1.Lichide reale. Viscozitatea.Formula Viscozitatea.Formula lui Newton. Coeficientul de viscozotate, unitati de masura in[Si] si in practica medicala.
opun deplasarii relative a Lichidele reale in lichidele reale fortele de atractie intermoleculare se opun moleculelor vecine Viscozitatea! frecare interna a lechidelor,proprietate caracteristica lichidelor in timpul curgerii. Formula lui Newton Forta de frecare (F) dintre straturile fluidului in curgere sub forma de
lamee par lam paralel alelee (lam (lamina inara) ra) este pro propor portio tional nalaa cu sup suprafa rafata ta de Con Contac tactt (S ) di dint ntre re str strat aturi uri si ∆v/ ∆x: grad gr adie ient ntul ul de vi vite teza za ∆v/ Expresia fortei de frecare este data de formula lui e!ton:
("#$) in care % este coeficientul de viscozitate absoluta - o - o constanta caracteristica fluidului.
Coefic Coeficien ientul tul de viscoz viscozita itate te &aca in relatia (".$) vom presupune
vom primi
Prin urmare coefcientul de viscozitate absoluta este numeric egal cu orta de recare pe care o exercita un strat mono-molecular din interiorul unui uid asupra altui strat mono-molecular (ambele egale ca supraata cu unitatea si paralele cu directia de curgere), cind gradientul vitezei relative este unitar. unitar .
este Pa*s *s,, care "nitati de masura in S# si in practica medicala 'nitatea de viscoitate in * este Pa este este de $+ ori mai mar unitatea in sistemul tolerat C, numita poise dupa numele mare decit unitatea savantului Po savantului Pois iseu euil ille le.. -ractic se foloseste submultipli poiseului numit centipoise (lc-+,+$-
2. &eterminarea coeficientului de viscoitate prin metoda lui st!ald. &educerea
formulei de lucru, lucru, utiliind legea lui -oiseuille -oiseuille..
Determinarea Determinarea vascozitatii unui licid prin metoda relativa se eectueaza cu a!utorul vascozimetrului lui "st#ald. Dispozitivul reprezinta un tub de sticla in orma de $, care poarta in ambele ramuri cate un rezervor la nivele dierite, intre ele tubul avand % parte capilara
coe ficientuli de viscoitate prin &. 0egea lui to1es. &eterminarea coeficientuli metoda lui to1es. &educerea formulei de lucru
coe ficientuli de viscoitate prin &. 0egea lui to1es. &eterminarea coeficientuli metoda lui to1es. &educerea formulei de lucru
'. 2plicatii 2plicatiile le viscoimetriei in practica medicala.
3. -roducerea ultrasunetelor (surse de ultrasunete). 'ltrasunetele sunt vibratii mecanice ale particulelor unui mediu elastic ela stic ce se propaga in spatiu sub forma de unde longitudinale frecvanta carora este cuprinsa intre 45$+67 si $+$+7. $roducerea ultrasunetelor producerea ultrasunetelor se realizeaza cu ajutorul dispozitivelor numite transductoare de tip piezoelectric sau magnetostrictiv.
Efectul pieoelectric direct consta in aparitia direferentii de potential electric pe fetele unor cristale, sub actiunea unei presiuni din exterior. 8ransductorul pieoelectric se baeaa pe efectul piezo!electric invers, ce consta in deformarea elastica a unor cristale la aplicarea unei diferente de potential intre fetele lor. 2stfel de cristale pot fi:cuartul, sarea egnette, unele materiale ceramice. 8ransductorul magnetostrictiv se baeaa pe modificarea dimensiunilor unui corp fieromagnetic situat intrun cimp magnetic exterior. transductorul magnetostrictiv este construit dintro bara fieromagnetica plasata in interiurul unui solenoid, alimentat de curent electric alternativ.9ara se dilata cind curentul electric din solinoid
atinge valori maxime si revine a dimensiunile initiale cind valorile intesnitatii curentului devin nule.
. ;eceptionarea ultrasunetelor. 'ltrasunetele sunt vibratii mecanice ale particulelor unui mediu elastic ce se propaga in spatiu sub forma de unde longitudinale frecvanta carora este cuprinsa intre 45$+67 si $+$+7. %eceptionarea ultrasunetelor receptionarea ultrasunetelor se face cu un dispoitiv (receptor de ultrasunete) care functioneaa in baa efectului pieoelectric direct .Undele ultrasonore duc la polarizarea cristalului piezoelectric si ca urmare la generarea cimpului electric alternativ.
. Efecte fiice ale ultrasunetelor . Cavitatia ursele de ultrasunete pot emite oscilatii de energii colosabile (pina la 4+
ruperi locale ale lichidului cu aparitia unor cavitati initial vidate, dar care se umplu rapid cu gae rarefiate (provenite din gaele diolvate) sau se pot forma vaporii lichidului(implozia) &ispersia2re loc la intensitati si frecvente foarte mari.*radierea cu ultrasunete permite formarea unor sisteme de dispersie emulsii, aerooli, hidrosoli.Efectul are loc fiindca particulele substantei oscileaa cu amplitudene diferita.'nda de soc farimitesa particulele lichidului. $recipitarea fenomen invers dispersiei. 2pare la intensitati mici ale ultrasunetelor.2runci cind particulele lichidului se unesc si formeaa particule mai mari care se &e'azarea cavitatile relativ stabile se unesc si se ridica la suprfata lichidului,emitind gae diolvate
Efectele termice ridicarea temperaturii tesuturilor datorita transformarii energiei ultrasonore in caldura Efectele electrice in cavitati apar diferente de potential electric intre peretii lor si pot produce dascarcari electrice in gaele diolvate.
Efectele optice constau in modifcarea indicelui de reractie al substantei ca rezultat al comprimarii si dilatatii succesive a mediului in care se propaga undele ultrasonore.
Efectele chimice depind de temperatura mediului si concentratia substantei. unt legate de cavitatie, constind in declansarea sau accelerarea unor reactii cimice
=. Efecte biologice ale ultrasunetelor . Efectele biologice depind de caracteristicile undei ultrasonore intensitate, frecventa, doza. &in punct de vedere al efectelor biologice ultrasunetele au fost conventional diviate in trei grupe: de intensitate mica (+,3#$.3 schimbari morfologice producindu#se numai modificari functionale. 2pare un curent citoplasmatic ce stimuleaa procesele fiiologice. 0a intensitati medii curentii citoplasmatici devin puternici si impiedica desfasurarea normala a mecanismelor celulare. e modifica permeabilitatea membranei, insa efectele ramin reversibile. 0a intensitati mari se produc modificari structurale ireversibile. 8esuturile embrionare si in general celulele tinere sunt mai sensibile la iradierea cu ultrasunete decit celulele mature.
?. *mportanta ultrasunetelor pentru practica medicala. &eterminarea viteei singelui (folosind relatia &oppler). *nhalatorul ultrasonor
@odificarea frecventei ultrasunetului se poate calcula cu relatia data de oppler :
in care: f este frecventa cristalului emitator> ∆ f este variatia de frecventa suferita de unda incidenta> v este vitea singelui> c este vitea ultrasunetului in mediul dat> A este unghiul format intre directia fasciculului ultrasonor si directia de deplasare a singelui (axa vasului de singe) &eterminarea viteei de curgere a singelui prin metoda ultrasonora: tiinta medicala poseda o
metoda deosebit de utila pentru masurarea debitului sanguin prin metode ne invaive (fara interventii chirurgicale, substante de contrast sau substante radioactive). @etoda ultrasonora baata pe efectul oppler se explica prin faptul ca daca unda incidenta (ultrasonora) intilneste un mediu (singele, peretele cordului etc.) in miscare, unda reflectata (ecoul) are o alta frecventa decit unda incidenta. #n consecinta se poate determina viteza de miscare a mediului(sin'elui),analizind frecventa undei reflectate de pe hematii.
