UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora

Plano de Ensino

Disciplina: FIS105 - FÍSICA APLICADA À BIOCIÊNCIAS

Créditos: 4

Departamento: DEPTO DE FISICA /ICE

Ementa Noções básicas sobre ondas eletromagnéticas; luz, visão e algumas aplicações de ondas eletromagnéticas em biologia; interferência e difração; campo magnético e elétrico em biologia; a física da audição; alguns aspectos físicosda respiração e circulação; estudo da célula do ponto de vista da física; física atômica e nuclear e suas aplicações à biologia.
Conteúdo 1 - Revisão de conceitos de mecânica e termodinâmica
a) Noções sobre movimento uni-dimensional e tri-dimensional;
b) Energias Cinética e Potencial;
c) Trabalho e energia;
d) Forças conservativas e dissipativas;
e) Transformações da energia;
f) Energia térmica e movimento Browniano;
g) Calor e Primeira Lei da Termodinâmica;
h) Processos de transformações de energia bioquímicas;
2- A física da audição e da fala
a) Ondas mecânicas e descrição matemática de onda;
b) Princípio da Superposição e Teorema de Fourier;
c) Ondas Estacionárias e modos normais;
d) Batimento;
e) Reflexão, refração absorção e ecos;
f) Interferência, difração e ressonância;
g) Ouvido humano;
h) Audição de alguns animais;
i) Fonação;
j) Infrassom e ultrassom;
k) Ultrassom, com efeito, Doppler;
l) ultrassom cleaners.
3- Noções básicas sobre ondas eletromagnéticas
a) Descrição matemática de uma onda;
b) Descrição de uma onda plana;
c) Ondas escalares e vetoriais;
d) Ondas eletromagnéticas;
e) Espectro eletromagnético;
f) Índice de refração, dispersão, Lei de Lambert-Beer;
g) Polarização, plarímetro, Lei de Malus;
h) Taxa de absorção específica;
i) Princípio de funcionamento de laser e suas principais características e algumas aplicações.
4- Luz, visão e algumas aplicações de ondas eletromagnéticas em biologia
a) A natureza da luz e ilusão visual;
b) Olho humano e de alguns insetos;
c) As cores;
d) Fotografia;
e) Noções de microscopia;
f) Oxímetro;
g) Pinça óptica;
h) Espectrômetro, absorbância, turbidez e espalhamento e sua aplicação na biologia.
5- Interferência e difração
a) Experiência de Young e sua descrição matemática;
b) Descrição qualitativa da interferência em película delgada;
c) Interferômetro e sua aplicação em biologia;
d) Interferência de N fontes;
e) Descrição qualitativa dos efeitos da difração;
f) Rede de difração;
g) Holografia.
6- Alguns aspectos físicos da respiração e circulação
a) Introdução às propriedades dos fluidos;
b) Pressão
c) Noções de hidrodinâmica;
d) Viscosidade;
e) Número de Reynolds;
f) Embolia gasosa;
g) Introdução à respiração e fatores que influenciam o sistema respiratório;
h) Propriedades químicas e físicas do sangue;
i) O sistema circulatório do ser humano.
7- Estudo da célula do ponto de vista da física
a) Tipos e ligações químicas: ligação iônica, covalente, ponde de hidrogênio e Van Der Walls;
b) Algumas propriedades macroscópicas da água: tensão superficial, viscosidade, capilaridade, calor de vaporização, calor específico;
c) Algumas propriedades microscópicas da água: raio iônico e raio de hidratação;
d) Difusão;
e) Potencial químico e osmose;
f) Função renal;
g) Potencial de membrana;
h) Contração muscular.
8- Física atômica e nuclear e suas aplicações à biologia
a) Radiação de corpo negro;
b) Eleito fotoelétrico;
c) Efeito Compton;
d) Modelo atômico;
e) Relação entre massa e energia;
f) Estrutura do núcleo;
g) Mecanismo da desintegração nuclear- radiatividade;
h) Contador Geiger;
i) Proteção radioativa;
j) Algumas aplicações da radioatividade em biologia.
Bibliografia ALBERTS, B. et al. Biologia Molecular da Célula. 4a ed. Porto Alegre: Editora Artmed. 2004.
BATSCHELET, E. Introdução à Matemática para Biocientistas. EDUSP, SP, 1978.
DURAN, J. E. R. Biofísica Fundamentos e aplicações, São Paulo: Prentice Hall, 2003.
OKUNO, E. et al. Física para Ciências Biológicas e Biomédicas. São Paulo: Harbra, 1992.
WEISS, F.T. Celular Biophysics. Vol. 1, Transport. MIT Press. Massachusets: Cambridge,1996.

RECOMENDADA:
GUYTON, A.C. Tratado de Fisiologia Médica. Editora Guanabara Koogan.
SEARS, ZEMANSKY & YOUNG. Física. Vol. 3. 3 ed.. São Paulo: Addison Wesley, 2006.

Bibliografia (continuação)
Bibliografia complementar Em aberto
Voltar