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UNIVERSIDADE PAULISTA
CAMPUS LIMEIRA
CURSO DE BIOMEDICINA
APS
Biofísica
Biofísica						Profª Luciana Pietro
Amanda Novello					B3678B-1
Ester Graciane Camargo				B4589A-6
Luana Suaiden Gonçalves				B29081-1
Rafael Domingos Ferreira				B401GH-3
Vanessa Camargo Conceição 			B4054C-0
1º SEMESTRE 2012
SUMÁRIO
1 - Grandezas
1.1 - Introdução
Em física, uma grandeza ou quantidade é o conceito que descreve qualitativa e quantitativamente as relações entre as propriedades observadas no estudo da natureza.
Uma grandeza descreve qualitativamente um conceito porque para cada noção diferente pode haver (pelo menos em princípio) uma grandeza diferente e vice-versa.
Uma grandeza descreve quantitativamente um conceito porque o exprime em forma de um binário de número e unidade.
Grandeza é tudo aquilo que envolve medidas. Medir significa comparar quantitativamente uma grandeza física com uma unidade através de uma escala pré-definida. Nas medições, as grandezas sempre devem vir acompanhadas de unidades. Exemplos de grandezas: comprimento, massa, temperatura, velocidade, aceleração.
Medir uma grandeza física é compará-la com outra grandeza de mesma espécie, que é a unidade de medida. Verifica-se, então, quantas vezes a unidade está contida na grandeza que está sendo medida. Em resumo, Grandeza Física é tudo aquilo que pode ser medido e associado um valor numérico e a uma unidade. 
Exemplos: tempo, comprimento, velocidade, aceleração, força, energia, trabalho, temperatura, pressão.
1.2 - Tipos de Grandezas
Grandezas escalares
Exemplos: Densidade, Pressão, Área, Potência, Energia, Temperatura, Comprimento, Resistência, Massa, Tempo.
Grandezas vetoriais
Exemplos: força, aceleração, velocidade, torque, quantidade de movimento, deslocamento, indutância, campo elétrico, campo magnético.
Grandezas fundamentais
São 7: comprimento, massa, tempo, intensidade de corrente elétrica, intensidade luminosa,temperatura termodinâmica e quantidade de matéria.
Grandezas derivadas
Exemplos: velocidade, força, potência.
1.3 - Grandezas fundamentais
Além de serem grandezas físicas, a massa, o tempo e a distância são exemplos de grandezas fundamentais. Mas não para por aí, o Sistema Internacional de Unidades (SI) define ainda mais grandezas fundamentais, que a partir delas surgem às derivadas. As sete grandezas fundamentais são:
1.4 - Grandezas derivadas
As grandezas derivadas surgem a partir das fundamentais. Por exemplo, um campo de futebol deve ter pelo menos 8.250 m2 de área. O metro quadrado é uma unidade derivada do metro, ou seja, a área é uma grandeza derivada do comprimento, que é uma grandeza fundamental.
A velocidade que um jogador corre de um lado pro outro no campo de futebol é definida a partir da distância e do tempo, duas grandezas fundamentais. Sua unidade, nesse caso é o Km/h.
A área e a velocidade são apenas dois exemplos, veja outros a partir apenas do metro:
• Área: unidade metro quadrado (m2)
• Volume: unidade metro cúbico (m3)
• Velocidade: unidade metro por segundo (m/s)
• Aceleração: unidade metro por segundo ao quadrado (m/s2)
• Densidade: unidade quilograma por metro cúbico (kg/m2)
São dezenas de outras grandezas derivadas que você encontra em tudo quanto é canto.
1.5 – Prefixos oficiais do SI 
Os prefixos do SI permitem escrever quantidades sem o uso da notação científica, de maneira mais clara para quem trabalha em uma determinada faixa de valores. Os prefixos oficiais são:
Observações. 
- O k usado em "quilo", em unidades como quilômetro (km) e quilograma (kg), deve ser grafado em letra minúscula. É errado escrevê-lo em maiúscula. 
- Em informática, o símbolo "K" que pode preceder as unidades bits e bytes (grafado em letra maiúscula), não se refere ao fator multiplicativo 1000, mas sim a 1024 unidades da grandeza citada. 