#N*+L+-%"L "L%+S-N-%
-entru realiarea demonstratiei vom folosi inhalatorul *'#++$B destinat pentru profilaxia si tratamentul sistemului respirator. Constructiv aparatul (Fig.?.3) include trei elemente principale: #blocul electronic ($)> #camera de pulveriare (4)> #transductorul pieoelectric (6). Camera de pulveriare are forma unui pahar cilindric acoperit cu capacul ", prevaut cu tubul de respiratie 3. 0a fundul camerei este incorporat transductorul (element pieoceramic cu efect
pieoelectric pronuntat) in peretele lateral al capacului se afl a trei fante de diferita latime, iar in peretele lateral al camerei un orificiu destinat pentru reglarea f luxului de aerosol, fixind#ul in dreptul fantei respective. Fig. ?.3
9locul electronic include generatorul oscilatiilor electrice cu frecventa de 4,6 @7.
$
2paratul se alimenteaa cu curent alternativ din retea (44+> 3+ 7).
ensiunea superfciala. oefcient de tensiune superfciala. $nitatile de masura a coefcientului de tensiune superfciala in sistemul de unitati si in practica medicala.
*+.
Tensiune superficiala: Fortele de tensiune superficiala iau nastere ca urmare a *nteractiunii
moleculelor la frontiera dintre doua fae, tinind sa micsoree suprafata interfetei. -e fiecare portiune a conturului suprafetei libere, aceste forte actioneaa perpendicular pe contur si tangential la suprafata lichidului. Coeficientul de tensiune superficiala: . @arimea fortei de tensiune superficiala, ce revine la
o unitate de lungime a conturului suprafetei libere a lichidului, este numita co eficient de tensiune superficiala /
Coeficientul de tensiune superficiala se poate defini si prin relatia:
unde !" este variatia energiei libere, iar !S # variatia suprafetei stratului interfaic. ;eulta ca valoarea coeficientului de tensiune (superficiala este egala cu valoarea lucrului mecanic consumat pentru marirea suprafetei libere a lichidului cu o unitate.
Unitati de masura
0enomene capilare. 0ormula lui 1aplace. mbolia gazoasa.
**.
Fenomenele capilare care apar in situatiile in care fortele de adeiune intermoleculara dintre lichid si solid sunt mai puternice decit fortele de coeiune intermoleculare din interiorul lichidului. Capilaritatea poate induce o miscare ascendenta a apei, contrara celei descendente induse de gravitatie.
*2.
3etode de determinare a coefcientului de tensiune superfciala a)metoda ruperii picaturilo(stalagmometrica) b)metoda desprinderii inelului
Metoda relativa(stalagmometrica)
b)metoda desprinderii inelului
$".&eterminare a coeficientului de tensiune superficiala prin metoda desprinderii inelului. deducerea formulei de lucru.
$6.&eterminarea coeficientului de tensiune superficiala prin metoda ruperii picaturilor (metoda stalagmometrica), deducerea formulei de lucru.
*4. mportanta enomenelor de tensiune superfciala in practica medicala
*5.
smoa. -resiunea osmotica. 0egile osmoei.
-smoza &atorita miscarilor de agitatie termica va avea loc difuia solventului din compartimentul cu solutia mai diluata catre cel cu solutia mai concentrata. 2cest tip de difuiune se numeste osmoa. $resiunea osmotica -resiunea necesara pentru a impiedica transportul solventului catre solutie . Le'el osmozei Le'ea concentratiei -resiunea osmotica -os a unei solutii diluate la concentratia constanta este direct proportionala cu concentratia molara C@> -D 85C@, unde D 8 e o constanta care se exprimaa i # *m$mol .
%egea temperaturei: Presiunea osmotica Pos a unei solutii diluate la concentratie constanta este direct proportionala cu temperatura absoluta T: P os=K cT: unde K c este o alta constanta care se e&prima in #-m -' $. !egea lui "an #t $off.
Presiuneunea osmotica nu depinde nici de natura solventului, nici de natura substantei dizolvate, depinzind numai de numarul de particule ( molecule si ioni) in unitate de volum. in legile osmozei rezulta ca presiunea osmotica poate fi calculata conform
legiiMendeleew-Clapeyron P os + v unde -volumul ocupat de solutie, -constanta univ a gazelor, -temp absoluta, v-nr de moli P os+/ 0 , unde / 0 - concentrat molara -entru un amestec de solutii se confirma legea lui alton, conform careia presiunea osmotica totala este egala cu suma presiunilor osmotice a fiecarei solutii in parte, tinind cont ca fiecare substanta diolvata isi are presiunea osmotica proprie, ca si cum s#ar afla singura in intreaga cantitate de solvent.
@asurarea presiunii osmotice. smometrul &utrochet.Criscopul 9ec1man
*.
asurarea presiunii osmotic : &ispoitivele utiliate pentru evidentierea si masurarea presiunii
osmotice se numesc osmometre prin urmare pentru a masura presiunea osmotica a unei solutii e necesar sa punem solutia in contact cu solventulpur printr-o memebrna semipermiabila si sa aplicam o presiune asupra solutiei pentru a impiedica osmoza1
-smometrul &utrochet
Fig .4 *n (Fig. .4) este repreenta osmometrul &utrochet, confectionat dintr#un vas de sticla, al carui fund este inlocuit cu o membrana semipermeabila (veica urinara de porc sau celofan). in partea superioara vasul se prelungeste cu un tub cu diametrul mic, situat pe un cadran gradat in milimetri. *n osmometru se introduce o solutie de ahar pina la nivelul inferior tubului vertical si se scufunda intr#un vas cu apa distilata, care trebuie sa fie la
acelasi nivel cu al solutiei din
interior.0ichidul din
vasul interior va urca incet in tubul capilar.
inaltimea
coloanei determina presiunea osmotica a solutiei.
maxima
a
*
&eplasarea solventului catre solutie inceteaa cind presiuni hidrostatica, aparuta in urma denivelarii cu h, este egala cu presiunsr osmotica a solutiei: P os pgh. Crioscopul /ec0man
&eterminarea punctului crioscopic al solutiei se face cu autorul crioscopului 2ec3man (Fig.."). El este prevaut cu un vas 4 confectionat din sticla, in care se introduce amestecul racitor (gheata si sare). *n acest amestec se introduc doua eprubete din sticla, coaxiale. Eprubeta interioara 4 este prevauta cu doua brate laterale si pe axa cu un dop perforat prin care se introduce in interior termometrul 2ec3man. tratul de aer dintre cele doua eprubete permite o racire lenta a solutiei. tarea de suprafuiune se realieaa agitind cu o bara magnetica ", pusa in miscare de rotatie cu autorul unui magnet 6 in forma de potcoava. @agnetul este fixat pe axa unui motor electric, alimentat la reteaua de curent. 8ermometrul 9ec1man, are o scara redusa, gradata in sutimi de grad. El este prevaut in partea superioara cu un reervor suplimentar cu mercur, oare comunica cu reervorul inferior. @ercurul din acest reervor se foloseste pentru a regla cantitatea de mercur din reervorul inferior, ceea ce este necesar pentru a face posibilaG masurarea variatiei de temperatura in intervalul dorit.
olutii iotonice, hipotonice si hipertonice. Fenomene de turgescenta, plasmolia si hemolia.
*6.
#zotonice la temperature si concentratii molare egale, presiunea osmotica a doua solutii diferite, care au volumul comun, este aceeasi. 2ceste solutii se numesc iotonice.
@ediu cu presiune osmotic mai mica, in raport cu alt mediu se numeste $ipoton, iar cu o presiune osmotic mai mare *iperton. entinerea arhitecturii celulare
*n mediile hipotonice apa patrunde prin endosmoa in interiorul celulei, producind tur'escentala celulele vegetale.@arire de volum *n mediile hipertonice apa iese din cellule, provocind separarea celor doua membrane la cellule vegetale fenomen numit plasmoliza.Cel se micsoreaa(se birceste) si memb plasmatic se desprinde de invelishul celuloic.
5emoliza distrugerea cel rosii#eritrocitelor intrun mediu hipotonic prin marirea acestora in volum.
*7.
@etode fiice in studiul permiabilitatii membranelor.
