A biofizika alapjai corvina logo

Szerkesztők: Rontó Györgyi; Tarján Imre
További szerzők: Berkes László; Györgyi Sándor; Rontó Györgyi; Tarján Imre; Herényi Levente
Cím: A biofizika alapjai
Alcím: Egyetemi tankönyv
Megjelenési adatok: Semmelweis Kiadó, Budapest, 1997. | ISBN: 963-8154-78-0
Megjegyzés: Nyolcadik, átdolgozott kiadás

coverimage A biofizika mint önálló tantárgy - az orvosi fizika folytatásaként - a magyarországi orvosegyetemeken több évtizedes múlttal rendelkezik, megelőzve ezáltal számos más országbeli felsőoktatási intézményt. Századunk második felében egyébként e diszciplína rendkívüli fejlődésen ment át, hiszen a fizika, a biológia, a fizikai kémia határterületén foglalva helyet, mindezek fejlődése stimulálólag hatott reá is. E folyamat napjainkban tovább tart. A diszciplína eredményeinek tényleges, ill. potenciális felhasználói közé tartozik az orvostudomány is. Ezt húzza alá az a tény, hogy a XX. sz. második felében több orvosi Nobel-díjas a biofizika területéhez tartozó eredményeiért nyerte el a kitüntetést. Példaként említjük Békésy-nek a hallás folyamatával kapcsolatos, vagy Wilkinsnek a DNS-kristály röntgendiffrakciós képének analízise alapján nyert, vagy Cormacknek és Hounsfield-nek a rétegfelvételek számítógépes kiértékelésére vonatkozó eredményét. A világban eddig megjelent biofizika tankönyvek, kézikönyvek indíttatása különböző, ami érthető, hiszen a kérdések tárgyalhatok akár a fizika, akár a biológia vagy a molekuláris biológia stb. oldaláról - megcélozva ezzel egy-egy meghatározott érdeklődési körű réteget. Könyvünket elsősorban orvostan- és gyógyszerészhallgatók számára egyetemi tankönyvnek szántuk, de használhatják kézikönyvként interdiszciplináris kérdések iránt érdeklődő orvosok, biológusok, fizikusok is. Ennélfogva mondanivalónk hangsúlyát az orvostudomány szempontjai motiválják. Tematikánkat az évtizedek során fokozatosan és céltudatosan fejlesztettük az orvosi fizika jeliegűtől a legújabbig, a jelen, hetedik, átdolgozott magyar nyelvű kiadásig. Ez a könyv is azonban - elődeihez hasonlóan - szükségképpen válogatott fejezeteket tartalmaz: a fontosabb hagyományos témákon túl különösen lényegesnek tartjuk a szerkezet és a funkció közötti kapcsolat, az egyre finomodó szerkezetvizsgáló módszerek, a rohamosan fejlődő mikroelektronikával, informatikával összefüggő kérdések tárgyalását, hiszen ezeken alapul számos, a medicinában újonnan megjelent diagnosztikai eljárás is. Könyvünk ugyanakkor vállalkozik bizonyos, az érdeklődés középpontjában álló, a jövőbe mutató kérdések bemutatására is, ezzel mintegy vázolva hallgatóink - a jövő orvosai - számára a lehetséges perspektívákat. Az orvosi orientáció végigvonul az egész könyvön, és éppen ez a vonás különbözteti meg más biofizika témájú könyvektől. A fizikai, kémiai, biológiai és matematikai alapfogalmak, valamint összefüggések nagy részét könyvünk nem tartalmazza, ezeket a középfokú tanulmányok tekintetbe vételével, a saját tapasztalataink alapján kialakult mértékben ismertnek tételezzük fel. E megállapítás alól bizonyos mértékig kivételt képez a Matematikai függelék, amit Herényi Levente egyetemi tanársegéd munkatársunk állított össze.