- Em unidades como km² e km³ é comum ocorrerem erros de conversão. 1 km² = 1 000 000 m², porque 1 km × 1 km = 1 km², 1 km = 1000 m, 1000 m × 1000 m = 1 000 000 m². Para fazer conversões nesses casos, devem-se colocar mais dígitos por casa numérica: em metros, cada casa tem um dígito (exemplo: 1 0 0 0 m = 1 km); em metros quadrados (2), cada casa numérica tem dois dígitos (exemplo: 1000 m × 1000 m = 01 00 00 00 m² = 1 km²); em metros cúbicos (3), cada casa numérica tem três dígitos (exemplo: 1000 m × 1000 m × 1000 m = 001 000 000 000 m³ = 1 km³). 
As unidades do SI podem ser escritas por seus nomes ou representadas por meio de símbolos, (ex. 3 m ou 3 metros).
1.6 - Unidades aceitas pelo SI
O SI aceita várias unidades que não pertencem ao sistema. As primeiras unidades deste tipo são unidades muito utilizadas no cotidiano:
IMPORTANTE 
Símbolo não é abreviatura, é sinal convencional e invariável utilizado para facilitar e universalizar à escrita e a leitura de significados — no caso, as unidades SI; logo, jamais deverá ser seguido de "ponto".
Símbolo não admite plural. Como sinal convencional e invariável que é, utilizado para facilitar e universalizar a escrita e a leitura de significados, nunca será seguido de "s".
2 - Notação Científica
2.1 - Introdução
Notação científica, é também denominada por padrão ou notação em forma exponencial, é uma forma de escrever números que acomoda valores demasiadamente grandes (100000000000) ou pequenos (0,00000000001) para serem convenientemente escritos em forma convencional. O uso desta notação está baseado nas potências de 10 (os casos exemplificados acima, em notação científica, ficariam: 1 × 1011 e 1 × 10−11, respectivamente). Como exemplo, na química, ao se referir à quantidade de entidades elementares (átomos, moléculas, íons, etc), há a grandeza denominada quantidade de matéria(mol). 
Um número escrito em notação científica segue o seguinte modelo:
O número m é denominado mantissa e e a ordem de grandeza. A mantissa, em módulo, deve ser maior ou igual a 1 e menor que 10, e a ordem de grandeza, dada sob a forma de expoente, é o número que mais varia conforme o valor absoluto.
Observe os exemplos de números grandes e pequenos:
600 000
30 000 000
500 000 000 000 000
7 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
0,0004
0,00000001
0,0000000000000006
0,0000000000000000000000000000000000000000000000008
A representação desses números, como apresentada, traz pouco significado prático. Pode-se até pensar que esses valores são pouco relevantes e de uso quase inexistente na vida cotidiana. Porém, em áreas como a física e a química, esses valores são frequentes. Por exemplo, a maior distância observável do universo mede cerca de 740 000 000 000 000 000 000 000 000 m, e a massa de um próton é aproximadamente 0,00000000000000000000000000167 kg. 
Para valores como esses, a notação científica é mais adequada, pois apresenta a vantagem de poder representar adequadamente a quantidade de algarismos significativos. Por exemplo, a distância observável do universo, do modo que está escrito, sugere a precisão de 27 algarismos significativos. Mas isso pode não ser verdade (é pouco provável 25 zeros seguidos numa aferição). 
2.2 - Transformando
Para transformar um numero grande qualquer em notação cientifica, devemos deslocar a vírgula para a esquerda até o primeiro algarismo desta forma: 
200 000 000 000 » 2,00 000 000 000 note que a vírgula avançou 11 casas para a esquerda, então em notação cientifica este numero fica: 2 . 1011.
Para com valores muito pequenos, é só mover a vírgula para a direita, e a cada casa avançada, diminuir 1 da ordem de grandeza:
0,0000000586 » movendo a vírgula para direita » 5,86 (avanço de 8 casas) » 5,86 . 10-8
Um outro exemplo, com valor menor que 1:
0,0000000475
0,000000475 × 10−1
0,00000475 × 10−2
0,0000475 × 10−3
0,000475 × 10−4
0,00475 × 10−5
0,0475 × 10−6
0,475 × 10−7
4,75 × 10−8
3 - Interação das radiações com a matéria
3.1 – Introdução
Depois de produzidas, seja por meio de um aparelho de RAIOS-X,ou por uma fonte geradorade radioatividade,as radiações atingem as substâncias,interagindo com as mesmas de diferentes maneiras.
A forma como ocorrerá esta interação,seja com o organismo vivo,seja com o próprio receptor de imagens (filme, sensor) será responsável pela definição da qualidade diagnosticada da imagem. Esse conhecimento permitiu condições de compreender melhor como se dá o processo de formação da imagem, os riscos dos exames que utilizam radiações ionizantes, bem como funcionam as barreiras protetoras e equipamentos individuais de proteção.