- 3etoda osmotica, care consta in evidentierea vitezei de variatie a volumului celulelor introduse in solutiile ipotonice sau ipertonice. -3etoda indicatorilor, care se bazeaza pe nivelul de variatie a culorii continutului intracellular la patrunderea in celula a anumitor substante. -3etoda conductibilitatii electrice a membranei. ind masurarile se eectueaza la recvente !oase a curentului alternativ, conductibilitatea electrica este masura permeabilitatii membranei. 8ceasta metoda e utilizata numai in studiul permeabilitatii membranei pt ioni. -3etoda atomilor marcati, care se bazeaza pe olosirea izotopilor radioactivi. Patrunderea substantei in celula sau iesirea din celula poate f inregistrata cu a!utorul controlului de radiatii ionizante. 8cest studio are o mare importanta mai ales pt armacologie si toxicologie. ectivitatea preparatelor armaceutice deoinde in mare masura de permeabilitatea membranelor celulare pentru ele. 2+.
*mportanta osmoei pentru medicina. ;inichiul artificial.
-resiunea osmotica este factorul important, care asigura mentinerea volumului si in consecinta # arhitectura celulara, integritatea morfologica si functionala a celulelor.
"smoza intervine in scimbul de substante dintre organisme si mediul ambiant, dintre celule si mediul extracelular. Determinarea punctului crioscopic poate da inormatie despre concentratia moleculara a serului sanguin sau a altor licide biologice. alculul presiunii osmotice permite studiul unctionarii dieritor sisteme fziologice. omparind presiunile osmotice ale dieritor licide biologice in stare normala si patologica,
se pot urmari anumite aspecte ale metabolismului idro-electrolitic, a unctiei renale etc.
Prin dializa se elimina din organism reziduurile si fluidele pe care rinichii nu sunt capabili sa le elimine. De asemenea, dializa are rolul de a mentine echilibrul organismului, corectind nivelurile diferitelor substante toxice din singe. Fara dializa, toti pacientii cu insuficienta renala completa ar muri din cauza acumularii ament ul t r ebui es ai nl at ur epr odus i i r ez i dual i ,s a toxinelor in circuitul sanguin. Trat el i mi neex ces ul del i c hi ds i s aec hi l i br ez ec ant i t at i l edes ubs t ant ec hi mi c e( el ec t r ol i t i )s i al t e s ub st a nt ed i no r g an i s m.O d i al i z ae fic i en t an ec es i t aome mb r a nas emi p er mea bi l a ,fl uxdes i n ge , l i c hi ddedi al i z as i omet odadei ndepar t ar eae x ces ul ui del i c hi d.l i c hi dul dedi al i z aper mi t e el i mi nar eapr odus i l orr ez i dual i di ns i nge.I npl us ,c ont i neogamades ubs t ant ec ar eaj ut al a c or ec t ar eadez ec hi l i br el orc ar eaparc ar ez ul t atal i ns ufi ci ent ei r enal e.I ndi f er entdet i pul t r at ament ul ui pr i ndi al i z a,s copul es t es as eel i mi nepr odus i i r ez i dual i s iex ces ul del i c hi d,s as e c or ec t ez edez ec hi l i br el eel ec t r ol i t i l ors i pHul or gani s mul ui .
Dispozitivul utilizat reprezinta un sistem de tuburi capilare membra- nare, prin care in timpul procedurii circula permanent singele. Pe linga aceste tuburi, in directie opusa circula licidul de dializa (0ig. 5.&.9). cema de principiu a unui dispozitiv pentru realizarea procedurii de dializa este
redata in
0ig. 5.'.
. Hemodializa este o metoda de tratament a bolii cronice de rinichi care consta in schimbul de apa si solviti intre sangele bolnavului si o solutie cu o compozitie in electroliti analoga celei a plasmei normale ( solutie de dializa sau dializant), printr-o membrana semipermeabila.Porii membranei semipermeabile permit moleculelor de apa si solvitilor cu greutate moleculara mica sa treaca din sange in solutia de dializa dar solvitii cu greutate moleculara mare cum ar fi proteinele si elementele figurate ale sangelui sunt retinute in sange.!" #n timpul dializei sangele curge de-a lungul unei fete a membranei semipermeabile (sintetica sau semisintetica), in timp ce pe cealalta parte a membranei se deplaseaza in contracurent, solutia cristaloida ( lichidul de dializa).$" %biectivele tratamentului prin dializa sunt&
'.
ontrolul nivelurilor serice ale unui numar limitat de substante
!.
entinerea balantei hidrice si electrolitice
$.
orectarea acidozei metabolice
4$.Electroforea.Fortele care actioneaa asupra unei particule incarcate in miscare intr#un mediu sub actiunea uniu cimp electric. Fenomenul elctrocinetic, in care are loc miscarea orientate intr#un anumit mediu a perticulelor incarcate electric, independent de provinienta lor(ioni, prticule coloidale, alte particule si bule de ga in suspensie), sub actiunea cimpului electric exterior, se numeste electroforeza. Electroforea a fost descoperita de F.;eiss in $=+. *n dependenta de natura mediului in care are loc migrarea particulelor, purtatoare de sarcina, sub actiunea cimpului electric se difera: Electroforea in coloane de lichid • Electroforea in corpuri poroase(hirtie de filtru) • Electroforea in gel •
2supra unei particule de masa m si sarcina 23e, intr#un cimp electric omogen cu intensitatea E , se exercita o forta Fe data de relatia: F e ZeE =
e# sarcina elementara 3# numarul sarcinilor elementare din particula &irectia acestei forte corespunde directiei cimpului electric, cind particula poseda sarcina poitiva, in ca contrar, directia cimpului si cea a fortei sunt de sens opus. ub influenta acestei forte, particula, conform legii de baa a dinamicii, obtine o miscare accelerata. Concomitent creste si forta de frecare pe care o exercita mediul inconurator asupra particulei. aloarea fortei de frecare poate fi determinate conform legii lui to1es: F S 6 πηrv =
r# este raa prticulei v# vitea particulei 4# coeficientul de viscoitate a mediului in care se misca particula. &upa un scurt timp forta de frecare compenseaa forta electrica. &in acest moment, miscarea accelerata se transforma in miscare uniforma. *n acest ca e adevarata relatia: F e F s sau ZeE =
=
6 πηrv
v
=
Ze E ; M 6 πηr
=
Ze 6 πηr
@obilitatea particulei incarcate depinde numai de natura particulei, natura mediului, temperatura.
22. 3obilitatea ionilor.$nitatile de masura a mobilitatii in sistemul si practica medicala
@arimea, care se exprima prin raportul dintre vitea miscarii orientate a unei particule incarcate intr#un cimp electric si intensitatea acestui cimp, se numeste mo5ilitatea particulei. v M E =
&aca E$, atunci sensul fiic al mobilitatii se determina de expresia @, adica mobilitatea a particulei este o marime numeric egala cu vitea miscarii ei uniforme, sub influenta cimpului electric a carui intensitate este unitara. "nitatile de masura in cadrul electroforeei: 607S8 +m' -9 s-9 607 pract +cm' -9 s-9
&eterminarea mobilitatii ionilor prin metoda electroforetica. &educerea formulei de lucru.
2&.
@arimea, care se exprima prin raportul dintre vitea miscarii orientate a unei particule incarcate intr#un cimp electric si intensitatea acestui cimp, se numeste mo5ilitatea particulei. V M E =
&aca E$, atunci sensul fiic al mobilitatii se determina de expresia @, adica mobilitatea mobilitatea particulei este o marime numeric egala cu vitea miscarii ei uniforme, sub influenta cimpului electric a carui intensitate este unitara. 2supra unei particule de masa m si sarcina 23e, intr#un cimp electric omogen cu intensitatea E , se exercita o forta Fe data de relatia: F e ZeE =
e# sarcina elementara 3# numarul sarcinilor elementare din particular &irectia acestei forte corespunde directiei cimpului electric, cind particular poseda sarcina poitiva, in ca contrar, directia cimpului si cea a fortei sunt de sens opus. ub influenta acestei forte, particular, conform legii de baa a dinamicii, obtine o miscare accelerate. Concomitant creste si forta de frecare pe care o exercita mediul inconurator asupra particulei. aloarea fortei de frecare poate fi determinate conform legii lui to1es: F S 6 πηrV =
r# este raa prticulei V# vitea particulei 4# coeficientul de viscoitate a mediului in care se misca particula. &upa un scurt timp forta de frecare compenseaa forta electrica. &in acest moment, miscarea accelerate se transforma in miscare uniforma. *n acest ca e adevarata relatia: F e F s sau ZeE =
=
6 πηrV
V
=
Ze E ; M 6 πηr
=
Ze 6 πηr
@obilitatea particulei incarcate depinde numai de natura particulei, natura mediului, temperatura.