Kategóriák: Biológia, Fizika, Kémia, biokémia, Orvostudomány, Elektronika
Tárgyszavak: Sugárzás, Elektronika, Szerkezet, Fizika, Orvoslás, Modellalkotás, Atom, Anyag
Formátum: OCR szöveg
Típus: könyv

Védett tartalom, csak terminálról érhető el.

Tartalomjegyzék

Borító
Címlap
Copyright/impresszum
Tartalom
5-8
Előszó a 7. kiadáshoz
9-10
Előszó a 8. kiadáshoz
11-12
1. Anyagszerkezet. A szerkezet és a funkció molekuláris alapjai (Tarján Imre, Rontó Györgyi)
13-75
   1.1. Az anyag alapformái
14-16
   1.2. Az atom
16-29
      1.2.1. A kvantumelmélet (kvantummechanika) főbb vonásai
16-17
      1.2.2. Kvantumszámok
17-20
      1.2.3. A hidrogénatom
20-28
      1.2.4. A periódusos rendszer felépítése
28-29
   1.3. Egyszerű molekulák
30-37
      1.3.1. Kémiai kötések. Kötési energiák
30-34
      1.3.2. Van der Waals-kötések. Hidrogénhíd
34-35
      1.3.3. Egyszerű molekulák energiaállapotai
36-37
   1.4. Kondenzált rendszerek. Rend és rendezetlenség
37-53
      1.4.1. A gáztörvények értelmezése
37-40
      1.4.2. A kinetikus hőelmélet
40-41
      1.4.3. Hibák az atomi rendezettségben
41-43
      1.4.4. Folyadékok és amorf szilárd testek. Mezomorf állapot
43-47
      1.4.5. Szilárdtestek (makromolekulák) elektronszerkezete. Energiasáv-modell
47-51
         Példák a sávmodell alkalmazására
49-51
      1.4.6. Energiaterjedés kristályokban (makromolekulákban)
51-53
   1.5. Példák a szerkezet és a funkció közötti kapcsolatra
53-75
      1.5.1. A víz tulajdonságai és szerkezete
53-55
      1.5.2. Közös vonások a makromolekulák felépítésében
55-58
      1.5.3. A fehérjék szerkezete és néhány tulajdonsága
58-63
      1.5.4. A nukleinsavak szerkezete és néhány tulajdonsága
63-71
      1.5.5. Biológiai membránok szerkezete és néhány tulajdonsága
63-75
2. Fény és röntgensugárzás (Tarján Imre)
76-115
   2.1. A teljes elektromágneses spektrum
76-77
   2.2. Kölcsönhatás atomi rendszerekkel
77-78
   2.3. Sugárzásmérés - fénymérés
78-84
      2.3.1. Sugárzásmérés (radiometria)
78-81
      2.3.2. Fénymérés (fotometria)
81-83
      2.3.3. Mérési módszerek
83-84
   2.4. Hőmérsékleti sugárzás
84-86
   2.5. Lumineszcencia
86-90
   2.6. Fényforrások
90-95
   2.7. A fény biológiai hatásai
95-101
   2.8. A röntgensugárzásról általában
101-102
   2.9. Röntgensugárforrások és színképeik
103-106
   2.10. A röntgensugárzás gyengülése
106-113
      2.10.1. A gyengülés törvénye
106-107
      2.10.2. A gyengülés részfolyamatai
107-109
      2.10.3. Gyengülés! (abszorpciós) színképek
109-113
   2.11. A röntgenszínképek értelmezése
113-115
3. Magsugárzások és alkalmazásaik (Tarján Imre)
116-159
   3.1. Radioaktív izotópok. Bomlástörvény. Biológiai felezési idő
116-119
   3.2. Magsugárzások
119-131
      3.2.1. Az a-sugárzás
119-121
      3.2.2. A b-sugárzás
121-124
      3.2.3. A y-sugárzás
124-126
      3.2.4. Neutron- és protonsugárzás
126-127
      3.2.5. Kozmikus sugárzás
127-128
      3.2.6. Részecskegyorsítók a medicinában
128-131
   3.3. Magsugárzások mérése. Dozimetria