3.2 - Excitação e Ionização
 Ao interagirem com a matéria, os fótons de radiação poderão provocar processos de excitação. Neste processo, a energia dos fótons incidentes é transferia a um elétron que ao recebê-la passa a um nível energético mais alto no átomo. Após esta etapa, este mesmo elétron cede energia absorvida em forma de fóton. Por estar mais energético, após esta absorção, o átomo torna-se mais reativo, mais propenso a reações. Dizemos que ocorreu uma excitação. Por outro lado, dependendo da energia do fóton incidente, poderá ocorrer uma remoção de elétrons do átomo da substância irradiada. O que transformará esta substância em um íon com carga positiva, já que perdeu elétrons. Os íons são elementos extremamente reativos e então poderão formar novos compostos. Dizemos que houve uma ionização.
Estes íons atuam nos organismos vivos os chamados ‘’radicais livres’’, podendo levar a formação de substâncias de diferentes ações nos tecidos.
3.3 - Unidade de Energia
Assim como o JOULE (J) e as outras unidades já conhecidas de mensuração de energia, o elétrovolt é uma unidade de energia que corresponde á energia adquirida por 01 elétron, quando este é acelerado em um campo elétrico de 01 volt, observe: 
Ao ser acelerada de A para B, cuja D.D.P é 1 volt este elétron irá adquirir 01 elétrovolt (eV) de energia.Esta é a definição da unidade de energia eV.
 Sabemos que um feixe de raios X é um feixe heterogêneo, possuindo fótons de diversos comprimentos de ondas, as energias por consequência destes fótons são variáveis dependendo de diversos fatores. Os raios X utilizados para fins diagnóstico (produção de imagens radiográficas), possuem energias variando dentro de uma faixa de 20 a 150 KeV. De uma maneira geral, ao atingirem um corpo, as radiações poderão interagir com esta matéria, sofrendo os seguintes comportamentos:
serem transmitidas, ou seja, ultrapassarem o corpo sem que haja nenhuma alteração energética ou de trajetória. 
serem atenuadas, onde há uma interação destas com a matéria, ocasionando alterações em sua energia e/ou trajetória, além de outros processos.
3.3.1 - Atenuação
Cada vez que um feixe de radiação atravessa uma substância, este feixe sofrerá certo grau de atenuação que diminuirá sua intensidade inicial.
Cada material tem a capacidade de absorver os fótons de diferentes intensidades. 
Quanto maior for à intensidade de radiação incidente, maior será a intensidade de radiação emergente (capaz de passar através do material).
Quanto maior for à espessura, densidade e número atômico do material, menor será a intensidade de radiação.
3.3.1.1 - Curva de Atenuação
Podemos confeccionar uma curva, na qual mediremos a intensidade de um feixe de fótons a considerar, em relação á profundidade do material que este atravessa durante sua trajetória. Observe esta curva abaixo denominada de ‘’cura de atenuação’’.Esta curva é função do material absorvente do material e da energia dos fótons.
Conforme visto, diferentes materiais atenuarão diferentes quantidades de radiação. Por definição, a fim de se comparar o poder de atenuação de diferentes materiais, definiu-se a grandeza “camada semi-redutora’’, como sendo a espessura de determinado material necessária para diminuir em 50% a intensidade de um feixe que o atravessa. 
3.3.2 - Camada Semi-Redutora
 Quanto menos o valor da camada semi-redutora, mais eficiente será o material em absorver a energia do feixe de radiação. A tabela ao lado compara as camadas semi-redutoras do chumbo e concreto, para diferentes intensidades de radiação.  
A tabela acima compara as camadas semi-redutoras do chumbo e concreto, para diferentes intensidades de radiação.
Isso explica por que o chumbo, por exemplo, é um elemento muito usado como barreira de raios X, como protetor de áreas adjacentes á salas de exames, por exemplo, já que possui alta densidade e alto número atômico.
- Nas atenuações em que o fóton incidente cede toda sua energia no meio absorvente, dizemos que á radiação houve uma ‘absorção’.
-Neste caso o fóton incidente cede toda a sua energia no meio absorvente e então não há transmissão de radiação através deste meio.
-Nas atenuações em que o fóton incidente emerge do meio absorvente com diferentes energias e trajetórias, dizemos que houve ‘espalhamento’.
-Neste caso o fóton incidente sofre interação com s átomos do absorvente, sofrendo desvio de sua trajetória, sendo espalhado.
- Em um exame radiográfico,quando consideramos o absorvente,sendo o corpo a ser radiografado, podemos concluir que as atenuações sejam elas por absorção da radiação, sejam elas por espalhamento, serão as responsáveis pela determinação da imagem no receptor (filme e sensores). 