2'.
2paratul de electroforea. @odul de lucru.
&etermminarea mobilitatii ionilor prin metoda electroforetica: # se umecteaa in solutie tampon trei beni de hirtie de filtru> benile de hirtie umectate se trec in camera electroforetica,fiind aseate pe benile de sticla organica, astfel incit capetele libere sa se cufunde in solutia tampon din cuve. #se conecteaa sursa de curent la camera electroforetica si apoi la reteaua electrica si se lasa sa treaca curentul prin beni 3#$+ secunde, stabilind, dupa indicatia voltmetrului, tensiunea de lucru : ("++#6++) #se intrerupe curentul cu autorul comutatorului de pe panoul frontal al redresorului> se aplica amestecul solutiilor de FeCl" si CuCl4. -entru aceasta se folosesc fisiile inguste de hirtie de filtru, care se tin de un capat cu penseta si se imbiba cu amestecul cercetat, apoi se asaa pe benile de hirtie de filtru mai aproape de polul poitiv. #se introduce din nou sursa de curent, fixind concomitent timpul dupa cronometru. *n decursul experimentului tensiunea se mentine constanta. *ntensitatea curentului variaa in limitele 4 #=m2. *n aceste conditii timpul necesar pentru migrare este de 4+ # 43 minute> #fixind timpul final, se deconecteaa redresorul> se scot benile de hirtie de filtru din camera electroforetica, se asaa pe coala de hirtie de filtru si se reveleaa cu solutia colorant, folosind pentru aceasta bastonasul de sticla cu tampon de vata la un capat. -e fond alb apare electroforegrama alcatuita din doua fisii corespunatoare fractiunilor separate: albastru pentru ionii de fier si portocaliu pentru ionii de cupru-, #se determina l, masurind distanta parcursa de ioni de la locul depunerii pina la milocul fisiilor colorate respective> #se determina d, masurind si adunind lungimea benii de ticla organica cu inaltimile de la capetele ei pina la nivelul solutiei din cuve.
24.
$tilizarea metodelor electrooretice in biologie si medicina.
@etoda electroforetica este folosita pentru separarea si analiHg proteinelor individuale si a altor biopolimeri, a virusilor, if structurilor celulare supramoleculare, precum si a celulelor intregi. > -rin aceasta metoda se studiaa componenta in proteine a diverselor lichide biologice ca,de exemplu, singele, urina, sucul gastric etc. # factor important pentru diagnosticul diverselor maladiia mare importanta in diagnostica repreinta separarea electroforetica a fermentilor in izofermenti si aprecierea cantitativa5 si calitativa a lor. + *n imunologie una dintre metodele frecvent utiliate este imunoelectroforeza # separarea electroforetica a unui amestec de anticorpi sau antigen% in fiioterapie, cu scop curativ, este folosita pe larg electroforea medicamentoasa. @etoda curativa fiioterapeutica, in care se utilieaa curentul electric continuu pentru a introduce substante medicamentoasele obicei sub forma de ioni) in organism prin piele sau membrane mucoase, se numeste electroforea medicamentoasa (ionoforeza, ionoterapie electrica, galvanoionoterapie, ionogalvanizare). imultan cu electroforea medicamentoasa are loc si actiunea integrala asupra organismului a curentului electric continuu # metoda denumita galvaniare. Ca sursa de curent continuu pentru realiarea acestor doua metode se foloseste aparatul de galvaniare care,din punct de vedere tehnic, repreinta un redresor de curent alternativ. 0a realiarea electroforeei medicamentoase intre electroi si piele se asaa tampoane hidrofile,muiate in solutia substantelor respective. @edicamentul se introduce de la polul,sarcina caruia el o poseda:anionii de la catod, cationii de la anod. #a dovedit ca unele substante introduse pe cale de inectii subcutanate se elimina repede pe cind,daca sunt introduse pe cale electroforetica,eliminarea se face mai incet,asa ca substanta isi poate exercita efectele ei terapeutice.&e exemplu,litina incepe sa se elimine prin urina la o ora de la inectare, pe cind introdusa prin electroforea nu incepe sa se elimine decit dupa 46 de ore, si eliminarea dureaa timp de citeva ile. . Electroforea este o metoda maora pentru separarea fractiunilor proteice din serul sanguin. erul sanguin se prelucreaa cu o solutie tampon cu reactie alcalina in reultatul careia particulele proteice se incarca negativ.&e aceea in camera electroforetica picatura de ser prelucrat se depune cu micropipeta pe o pelicula de celuloid, acoperita cu un strat subtire de gel, mai aproape de electrodul negativ.-roteinele,devenind ioni negativi,migreaa spre anod,insa cu diferite vitee din caua
4.Emiterea si absorbtia radiatiei electromagnetice de catre atom. pectre de emisie si spectre de absorbtie.
0iecare atom in dierite situatii poate emite sau absorbi radiatii cu anumite lungimi de unda, numite linii spectrale ,care sunt proprii numai lui.1iniile spectrale sint cauzate de confguratia electronica a atomului carui apartin. otalitatea radiatiilor de dierite lungimi de unda pe care un atom (sau o molecula) este capabil sa le emita, atunci cind li se urnizeaza energie din exterior, poarta numele de spectrul de emisie al atomului respectiv se caract prin prezentza unor linii luminoase plasate pe ond intunecat otalitatea radiatiilor de dierite lungimi de unda absorbite de un anumit atom (sau molecula) atunci cind se examineaza intr-un spectru continuu poarta numele de spectru de absorbtie prez unor linii intunecate plasate pe ondul unui spectru de emisie continuu, iar partea de spectroscopie care se ocupa de aceste spectre se numeste spectroscopie de absorbtie
4.&ispersia luminii. @ersul raelor prin prisma. Formula pentru unghiul de deviatie a raei monocromatice. Dispersia luminii: Dispersia luminii este enomenul de descompunere prin reractie a luminii albe in ascicule de lumina colorate dierit. 8ceste culori alcatuiesc spectrul luminii albe si sunt: rosu, oran!, galben, verde, albastru, indigo si violet. *umina provenita de la soare este alba. #saac +eton a descoperit acum $ de ani, cu autorul unei prisme, ca lumina alba este formata din mai multe fascicule colorate diferit.Prisma optica este un mediu omogen si transparent, marginit de doua fete plane si neparalele. *a trecerea prin prisma, lumina se descompune in fascicule colorate. Fasciculele colorate trec prin prisma cu viteze diferite, de aceea ies din prisma sub unghiuri diferite.
>&ispozitivele ce realizeaza dispersia -risma( din cuart,sare gema, sticla)> pectroscopul > retea de defractie > sIstem polariator Janaliator &ispersia are loc din caua ca vitea de propagare a luminii in acelasi mediu depinde de lungimea de unda.Cu micshorarea lungimii de unda(de la rosu la violet) vitea se mi1shoreaa, iar indicele de refractie respectiv se mareshte.&ispersia se manifesta mai pronuntat la trecerea luminii albe printro prisma din sticla grea,care da o diferenta esentiala dintre indicii de refractie pentrudiferite lungimi de unda. Fiecare raa monocromatica la trecerea prin prisma este deviata de la directia initiala cu un unghi &,a carui valoare este: &(n4#n$)2, unde $#indicele de refractie a mediului, n4#indicele de refractie a materialului prismei, 2#unghiul prismei .