131-141
      3.3.1. Mérési lehetőségek
131-134
      3.3.2. A dozimetria feladata
134-135
      3.3.3. Dózisfogalmak
135-138
      3.3.4. Dózismérés a gyakorlatban
138-141
   3.4. Sugárvédelem
142-151
      3.4.1. A sugárhatás osztályozása
142-144
      3.4.2. A sugárvédelemben használt dózisfogalmak
144-146
      3.4.3. Sugárterhelés. Dózisszintek
146-149
      3.4.4. Sugárártalom - kémiai ártalom
149-151
   3.5. Radioaktív izotópok mint nyomjelzők
151-156
      3.5.1. A módszer jelentősége
151-152
      3.5.2. A diagnosztikai sugárterhelés minimalizálása
152-153
      3.5.3. Példák a módszer által nyújtott lehetőségekre
153-156
   3.6. Terápiás alkalmazásokról
156-159
4. Mikroszkópos és szubmikroszkópos módszerek a biológiai struktúrák vizsgálatában (Tarján Imre)
160-198
   4.1. Hagyományos fénymikroszkópok
160-166
      4.1.1. Általánosan használt fény mikroszkóp felépítése
160-162
      4.1.2. A fény mi kroszkóp feloldóképessége
162-163
      4.1.3. Speciális fénymikroszkópok
163-166
   4.2. Hagyományos elektronmikroszkópok
166-169
      4.2.1. Transzmissziós elektronmikroszkóp
166-168
      4.2.2. Pásztázó elektronmikroszkóp
168-169
   4.3. Újdonságok a mikroszkópok területén
169-175
   4.4. Optikai spektrometria
175-185
      4.4.1. Emissziós spektrum és mérése
176-178
      4.4.2. Abszorpciós spektrum és mérése
178-179
      4.4.3. Fényszóródás. Raman-spektrometria
179-182
      4.4.4. Optikai aktivitás
182-185
   4.5. Diffrakció
185-188
      4.5.1. Röntgendiffrakció
185-187
      4.5.2. Elektron- és neutrondiffrakció
187-188
   4.6. Egyéb módszerek
188-198
      4.6.1. Mágneses rezonanciaspektrometria
188-192
      4.6.2. Tömegspektrometria
192
      4.6.3. Szerkezetvizsgálat elektronspektrometriai módszerrel
192-193
      4.6.4. Mikrokalorimetria
193-196
      4.6.5. Szedimentáció
196-198
5. Transzportfolyamatok. Az életfolyamatok termodinamikai alapjai (Tarján Imre, Györgyi Sándor)
199-249
   5.1. Folyadékok és gázok áramlása
199-207
      5.1.1. Alapfogalmak
199-200
      5.1.2. Bernoulli-törvény
200
      5.1.3. Belső súrlódás. Stokes-törvény
200-202
      5.1.4. Hagen-Poiseuille-törvény
202-205
      5.1.5. Lamináris és turbulens áramlás
205-206
      5.1.6. Áramlás rugalmas falú csövekben
206-207
   5.2. Diffúzió és ozmózis
207-211
      5.2.1. Fick törvényei
207-209
      5.2.2. Van’t Hoff törvénye
209-211
   5.3. Termodinamikai alapok
211-229
      5.3.1. Az első főtétel. Belső energia
211-213
      5.3.2. Kiegészítések az első főtételhez. Entalpia
213-215
      5.3.3. A második főtétel. Az entrópia statisztikus értelmezése
215-218
      5.3.4. Az entrópia fenomenológiai meghatározása
218-223
      5.3.5. Izolált és adiabatikus folyamatok iránya és egyensúlya. Az életfolyamatok és a második főtétel
223-225
      5.3.6. Izoterm folyamatok iránya és egyensúlya. Szabadenergia és szabadentalpia
225-229
   5.4. Kiegészítések és alkalmazások
230-237
      5.4.1. Elegyek szabadentalpiája. Kémiai potenciál
