struktura atomske jezgre. Izotopi. Struktura atoma. Apsorpcija, spontana i stimulirana emisija zračenja. Laser. Molekula i molekulske veze. Ionizirajuće zračenje. Radiaktivnost (alfa, beta, gama zračenje). Zakon radioaktivnog raspada (vrijeme poluraspada, vrijeme polueliminacije radioaktivnosti iz organizma), x zračenje, interakcija ionizirajućeg zračenja s materijom, apsorpcija iks i gama zračenja. Radioaktivnost i živa bića. Detektori ionizirajućeg zračenja.). Sustav ocjenjivanja: Elementi ocjenjivanja 1. prisutnost na predavanjima 2. prisutnost na vježbama 3. aktivnost na vježbama 4. kontinuirana provjera znanja 5. završni ispit Prisutnost na predavanju Za prisutnost na jednom satu predavanja student ostvaruje 0.375 bodova. Tijekom turnusa student mora biti prisutan na 8 sati predavanja kako bi ostvario 3 minimalna boda (8 sati x 0.375 bodova/sat = 3.00 boda). Iz ovog elementa ocjenjivanja moguće je sakupiti maksimalno 6 bodova (16 sati x 0.375 bodova/sat = 6.00 bodova). Prisutnost na vježbama Za prisutnost na jednom satu vježbi student ostvaruje 0.316 bodova. Tijekom turnusa student mora biti prisutan na 26 sati vježbi kako bi ostvario 8 minimalnih bodova. Iz ovog elementa ocjenjivanja moguće je sakupiti maksimalno 12 bodova (38 sati x 0.316 bodova = 12.00 bodova). Aktivnost na vježbama Student mora biti pripremljen za svaki zadatak prema metodskim jedinicama. Za vrijeme laboratorijskih vježbi student mora izvršiti predviđene zadatke te obraditi izmjerene podatke. Ukoliko je student sve obveze na praktikumu izvršio na vrijeme dobiva maksimalno 0.833 boda po odrađenoj laboratorijskoj vježbi. Ukupan maksimalni broj bodova iz ovog elementa je 12 vježbi x 0.833 = 10 bodova, a minimalan je 5 bodova. Kontinuirana provjera znanja a) Kolokvij iz mjernih jedinica. Do kraja semestra biti će organiziran redovni kolokvij iz mjernih jedinica sa 12 zadataka. Svaki točan zadatak nosi 0.5 boda. Maksimalan broj bodova je 12 x 0.5 boda/zadatak = 6 bodova. Minimalni broj bodova je 4. b) Kolokviji na praktikumu se sastoje od kolokvija iz obrade podataka, koji se piše na samom početku praktikuma, te od ulaznih kolokvija, koji se pišu na početku svake naredne laboratorijske vježbe (12 puta). Svaki kolokvij čini 5 pitanja, a točan zadatak nosi 0,4 boda. Pitanja za svaki ulazni kolokvij su vezana za nastavne jedinice i zadatke koje student treba izvršiti na vježbi koju radi taj dan. Svaki kolokvij nosi maksimalno 5 zadatka x 0,4 boda/zadatak = 2,0 bodova. Ukupan maksimalan broj bodova iz svih kolokvija na praktikumu uključujući i kolokvij iz obrade podataka je 13 kolokvija x 2.0 boda/kolokvij = 26 bodova. Student iz svih kolokvija na praktikumu mora minimalno skupiti 16 bodova. Student koji ne ostvari tijekom turnusa minimalni broj bodova iz ovih elemenata ocjenjivanja (minimalnih 4 boda iz kolokvija mjernih jedinica i minimalnih 16 bodova iz kolokvija na praktikumu) ima pravo na 3 popravna kolokvija koji će se održati tijekom tekuće akademske godine. Popravni kolokvij mogu biti: a) kolokvij iz mjernih jedinca i b) kolokviji na praktikumu, koji obuhvaća gradivo svih laboratorijskih vježbi, koje je student radio, bez kolokvija iz obrade podataka. Na popravni kolokvij nemaju pravo studenti koji nisu ostvarili u tijeku nastave minimalni broj bodova iz prva dva elementa ocjenjivanja: iz prisutnosti na predavanjima i iz prisutnosti na vježbama. Ukoliko student nema minimalan broj bodova iz aktivnosti, ima pravo usmeno odgovarati sve vježbe koje je radio na praktikumu, i na osnovi toga mu se određuje novi broj bodova iz aktivnosti. Završni ispit Student mora ostvariti minimalni broj bodova iz svakog elementa ocjenjivanja zasebno da bi ostvario pravo izlaska na završni ispit. Završni ispit je pisani i sastoji se od 20 zadataka, od toga najviše 40% čine računski zadaci. Svaki točan zadatak nosi 2 boda. Maksimalan broj bodova na završnom ispitu je 40 bodova Minimalan broj bodova na završnom ispitu je 24 boda. Zaključivanje ocjene Završna ocjena izračunava se na temelju ukupnog zbroja bodova iz svih 5 elemenata ocjenjivanja prema priloženoj tablici. Ocjena dobivena zbrojem svih 5 elemenata ocjenjivanja je konačna. Bodovi za zaključivanje ocjene Bodovi Ocjena do 59 1 (F) 60-68 2 (E) 69-76 2 (D) 77-84 3 (C) 85-92 4 (B) 93-100 5 (A) Nakon uspješnog svladavanja kolegija student će biti sposoban: - objasniti fizikalne osnova bioloških procesa na molekularnoj razini - razlikovati mehanizame djelovanja bioloških sustava na temelju poznavanja osnovnih fizikalnih zakona uz pomoć jednostavnih modela - opisati načine prijenosa energije i tvari unutar organizma i pri njegovoj interakciji s okolinom - razjasniti djelovanje vanjskih izvora energije na organizam životinje - povezati zakone fizike s principima rada osnovnih dijagnostičkih metoda - rukovati jednostavnim mjernim instrumentima - analizirati izmjerene podatake pomoću jednostavnog računa pogrešaka