4=.Elementele constructive ale unui spectroscop cu doua tuburi. escrierea spectroscopului cu doua tuburi pectroscopul cu.doua tIburi este format dintr -0 prisma optica - si doua tuburi # colimatorul D si luneta 0 (Fig> $.6).
-risma serveste pentru obtinerea dispersiei luminii. Compoitia ei trebuie sa corespunda domeniului in care lucram (sticla obisnuita K pentru viibil, cuart # pentru ultraviolet, sare gema # pentru infrarosu). pectroscopul folosit in laborator contine o prisma din sticla obisnuita. Colimatorul D este construit dintr#o lentila convergenta 0 si o fanta reglabila F, aseata in focarul lentilei. Colimatorul e menit sa trimita pe fata de incidenta a prismei un fascicul ingust de rae paralele. Fanta se regleaa astfel, incit sa se asigure o finete corespunatoare liniilor spectrale observate si concomitent o luminoitate suficienta. 0uneta 0 este formata dintr#un sistem obiectiv 02 orientat spre prisma, si un ocular 03, prin care priveste observatorul. -entru a aduce succesiv liniile spectrale in cimpul de vedere, luneta se poate roti in urul unei axe verticale.
-entru a se obtine imaginea clara a spectrului, ocularul se deplaseaa in axul longitudinal al lunetei, in functie de ochiul observatorului.
4?.Etalonarea spectroscopului.@odul de lucru etalonarea spectroscopului consta in stabilirea unei dependente intre diviiunile scarii graduate si lungimile de unda ale radiatiilor.*n acest scop se utilieaa surse care emit radiatii cu lungimi de unda cunoscute si distribuite in tot domeniul spectral viibil.Fiecare linie spectrala se fixeaa succesiv in dreptul indicatorului,inregistrinduse de fecare data unghiul respectiv de pe scara gradata a spectroscopului. diviiune pe scara oriontala este $ grad iar pe scara tamburului +.+4 grade.'lterior se cosntrueshte curba de etalonare pe hirtie milimetrica.'nind printro linie continua toate punctele se obtine o curba de etalonare a spectroscopului.
"+.2nalia spectrala calitativa si cantitativa. *mportanta analiei spectrale in practica medicala +naliza spectrala Fiecare atom in diferite situatii poate emite sau absorbi radiatii cu
anumite lungimi de unda, numite linii spectrale, care sunt proprii numai lui. 0iniile spectrale sunt cauate de configuratia electronica aatomului caruia ii apartin. @etoda fiica de analia, utiliata pentru determinarea compoitiei chimice a diferitelor substante, cu autorul spectrelor se numeste analiza spectrala calitativa +naliza spectrala cantitativa se baeaa pe faptul ca intensitatea liniilor spectrale
este proportionala cu concentratia elementului respectiv. &omeniile de utilizare 2paratele de analia spectrala sunt frecvent utiliate la
cercetarea medico#biologica pentru studiul structurii chimice a diverselor molecule organice. 2minoaciii si aciii nucleici preinta beni caracteristice, dependent de doarea lor in solutii. 2nalia spectrala calitativa este larg folosita in domeniul medicinii pentru identificarea urmelor de singe si stabilirea cauelor diverselor intoxicatii. 2ceste analie au la baa faptul ca hemoglobina si derivatii sai au spectre de absorbtie caracteristice. varianta a analiei spectrale cantitative de emisie este metoda de doare flamfotometrica a unor ioni alcalini din produsele biologice. 2ctualmente in laboratoarele clinice sunt de stricta necesitate spectrofotometrele pentru identificarea unor substante, precum si pentru constatarea reultatelor unor reactii de laborator.
"$.Emisia spontana si stimulata. *nversiunea populatiilor Daca electronul revine de la sine , spontan, pe nivelul energetic initial, enomenul se numeste emisie spontana
Daca un electron este obligat, sub actiunea unei cause externe, sa revina pe nivelul i, dupa un timp mai scurt, atunci enomenul se numeste emisie stimulate 0enomenul prin care ma!oritatea a atomilor mediului activ laser se aa in stare energetic superioara sa numeste inversiunea populatiilor
"4.-ompaul fotonic.olumul substantei active ca reonator. @ecanismul de functionare a laserului cu ga. -rocesul prin care are loc transmiterea de energie necesara pentru realiarea inversiunii populatiilor se numeste pompa6 fotonic sau optic. Volumul su5stantei active ca rezonator : &upa obtinerea inversiunii populatiei, drept initiator al procesului de emisie stimulata poate servi chiar unul din fotonii emishi de un atom excitat al mediului activ laser,care la rindul sau, stimulea producerea altor fotoni.-entru a evita pierderea spre exteriorul mediului activ a primilor fotoni stimulati si totodata pentru a lungi traiectoria acestora prin mediul activ, in vederea deexcitarii stimulate a unui numar cit mai mare de atomi, se impune existenta unei cavitati reonante.Cavitatea reonanta obliga fotonii sa ramina un timp mai indelungat in multimea de atomi excitati, asigurind astfel o amplificare a radiatiei. astfel de cavitate poate fi constituita dintrun sistem de 4 oglini,riguros paralele,cu rol de a reflecta cea mai mare parte a fotonilor mediului activ laser.'na dintre oglini, numita oglinda de extractie, are un coeficient de reflexie mai mic decit cealalta oglinda,permitind iesirea fasciculului laser din cavitatea reonanta.
*n esenta, se poate considera reonatorul laser ca fiind un sistem cavitar in interiorul caruia se gaseste plasata substanta activa laser. 0a nivelul acestui sistem au loc mari procese de amplificare energetica de tip 9E@F (biochimic, electronic, magnetic si fotonic), procese urmate de o emisie laser, in fronturi succesive.#############LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL)
ecanismul de functionare a laserului cu 'az (*e!Ne) -entru a obtine inversiunea
populatiilor, deseori in calitate de mediu activ laser, este folosit un amestec a doua gae . in selectarea gaelor unul dintre criteriile necesare este ca ambele sa posede nivele energetice egale, sau cel putin foarte apropiate. -ompaul fotonic se realieaa prin descarcarea electrica in amestec. in laserul cu heliu#neon rolul gaului de baa apartine atomilor de neon, iar rolul gaului adaugat atomilor de heliu. -rin ciocnire are loc transfer de energie de la atomii de heliu la atomii de neon, obtinindu# se popularea nivelului metastabil. 8ranitiile stimulate in cavitatea reonanta produc fasciculul laser. @entionam ca pentru fiecare amestec de gae, care pot servi ca mediu activ laser, exista o anumita valoare a intensitatii curentului de descarcare electrica, la care se asigura cea mai inalta inversiune a populatiilor.