230-232
      5.4.2. A kémiai affinitás kvantitatív jellemzése
232-233
      5.4.3. A tömeghatás törvénye. Egyensúlyi állandó
234-235
      5.4.4. Elektródpotenciálok. Nernst-egyenlet
235-236
      5.4.5. Egyfajta összefoglalás
236-237
   5.5. Visszatérés a transzportfolyamatokhoz
237-249
      5.5.1. Onsager-féle lineáris összefüggések
237-240
      5.5.2. Elektrolitok diffúziója. Diffúziós potenciál
240-242
      5.5.3. Membránegyensúlyok és membránpotenciálok
242-244
      5.5.4. Transzportegyenletek membránok esetében
244-247
      5.5.5. Látszólagos anomáliák a transzportfolyamatokban
247-249
6. Orvosi elektronika (Berkes László)
250-306
   6.1. A jel mint információhordozó
250-252
   6.2. Elektronikus építőelemek és alapáramkörök
252-262
   6.3. Alapvető elektronikus funkciók
262-272
      6.3.1. Erősítő, erősítés
262-266
      6.3.2. Megjelenítők és regisztrálók
266-268
      6.3.3. Elektronikus energiaforrások
268-272
   6.4. Szinuszoszcillátorok alkalmazásai
272-280
      6.4.1. Az audiometria fizikai alapjai
272-276
      6.4.2. Ultrahang
276-279
      6.4.3. Nagyfrekvenciás hőkeltés
279-280
   6.5. Elektromos impulzusok alkalmazásai
281-284
      6.5.1. Ingerlés elektromos impulzusokkal
281-282
      6.5.2. Elektromos impulzusok orvosi alkalmazásai
282-283
      6.5.3. Elektromos veszély - elektromos biztonság
283-284
   6.6. Jelfeldolgozás
284-289
      6.6.1. Folyamatos jelek feldolgozása
285-286
      6.6.2. Impulzusjelek feldolgozása
286-288
      6.6.3. Telemetria
288
      6.6.4. Orvosi elektronika és a számítógépek
289
   6.7. Orvosi diagnosztikai képalkotó eljárások
289-306
      6.7.1. Endoszkópja
290
      6.7.2. Termográfia
290-291
      6.7.3. Röntgensugárzást alkalmazó eljárások
291-297
      6.7.4. Radioaktív izotópokat alkalmazó eljárások
298-300
      6.7.5. Képalkotás mágneses rezonancia módszerrel
300-301
      6.7.6. Az ultrahang diagnosztikai alkalmazása
301-306
7. Példa a fizikai modellalkotásra: az ingerületi folyamatok biofizikája (Rontó Györgyi)
307-340
   7.1. A modellezésről általában
307-308
   7.2. Nyugalomban lévő sejt
309-318
      7.2.1. A kísérleti módszerekről
309-310
      7.2.2. A nyugalmi potenciál
310-311
      7.2.3. A nyugalmi potenciál értelmezése
311-314
      7.2.4. Elektrotónusos potenciálváltozás
314-318
   7.3. Ingerületben levő sejt
318-327
      7.3.1. Elektromos tulajdonságok
318-319
      7.3.2. Az akciós potenciál és modellezése
319-325
      7.3.3. Az akciós potenciál terjedése
325-326
      7.3.4. Rostköteg akciós potenciálja. Dipólus-modell
326-327
   7.4. A testfelületén regisztrálható elektromos feszültségek
328-333
      7.4.1. Az elektrokardiográfiáról
328-332
      7.4.2. Az agy-, az izomműködéssel, a fényérzékeléssel kapcsolatos feszültségekről
332-333
   7.5. A szenzoros működések biofizikai vonatkozásai
333-340
      7.5.1. A szenzoros működésről általában
333-336
      7.5.2. A hallás mint példa a szenzoros működésre
336-340