Jezici izvođenja nastave:

Hrvatski

Obavezna literatura:

1. 1. S. Pašić: Pripreme za praktikum iz fizike za studente veterinarske medicine, recenzirani Web priručnik. 2. Hilyard, H.C. Biggin: Fizika za biologe, Školska knjiga, Zagreb, 1984. ili 1989. 3. D.M. Burns, S.G.G. McDonald: Fizika za biologe i medicinare, Školska knjiga, Zagreb,1980. 4. Interna skripta (Predavanja, Uvod u mjerenje i obradu rezultata, Preračunavanje mjernih jedinica, Skalari i vektori, Pripreme za dio laboratorijskih vježbi), web stranica kolegija na lms.vef.hr.

Preporučena literatura:

2. 1. N. Maltar Strmečki, D. Žilić, A. Pavić Grego: Vježbe iz fizike i biofizike, Element, Zagreb, 2014. 2. J. N. Herak: Osnove kemijske fizike; Zagreb, Farmaceutsko-biokemijski fakultet, 2001. (Udžbenici Sveučilišta u Zagrebu = Manualia Universitatis studiorum Zagrabiensis) 3. J. Brnjas Kraljević: Fizika za studente medicine, I dio, 2001., Zagreb, (Udžbenici Sveučilišta u Zagrebu = Manualia Universitatis studiorum Zagrabiensis)

Predmet u nastavnom programu:

Šifra studija	Naziv studija	Razina studija	Semestar izvođenja	Obavezni/Izborni
1	Veterinarska medicina	integrirani prijediplomski i diplomski	1	obavezni

* predmet se ne predaje u tom semestru

Legenda

P - Predavanje

V - Laboratorijske vježb