7eliu
eon
Stare de repaus
Fig. 4+.3. chema de principiu a unui laser cu 7e#e este repreentata in Fig. 4+.. Ferestrele 9re!ster oaca un rol deosebit in constructia laserelor cu ga, asigurind: evitarea pierderilor energetice ale radiatiei la iesirea si intrarea in tubul de descarcare electrica> polariarea fasciculului laser intr#un anumit plan> schimbarea tubului de descarcare electrica, in ca de defectare, cu pastrarea oglinilor reonatorului laser, care sunt cu mult mai costisitoare. Cele expuse mai sus pot fi demonstrate experimental
"".-roprietatile si caracteristicile principale ale radiatiei laser. 2plicatia radiatiei laser in cercetarile biofiice si practica medicala. $roprietatile si caracteristicile principale ale radiatie Laser : Coerenta exprima proprietatea radiatiei laser de a emite fascicule sinfazice, cu alte cuvinte, totalitatea razelor laser va fi emisa in acelasi timp, caracteristica ce nu este proprie luminii naturale
monocromaticitate # proprietatea radiatiei laser de a avea o singura lungime de unda pentru toti fotonii constituenti> directionalitate # proprietatea radiatiei laser de a avea o directie bine stabilita> pentru fiecare fascicul laser dupa o anumita distanta> stralucirea # proprietatea radiatiei laser de a avea o densitate energica mult superioara unei surse clasice de lumina. in plus, alte caracteristici concrete cum ar fi: lungimea de unda, puterea, durata si frecventa pulsurilor, intensitatea radiatiei, care pot fi variate fie la o anumita sursa, fie schimbind sursa laser, fac acest tip de radiatie potrivit pentru o multitudine de aplicatii medicale. &upa modul de functionare laserele pot fi: cu emisie continua # lasere care emit o unda continua: se foloseste abreviatia c! de la Mcontinous !aveN din englea> de obicei, pentru acesti laseri se mentioneaa puterea (in <)> in pulsuri # lasere a caror emisie este caracteriata de o anumita durata de emisie, numita durata a pulsului, dar si de o anumita rata de repetitie a pulsurilor> pentru acesti laseri se mentioneaa energia (in B), puterea unui puls (in <), durata unui puls (de la sute de microsecunde la eci de femtosecunde), frecventa sau rata de repetitie (de la citiva 7 la 17). *nteractiunea radiatie laser cu substanta poate sa produca o serie de efecte. Efectele distructive se manifesta ca urmare a concentaarii unei energii foarte mari in ona de
impact a radiatiei laser cu substanta.*naceste locuri se produce un adevarat soc termic,deoarece se pot obtine cresteri de temperatura de ordinul milioanelor de grade. Efecte neliniare ale interactiunii luminii cu substanta se manifesta in caul radiatiei laer.2stfel sunt destinse urmatoarele efecte: termic, fotobiostimulent si fotochimic. *n functie de temperatura atinsa de contactul cu tesaturile, se pot produce doua tipuri de efecte termice: coagularea (pentru temperaturi cuprinsO intre + si $++PC) si volatiliarea (pentru temperaturi mai mari de $++PC). inca de la inceputul aparitiei sale laserul si#a gasit numeroase aplicatii, care an de an, cuprind noi domenii de activitate (meteorologie, prelucrarea si transmiterea informatiei, holografie, cibernetica etc.). 8otodata, se observa o crestere tot mai insemnata + aplicatiilor laserului in domeniul medico#biologic. +plicatia radiatiri laser in cercetarile 5iofizice si in practica medicala
*nteractiunea radiatiei laser cu substanta poate sa produca o serie de efecte: 7fecte distructive se manifesta ca urmare a concentrarii unei enegii foarte mari in ona de impact a radiatiei laser cu substanta.*n aceste locuri de produce un adevarat Qsoc termicR, deoarece se pot obtine cresteri de temperatura de ordinul milioanelor de grade. 7fectele nelineare ale interactiunii luminii cu substanta se manifesta in caul radiatiei laser , al carui cimp electric este comparabil ca intensitate cu cimpurile electrice intraatomice.
*n medicina , introducerea laserului permite devoltarea unor tehnici medicale care sa inlocuiasca mai eficient tehnicile conventionale sau sa creee noi modalitati de investigatie Il tratament. 2stfel, cu autorul unui dispoitiv laser care emite in infrarosu se pot face determinari ale diferitelor substante din singe fara sa se apelee la obisnuita metoda a recoltarii unor probe do singe. &ispoitivul permite masurarea precisa si rapida ti continutului de glucoza, grasimi (colesterol), de acid uric si de alcool (etanol) din singe, ceea ce ofera posibilitatea depistarii precoce a unor boli (tuberculoa, diabet etc.). *n chirurgie si microchirurgie laserul este folosit in tratarea glioamelor, la desprinderea unor tumori de pe principalele vase de singe, la vaporiarea unor tumori din ventricule, la extirparea unor tumori cerebrale intens vasculariate, la exciia nevroamelor, la repararea, anastomoarea (sudura) unor vase de singe, la detasarea muschilor de os, la endoscopia clinica pentru controlarea hemoragiilor gastrointestinale, pentru cicatriarea ulcerului stomacal etc. u autorul acestei noi tehnici chirurgicale, in care raa laser are rolul bisturiului clasic, se evita unele influente negative asupra tesuturilor din ur. *nterventiile operatorii sunt nesingerinde , nu apar complicatii postoperatorii, dar si alte avantae. % *n oftalmologie laserul este folosit in retinopatia diabetica, la ocluiile vaselor retiniene, la prevenirea si extinderea hemoragiilor, la delipiri sau rupturi retiniene, in chirurgia tumorilor pleoapei, la unele forme de cataracta si glaucom. % *n otorinolaringologie laserul permite tratarea unor afectiuni patologice prin fotocoagulare sau vaporiare ca, de exemplu, in caul papilomatoei laringiene, a nodulilor vocali, a polipilor corilor vocale, la inlaturarea unor formatiuni tumorale benigne. 'n alt domeniu de aplicabilitate a laserului este in dermatologie, unde se utilieaa atit efectul termic cit si cel fotobiostimulent si fotochimic, unele dintre indicatii fiind inca in stadiu de cercetare. *; Fotocoagularea si vaporiarea cuperoei, la inlaturarea tumorilor cutanate benigne si maligne
precum si in tratarea altor afectiuni dermatologice. Cercetarile privind utiliarea laserului in ortopedie si traumatologie au pus in evidenta un efect de stimulare a troficitatii tesuturilor, cicatriat si antiinflamator. Ca urmare, radiatia laser este indicata in tratarea unei serii intregi de afectiuni: artroe posttraumatice si reumatismale, periartrite calcare, osteoporoe, intirieri de consolidare, discartroe s i spondiloe si altele. erapia cu autorul radiatiei laser presupune o gama variata de dispoitive laser c' caracteristici functionale ptime pentru un tip c@ afectiune. &intre dispoitive laser utiliate in domeniul medical se remarca laserul cu C 2, laserul cu 7e#e, laserul cu 2r si altela9 &esigur, in unele cauri, utiliarea laserului nu poate inlocui tehnicilfll terapeutice considerate clasice, dar le completeaa si le amplific@ posibilitatile prin finete, preciie, rapiditate si eficacitate.
"6.&ifractia luminii. ;eteaua de difractie Diractia poate f defnita si ca enomenul de ;ocolire< d e c a t re l u m i n a a obstacolelor atunci cind dimensiunile acestora sunt comparabile cu lungimea de unda a radi at ii lo r in ci de nt e si implica modifcarea repartitiei spatiale a intensitatii unei un de datorita obstacolelor %eteaua de difractie # este un sistem format dintr#un numar mare de fante realiate intr#un plan opac, fante ce sunt identice, paralele, apropiate si egal departate intre ele. -ractic reteaua de difractie se obtine prin trasarea unui mare numar de girieturi pe o placa de sticla, sau alt material transparent, pe metale, etc.
"3. &eterminarea lungimii de unda, frecventei si energiei unei cuante de
radiatie laser.
".;adioactivitatea. 8ipuri de deintegrari nucleare. radiatii nucleare
%adioactivitatea este un fenomen fiic prin care nucleul unui atom instabil, numit si
radioiotop, se transforma spontan (deintegreaa) degaind energie sub forma de radiatii diverse (alfa, beta sau gama), intr#un atom mai stabi tipuri de dezinte'rari &ezinte'rare alfa produce un nucleu al atomului cu numar de ordine cu 4 mai mic si
numar de masa cu 6 mai mic.
Dezintegrarea beta este procesul prin care
nucleul atomic emite
particule
beta
(electron sau pozitron) pentru a obtine numaul optim de protoni si neutroni. /xista doua tipuri de dezintegrare beta si
&eintegrare betaS : se produce cind nucleul are un exces de protoni in raport cu numarul neutronilor. beta plus (β+) cind se emite un pozitron
: beta minus ( β-) cind se emite un electron
Razele gama, produsul dezintegrarii gama, sunt cele mai periculoase pentru om dintre toate radiatiile descrise aici. 8cestea sunt de apt otoni din aara spectrului vizibil si pot f gasiti in cadrul spectrului electromagnetic in zona recventelor oarte mari, ceea ce inseamna ca au energii mari.n ma!oritatea cazurilor radiatiile gama rezulta din dezexcitarea nucleului provenita de la dezintegrarea ala sau beta.
