Съдържание

1. Молекулна физика и термодинамика на биологичните процеси

1. Строеж на течностите. Свойства на повърхностния слой на течностите. Молекулно налягане. Повърхностно напрежение. Молекулно налягане под изкривена повърхност. Закон на Лаплас. Мокрене и немокрене. Капилярни явления.
2. Вътрешно триене (вискозитет). Закон на Нютон за вискозитета на течности. Нютонови и ненютонови течности. Относителен вискозитет. Вискозитет на разтвори и суспензии. Закон на Айнщайн за вискозитета на хетерогенна система. Вискозитет на кръвта.
3. Твърди тела. Основни групи твърди тела. Свойства на кристалните и аморфните твърди тела. Течни кристали. Видове. Свойства. Приложение в медицината.
4. Процеси на пренос. Дифузия. Видове дифузия. Закон на Фик. Осмоза. Топлопроводност. Закон на Фурие за топлопроводността. Вътрешното триене като процес на пренос.
5. Термодинамика. Основни понятия. Първи принцип на термодинамиката. Първи принцип на термодинамиката за биологични процеси. Закон на Хес. Трансформация на различни видове енергия в биологичните системи.
6. Втори принцип на термодинамиката. Ентропия. Изменение на ентропията при различни термодинамични процеси. Изменение на ентропията в затворена и отворена термодинамична система.
7. Топлопродукция на живите организми. Физически механизми за терморегулация.
8. Стационарно състояние на термодинамична система. Разлика между стационарно и равновесно състояние.
9. Описание на процесите, протичащи в една отворена термодинамична система. Термодинамични сили и термодинамични потоци. Дисипативни структури.
10. Ентропия и информация. Ценност и ефективност на информацията. Възникване и възприемане на информация.

 

2. Биомеханика

11. Хидродинамика. Закон на Бернули за стационарно и ламинарно движение на идеална течност. Движение на течност по тръби с твърди и еластични стени. Пулсова вълна. Пулсова честота.
12. Физичен модел на движението на кръвта по сърдечно-съдовата система. Кръвно налягане. Методи за измерване на кръвното налягане.
13. Деформация на твърди тела. Видове деформации. Закон на Хук. Граница на еластичност и граница на якост. Групи веществата в зависимост от поведението им при деформация.
14. Еластомери. Разтегливост. Релаксация на напрежението. Модели за изучаване на механичните свойства на еластомерите. Пасивни механични свойства на биологичните тъкани.
15. Динамични свойства на мускулите. Механизъм на мускулното съкращение.

 

3. Биофизика на клетката

16. Състав на клетъчната мембрана.Типове физико-химични взаимодействия между молекулите, изграждащи клетъчната мембрана.Организация на биомембраните. 
17. Пасивен пренос на вещества през биомембрани. Дифузия. Осмоза. Филтрация. Облекчена дифузия. Дифузия на заредени частици. Йонни канали.
18. Активен пренос през клетъчната мембрана. Основни системи за активен пренос на йони. Функции на активния пренос.
19. Електрични потенциали в моделни системи. Дифузионен потенциал. Мембранен потенциал. Фазов потенциал.
20. Биопотенциал на покой. Уравнение на Голдман за големината на биопотенциала на покой.
21. Възбудимост. Характеристики на възбудните процеси.
22. Акционен биопотенциал. Механизъм на формиране на акционния биопотенциал. Разпространение на акционния потенциал по повърхността на клетката. Ток на действие. Скорост на разпространение.
23. Електрична активност на сърцето. Електрокардиография. Електрична активност на мускулите и мозъка. Електроенцефалография и електромиография.

 