8. A biokibernetika alapjai: hírközlés és szabályozás (Rontó Györgyi)
341-360
   8.1. Információtovábbítás
341-347
      8.1.1. Hírközlő rendszerek
341-342
      8.1.2. Az információ mérése
342-345
      8.1.3. Példák az információmennyiség felhasználására
345-347
   8.2. Az irányítás
347-355
      8.2.1. Szabályozás, szabályozó rendszerek funkcionális felépítése
348-351
      8.2.2. Szabályozó rendszerek vizsgálata. Átmeneti függvények
351-355
   8.3. Számítógépek
355-360
      8.3.1. A számítógépek felépítése, működése
355-358
      8.3.2. A számítógépek orvosi alkalmazásának néhány lehetősége
358-360
9. Általános táblázatok (Tarján Imre)
361-370
   9.1 . A nemzetközi mértékrendszer (Systéme International d'Unités; jele: SI) alapegységei
361
   9.2. Önálló nevű származtatott SI-egységek
361
   9.3. SI-prefixumok
362
   9.4. Hagyományos és SI-egységek átszámítása
362-363
   9.5. Néhány fontosabb anyag anyagállandói
364-366
   9.6. NaCl-oldat elektromos vezetése 20 °C-on
367
   9.7. Néhány tiszta fém és ellenállásanyag fajlagos elektromos ellenállása 20 °C-on
367
   9.8. Néhány anyag törésmutatója 20 °C-on 589 nm hullámhossznál (Na D vonal)
367
   9.9. Néhány biológiai vonatkozású adat
367-368
   9.10. Fontosabb univerzális állandók
368
   9.11. Fontosabb radioaktív izotópok jellemző adatai
368-370
Függelék
371-402
   A) Néhány fizikai téma (Tarján Imre)
371-388
      A1 Boltzmann-féle eloszlás
371-373
      A2 Fénytörés gömbfelületen
373-378
      A3 Centrált felületek rendszere. Optikai lencsék
379-381
      A4 A szem mint optikai rendszer
382-387
      A5 Holográfia
387-388
   B) A differenciál- és integrálszámítás elemeiből
389-402
      B1 A leggyakrabban használt egyváltozós valós függvények és grafikonjaik
389-392
         1.1 Lineáris függvény
389
         1.2. Másodfokú függvény
389
         1.3. Hatványfüggvény
390
         1.4. Exponenciális függvény
390
         1.5. Logaritmus függvény
391
         1.6. Trigonometrikus függvények
391-392
         1.7. Megjegyzések
392
      B2 Határérték
392-394
         2.1. Számsorozat határértéke
392
         2.2. Függvény határértéke a végtelenben
393
         2.3. Függvény határértéke a végesben
393
         2.4. Megjegyzés
393-394
      B3 Differenciálszámítás
394-397
         3.1. Differenciálhányados (derivált)
394-395
         3.2. Megjegyzések
395
         3.3. Példák
395
         3.4. Derivátfüggvény
395-396
         3.5. Megjegyzés
396
         3.6. Differenciálási szabályok, elemi függvények deriváltja
396
         3.7. Határozatlan integrál (primitív függvény)
397
      B4 Integrálszámítás (Herényi Levente)
397-401
         4.1. Határozatlan integrál (primitív függvény)
397-398
         4.2. Integrálási szabályok, elemi függvények primitív függvénye
398
         4.3. Határozott integrál (Newton-Leibnitz-formula)
398-399
         4.4. Megjegyzések
399-400
         4.5. Példák
400-401
      B5 Differenciálegyenlet
401-402
Tárgymutató
403-417
Irodalom
418-419
Melléklet
421-436
Hátsó borító