# #
Conventional radiatiile nucleare se impart in doua 'rupe radiatii formate din particule incarcate electric, la care apartin: protonii
".0egea deintegrarii radioactive. Constanta de deintegrare. -erioada de inumatatire 1egea dezintegrarii radioactive arata cum numarul nucleelor nedezintegrate ale unei substante radioactive date descreste in timp = > =+ ? 2@tA = .... numarul nucleelor nedezintegrate =+ ... numarul initial de nuclee t .... timp .... perioada de in!umatatire Probabilitatea de dezintegrare a unui nucleu in unitatea de timp este B si se numeste constanta de dezintegrare. $nitatea de masura in . este s-*
0e numeste 1timp de injumatatire2 timpul necesar pentru ca substanta initiala sa se diminueze pina la umatate. 3impul de inumatatire al unei substante este o caracteristica invariabila, intrinseca a acesteia.
"=.2ctivitatea substantelor radioactive. 'nitatile de masura. Fondul radioactiv.
;adiatia de fond # radiatii radioactive, care este preenta in lume din surse naturale si antropice, in care persoana isi are resedinta. Evitarea expunerii la radiatii nu este posibila. ;adiatia de fond a -amantului este format din urmatoarele component :radiatiei cosmice>radiatii de la pamint in crusta lui, aer si alte obiecte de mediu ale radionucliilor naturali>radiatii de la artificiali
"?.&etectoare de radiatii nucleare. Contorul eiger#@uller. Principiul de functionare a detectoarelor de radiatii nucleare etectorul de radiatii nucleare este un sistem care pune in evidenta particulele nucleare, permite determinarea numarului lor,precum si a unor caracteristici, cum ar fi energia sau masa. &upa principiul de functionare detectoarele se impart in: $) &etectoare care se baeaa pe fenomenul de ionizare in gaz. 0a trecerea unei particule incarcate prin gaul detectorului se produc perechi ion#electron colectate de doi electroi, la care se aplica o diferenta de potential. 'n astfel de detector este camera de ionizare. &iferenta de potential dintre electroi trebuie sa fie suficient de mare pentru a exclude recombinarea ionilor formati. chema de principiu a unei camere de ioniare este data in Fig. 44.4. in lungul traiectoriei particulei nucleare incarcate, care strabate gaul camerei, se produc ioni poitivi si electroni care sunt diriati spre electroi. Curentul obtinut pe electrodul colector este amplificat si masurat. Curentul de ioniare este proportional cu numarul total de perechi ion#electron, creati de particule in unitatea de timp. *n
camerele de ioniare curentul este mic, fapt ce duce la sisteme de inregistrare complicate. &e aceea mai frecvent se utilieaa alt detector cu ga # contorul eiger#@iiller. chema acestui detector este data in Fig. 44.". Contorul este format dintr#un condensator cilindric inchis intr#un tub de sticla. 2nodul este un fir foarte subtire, catodul este un cilindru metalic sau o pelicula metalica, depusa pe peretele interior al tubului. Electroii sunt legati la o diferenta de potential de citeva sute de volti. &in caua constructiei sale, cimpul electric in vecinatatea anodului este foarte intens. 0a trecerea particulei nucleare incarcate, in gaul din interiorul contorului, se produc perechi ion#electron. Electronii sunt puternic accelerati in cimpul intens al firului central si produc la rindul lor ioniarisecundare. *n acest fel, se formeaa o avalansa de ioni si electroni.
*n circuit apare un curent de descarcare de scurta durata. Curentul care trece prin circuit produce la bornele reistorului ; o cadere de tensiune care este amplificata si inregistrata. 2cesta este impulsul de tensiune care se obtine la trecerea unei particule incarcate prin contor.
-articulele sunt numai numarate, detectorul nu permite determinarea altor proprietati ale particulelor.
4) &etectoare care se baeaa pe aparitia scintilatiilor, produse in substanta detectorului de catre radiatia ionianta.
1
= Este vorba de a acumula radiatia emisa de atomi radioactivi si de * a o transforma in
semnale electrice. -entru realiarea acestei operatii, * se utilieaa un cristal de iodura de sodiu ai , activat cu taliu 8* alipit la un fotomultiplicator (F.@.), ansamblul constituind uni scintibloc (Fig. 44.6) ;olul cristalului este de a transforma fotonii V sau I in fotoni ai i radiatiei ultraviolete ('..), pentru care fotocatodul are sensibilitate5 maxima. Fotonii '. ., actionind asupra fotocatodului dau nastere lai electroni, care in continuare sunt accelerati si multiplicati de dinodeB provocind o avalansa electronica pe anodul colector. 'n impuls electronic, este asfel obtinut pentru fiecare foton captat pe cristal. ") &etectoare care se baeaa pe fenomenul de formare de perechi electron-gol in cristale semiconductoare (Fig.44.3)
Fig. 44." chema de principiu a unui contor eiger#@uller. fotocatod
Fig. 44.6 Vchema de principiu a unui detector cu scintilatie.
Fig.44.3
umarul de perechi electron#gol este proportional cu energia particulei. -urtatorii de sarcina, colectati prin aplicarea unei diferente de potential, formeaa un impuls al carui amplitudine este proportionala cu energia particulelor inregistrate.
6+.&eterminarea fondului radioactiv si a activitatii unei substante radioactive cu instalatia de tipul /!8
6$.cara radiatiilor electromagnetice. 0umina nepolariata si plan polariata. Spectrul radiatiilor electroma'netice 'ndele electromagnetice ale caror lungimi de unda sunt cuprinse intre intervalul de la $+ pina la $+ nm alcatuiesc spectrul optic. portiune mica din acest domeniu (+#6++nm), perceputa cu ochiul omului, repreinta spectrul viibil sau simplu lumina. Lumina nepolarizata *n orice sursa de lumina undele sunt emise de miliarde de atomi, care sunt orientate haotic, si de aceea oscilatiile vectrorului de lumina se efectueaa in plane diferite. astfel de lumina se numeste naturala. Lumina plan polarizata 0umina in care oscilatiile tuturor vectorilor de lumina au loc numai in plane paralele se numeste lumina plan polariata sau liniar polariata
64.Fenomene fiice in care are loc polariarea luminii. &icroismul.
9irefrigenta: prin dubla refractive apar doua rae polariate, avind plane de vibratie perpendicular #raa ordinara, raa ordinara care se supune legilor refractiei #raa extraordinara care nu se supune legilor refractiei. &icroism proprietatea unor substante birefrigente de a absorbi o raa mai mult decit pe alta se numeste dicroism.C
6".&ispoitive de polariare. -risma icol (nicolul). -olaroidul
66.ubstante optic active. 'nghiul de rotire specifica. Su5stante optic active 'nele substante (in majoritate organice), datorita preentei unuia sau mai multor atomi de C asimetrici, poseda proprietatea de a roti planul de polariare a luminii incidente. 2stfel de substante se numesc substante optic active, iar proprietatea lor de a roti planul de polariare a luminii # activitate optica. "n'hiul de rotire specific Ca este ungiul de rotire specifca a substantei optic active, care se determina conventional la temperatura de 2+ E si pentru lungimea de unda leamda>467,' nm (linia galbena D a acarii de sodiu) si se noteaza astel:
'*.
63.Constructia polarimetrului.-olarimetria -olarimetria: @etoda de analia calitativa si cantitativa a diferitelor substantei optic( active, in care se foloseste lumina polariata, se numeste polarimetrie .
Constructia polarimetrului -olarimetria este baata pe masurarea unghiului cu care o anumita
cantitate de solutie a substantei optic active roteste planul luminii polariate. 2paratele utiliate pentru masurarea unghiului de rotire al planului de vibratie al luminii polariate se numesc polarimetre. *n Fig.$=. este repreentata schema optica a unui polarimetru
Cel mai simplu polarimetru consta din doi nicoli identici polariorul - si analiorul 2. ubstanta optic activa se introduce in tubul 8. ;otirea analiorului necesara pentru restabilirea aceluiasi cimp (de obicei a cimpului uniform intunecat ), care a fost stabilit in lipsa substantei, ne da unghiul, cu care substanta optic activa a rotit planul de polariare al luminii. &eoarece nicolii costa scump, in unele polarimetre in calitate de polarior si analior se folosesc polaroiii.