4. Физични фактори и влияние им върху биологични обекти

24. Механични трептения и вълни. Хармонични трептения. Собствени и принудени трептения. Резонанс. Автоколебания. Механични вълни. Биологично действие на вибрациите. Ефект на Доплер.
25. Звук. Физически характеристики на звука.Психофизични характеристики на звука.
26. Физичен механизъм на действие на слуховия апарат на човека.
27. Инфразвук. Получаване. Биологично действие на инфразвука.
28. Ултразвук. Получаване. Взаимодействието на ултразвука с веществото.Биологично действие на ултразвука.
29. Електростатика. Интензитет и потенциал на електричното поле. Електрично напрежение. Електростатична индукция. Електричен дипол и поведението му в електрично поле. Диелектрична поляризация. Видове. Относителна и абсолютна диелектрична проницаемост на средата. Живите организми в статични електрични полета.
30. Електричен ток в електролити. Електролитна дисоциация. Електролиза. Електрод. Електроден процес. Електродни потенциали. Уравнение на Нернст за електродния потенциал.
31. Електричен ток в газове. Йонизация на газовете. Несамостоятелна газова проводимост. Волт-амперна характеристика.Ударна йонизация. Самостоятелна газова проводимост. Видове самостоятелен газов разряд. Аеройони. Биологично действие на аеройоните. Видове аеройонизатори.
32. Електрични свойства на биологичните тъкани. Особености при протичане на постоянен ток в биологични обекти. Физиологично действие.
33. Особености при протичане на променлив ток в биологични обекти. Физиологично действие. Импеданс на биологични системи.
34. Магнитно поле. Магнитен момент. Магнитна индукция. Магнитно поле, създавано от проводник, по който тече ток. Закон на Био-Савар-Лаплас. Действие на магнитното поле върху проводник, по който тече електричен ток и върху движещ се електричен заряд.
35. Магнитни свойства на веществата. Относителна магнитна проницаемост. Диамагнитни, парамагнитни и феромагнитни вещества. Магнитни свойства на биологичните тъкани. Основни магнитобиологични ефекти.
36. Регистрация на магнитните полета, създадени в резултат на жизнената дейност.
37. Електромагнитно поле и електромагнитни вълни. Спектър на електромагнитните вълни. Взаимодействие на електромагнитното поле с веществото.
38. Биологично действие на електромагнитно поле с честота в диапазона на радиовълните и микровълните.
39. Поглъщане на оптичните лъчения от веществото. Закон на Буге-Ламберт.
40. Фотохимични реакции. Видове.
41. Луминесценция. Видове. Механизъм на фотолуминисценцията. Биохемилуминесценция.
42. Окото като оптична система.Спектрална чувствителност на човешкото око. Относителна светлинна ефективност. Механизъм на зрителното възприятие.
43. Инфрачервено и ултравиолетово лъчение и биологичното му действие.
44. Рентгенови лъчи. Свойства на рентгеновите лъчи. Механизъм за получаване на рентгеновите лъчи. Рентгенова тръба. Спирачно и характеристично лъчение.Интензитет и прониквателна способност на рентгеновите лъчи.
45. Взаимодействие на рентгеновото лъчение с веществото. Кохерентно разсейване. Некохерентно разсейване (ефект на Комптон). Фотоефект. Закон за отслабване на рентгеновото лъчение при преминаване през веществото. Коефициент на отслабване.
46. Строеж на атомното ядро. Особености на ядрените сили. Естествена радиоактивност. Свойства на α, β и γ лъчението.Закон за радиоактивното разпадане. Радиоактивни семейства. Ядрени реакции. Основни типове.
47. Йонизиращи лъчения. Йонизационна способност и прониквателна способност на йонизиращите лъчения. Естествени и изкуствени източници на йонизиращи лъчения.Дозиметрия на йонизиращите лъчения.
48. Физически процеси, протичащи при взаимодействието на йонизиращите лъчения с вешеството.
49. Биологично действие на йонизиращите лъчения. Лъчеви увреждания. Хипотези за механизмите на лъчевите въздействия.
50. Радиочувствителност на живите организми. Защита от йонизиращи лъчения. Приложение на радионуклидите в биологията, медицината и селското стопанство.

 

5. Физични методи за изследване на биологични обекти

51. Неполяризуеми електроди от първи и втори род. Видове. Йонноселективни електроди. Видове. Ензимни електроди.
52. Потенциометрия. Потенциометрично определяне на рН. Принципно устройство на пехаметър.
53. Електрични явления на границата между твърдо тяло и електролит. Електрокинетичен потенциал. Електрокинетични явления. Видове. Приложение на електрофорезата в биомедицинските изследвания.
54. Приложения на спектралния анализ в биологията.

 

6. Физични методи за диагностика и лечение

55. Приложение на ултразвука в медицината за лечение и диагностика. Ехография. Доплерова ехокардиография.
56. Термография.
57. Рентгенова диагностика. Рентгенова компютърна томография.
58. Магнито-резонансна томография.
59. Приложение на лазерите в медицината.
60. Методи и апарати за радионуклидна образна диагностика.
61. Физични основи на методите за лечение с постоянен и импулсен електричен ток.
62. Физични основи на методите за лечение с високочестотни токове (диатермия и индуктотермия). Физични основи на методите за лечение с електромагнитни полета (УВЧ-терапия и микровълнова терапия).

 

7. Физични методи за пречистване

63. Мембранни технологии, използвани за пречистване на течности. Диализа. Ултрафилтрация. Хиперфилтрация или обратна осмоза.
64. Омекчаване и деминерализация на води чрез йонити.
65. Електродиализа
66. Електрофилтри – устройство и принцип на действие.