6.*mportanta luminii polariate in cercetarile biologice si practica medicala rganismele vii sunt alcatuite, in mare masura, din substante optic active ( hidrati de carbon, albumine si aminoacizii din componenta lor, hormoni etc.). -entru studierea acestor substante, de obicei, se foloseste lumina polariata, de aceea lumina polariata este aplicata pe o scara larga in biologie si medicina, in particular, la determinarea activitatii optice a albuminei din serul sanguin, cu scopul de a diagnostica cancerul, sau in clinica practica la determinarea concentratiei glucoei si albuminei in urina la bolnavii de diabet. -olarimetria se aplica nu numai pentru determinarea concentratiei solutiei, ci si ca metoda de studiere a transformarilor structurale, in particular, in biofiica moleculara. 0icroscopia polarizanta serveste la determinarea iotropiei si aniotropiei optice a diferitelor elemente histologice, precum si la verificarea lor: lame osoase, fibre de colagen, cromatina, mielina, fibre nervoase, cartilae, discuri intunecate ale fibrelor musculare. 0umina polariata poate fi aplicata la studierea modelelor, pentru aprecierea tensiunilor mecanice, care apar in tesuturile osoase. 2paritia vietii a necesitat sintea naturala a compusilor optic activi. 2ctualmente in laborator se pot obtine substante optic active, in afara actiunii organismelor vii, numai prin fotosintea in lumina circular polariata. (Se numeste lumina circular polarizata lumina la care e&tremitatea vectorului de lumina descrie un cerc).
6.2bsorbtia luminii. 0egea lui 9ouguer#0ambert . +5sor5tia luminii Fenomenul, in care are loc atenuarea intensitatii luminii la trecerea prin
orice substanta in reultatul transformarii energiei de lumina in alte forte de energie, se numeste absorbtia luminii
Le'ea lui /ou'uer!Lam5ert stabileste ca intensitatea luminii (sau fluxul de lumina), la
trecerea printr#un strat de substanta omogena, se micsoreaa odata cu marirea grosimii strarului dupa legea exponentiala.: & d= & '
ed
Unde: & 'intensitatea luminii incidente * & d Jintensitatea luminii care a trecut printr#un strat de
substanta cu grosimea d> e baa logaritmului natural 0!coeficientul de absorbtie al substantei M# M indica micsorarea intensitatii luminii
6=.0egea lui 9eer . 0egea lui 9ouguer#0ambert#9eer. .Le'ea lui /eer
Cercetind a5sor5tia luminii monocromatice, in solutii colorate cu concentratii mici, intr!un solvent a5solut transparent pentru radiatia monocromatica, +eer a sta5ilit
9) absorbtia luminii monocromatice in solutiile colorate are loc conform legii lui 2ouguer-%ambert ') coeficientul monocromatic de absorbtie al solutiilor colorate depinde direct proportional de concentratie1 : unde: ?@ coeficientul monocromatic de absorbtie pentru solutia cu concentratia molara unitara (coeficientul molar $ monocromatic de absorbtie).
>
Le'ea lui /ou'uer!Lam5ert!/eer
Substituind formula legii lui 2eer in formula legii lui 2ouguer-%ambert, obtinem formula ce e&prima legea lui 2ouguer-%ambert - 2eer, care caracterizeaza absorbtia luminii in solutii colorate de concentratii mici. A
*n caul solutiilor biologice , care contin mai multi solviti aceasta lege are o forma mai generala:
6?.Coeficientul de transmisie optica (transparenta) si extinctia (densitatea optica) a solutiei. %aportul dintre intensitatea luminii care a trecut prin su5stanta sau solu tia data si
intensitatea lumini incidente se numeste coeficient de transmisie optica (transmisie,
transparenta) a su5stantei.
Coeficientul de transmisie optica (transparenta) al substantei determina ce parte din fluxul de lumina trece prin substanta (solutia) data si se exprima in W.
Lo'aritmul natural al marimii inverse coeficientului de transmisie optica se numeste e,tinctia (densitatea optica) su5stantei .> Extinctia este o marime fotometrica ce caracterieaa masura in care lumina este absorbita de substantele prin care ea trece.
3+.chema si pricipiul de lucru al colorimetrului fotoelectric. @odul de lucru Constructia colorimetrului : -rincipiul de lucru al colorimetrului fotoelectric poate fi
explicat pe baa schemei celui mai simplu colorimetru fotoelectric repreentata in Fig.4$.6.
)olutia cercetata se toarna in cuva D. 0umina de la sursa . trecind prin filtrul F si cuva D cu , cade pe celula fotovoltaica CF. 0a bornele celulei fotovoltaice este init galvanometrul , devierea acului caruia este proportionala cu marimea fluxului de lumina care trece prin solutie.
3$.@etoda fotocolarimetrica si aplicarea ei in medicina Cele mai multe substante absorb lumina selectiv. &in raa policromatica se absorb numai anumite lungimi de unda, caracteristice substantei cercetate. 3 -rin urmare, coeficientii de absorbtie 1 X si Y X , depind de 0ungimea de unda pectrele de absorbtie sunt surse de informatie despre compoitia si structura substantelor si, de aceea, analia lor preinta o metoda principala de studiere a diverselor proprietati ale substantelor inclusiv si ale mediilor biologice 4naliza spectrelor de absorbtie se aplica in medicinade e&emplu, la determinarea saturatiei singelui cu o&igen, metoda numita o&ihemometrie. 4ceasta metoda se bazeaza pe variatia spectrului de absorbtie al singelui in functie de saturatia lui cu o&igen.
-e baa fenomenului absorbtiei luminii s#au elaborat diferite metode fotometrice de studiere a solutiilor colorate, in particular, colorimetria de concentratie, care repreinta un ca particular al fotometriei si se aplica la determinarea concentra tiei solutiilor colorate. 0etoda fotocolorimetrica are o deosebita importanta in studierea microelementelor (substante care se contin in cantitati foarte mici in componenta singelui si in diferite tesuturi ale organismului omului). /u ajutorul colorimetrului fotoelectric se poate determina concentratia microelementelor cu o e&actitate cuprinsa in limitele (9B -C-9B-D ) g$l
34.*mpedanta electrica a tesuturilor biologice. &ispersia impedantei. Coeficient de polariare. *mpendanta electrica a tesuturilor biologice:
unde,
$/!C#reactanta capacitiva, r#reistenta activa
Fenomenul variatiei impedantei tesuturilor vii in dependenta de frecventa curentului electric se numeste dispersia impedantei .
&eseori in loc de a construi curba de despersie se determina coeficient de polarizare DZ[min/Z[max
'nde: 39min#impendanta tesutului pentru frecventa minima a curentului electric> 39ma:! impendanta tesutului pentru frecventa maxima a curentului electric
3".;adiatiile ioniante.radiatiile ioniante corpusculare si electromognetice Fadiatiile ionizante sunt radiatiile care au proprietatea de a ioniza materia asupracareia acti oneaz a de oarece la l ocui impac tulu i ele cedeaza energiile mari pe care le poarta. a urmare, prin interactiunea cu substratul iradiat, rez ul ta pa rtic ul e in ca rca te electric sau pereci de ioni si ruperea legaturilor moleculare.
Radiatiile corpusculare sunt compuse din particule de substanta avand o anumita energie cinetica ;adiatiile ioniante corpusculare au o capacitate de penetratie redusa: 4 radiatiile a pot strabate doar distante foarte mici, aproximativ +.$ mm in aer sa u te su tu ri , ce a mai mare parte diniie ele fiind retinute in stratul cornos al pielii
pre deosebire de radiatiile corpusculare, radiatiile ionizante electromagnetice auo oarte mare capacitate de penetratie, ele pot