-A radiação emergente do corpo possuirá várias características diferentes ou não do fóton incidente, e atingindo o receptor da imagem, provocará nestes, diferentes estímulos que serão interpretados de distintas maneiras e produzirão assim os detalhes da estrutura radiografada em tons de cinza, geralmente.
-As regiões do filme que não receberam muitos fótons emergentes do corpo, ou seja, onde o corpo absorveu muita radiação nesta área = REGIÃO RADIOPACA (opaca á radiação).
-As regiões do filme que receberam muitos fótons emergentes do corpo, ou seja, onde o corpo não absorveu muita radiação nesta área = RADIAÇÃO RADIOLÚCIDA (translúcida á radiação).
-Há oposição das áreas radiolúcidas e radiopacas na imagem radiográfica, o que permite a interpretação das regiões anatômicas e seu estudo.
3.3.3 - Radiopacas
Corpos espessos, de alta densidade física, CLAROS na imagem. Atenuam bastante as radiações incidentes, por sua alta densidade e/ou espessuras.
Ex: ossos, esmalte dos dentes, imagens claras (o filme não foi sensibilizado).
3.3.4 - Radiolúcidas
Corpos físicos, de baixa densidade física, ESCUROS na imagem. Não atenuam as radiações incidentes, por sua baixa densidade e/ou espessuras.
Ex: pele, gordura, imagens escuras (o filme foi muito sensibilizado). 
4 - Radiações Ionizantes e não Ionizantes
4.1 - Introdução
As radiações constituem uma forma de energia que, de acordo com a sua capacidade de interagir com a matéria, se pode subdividir em:
Radiações Ionizantes: As que possuem energia suficiente para ionizar os átomos e moléculas com as quais interagem, sendo as mais conhecidas:
- Não raios X e raios gama (radiações eletromagnéticas)
- Não raios alfa, raios beta, nêutrons, prótons (radiações corpusculares).
 Radiações Não Ionizantes: As que não possuem energia suficiente para ionizar os átomos e as moléculas com as quais interagem,sendo as mais conhecidas:
- Luz visível; 
- Infravermelhos; 
- Ultravioletas; 
- Microondas de aquecimento; 
- Microondas de radio telecomunicações; 
-Corrente elétrica.
As radiações que pertencem ao espectro eletromagnético ocupam diferentes posições de acordo com a sua energia e comprimento de onda. Dada à complexidade deste tema, abordam-se apenas as radiações que têm aplicação na indústria do material elétrico e eletrônico, dando especial ênfase ás aplicações industriais, possíveis efeitos negativos para a saúde e medidas de prevenção e de controle.
4.2 - Radiações Ionizantes
A matéria é constituída por átomos que correspondem às unidades estruturais dos elementos químicos conhecidos. Os átomos são entidades que resultam da associação de três tipos de partículas: prótons, nêutrons e elétrons. Os: prótons e nêutrons encontram-se agregados no núcleo do átomo (podendo por isso tambémser designados por núcleos), ao passo que os elétrons se movem em torno do núcleo. De referir que o núcleo do átomo possui carga elétrica positiva e representa a quase totalidade da massa do átomo, ao passo que os elétrons são eletricamente negativos. Se o número de elétrons periféricos de um átomo for igual ao número de prótons do respectivo núcleo, o átomo tem carga elétrica total nula - trata-se de um átomo em estado neutro. No caso contrário, o átomo encontra-se no estado ionizado - se o átomo tiver excesso de elétrons, a sua carga elétrica é negativa e estamos perante um íon negativo; se o átomo tiver deficiência de elétrons, a carga do átomo é positiva, tratando-se assim de um íon positivo.
Designa-se por radiatividade a propriedade que determinados nuclídeos (naturais ou artificiais) possuem de emitir espontaneamente radiações corpusculares ou eletromagnéticas. De notar que o ser humano tem sempre vivido num mundo radioativo, encontrando-se continuamente exposto às radiações provenientes do espaço cósmico, além de que existem radionuclídeos no solo, água, alimentos e até mesmo o corpo humano tem na sua constituição elementos radioativos.
 As radiações ionizantes têm tido crescente utilização em inúmeras atividades, desde a medicina à indústria. Na indústria de material elétrico e eletrônico têm nomeadamente aplicação em aparelhos de radiografia para controlo de qualidade, podendo ainda os raios X ocorrer como emissão parasita em certos aparelhos (tubos de raios catódicos, reguladores de tensão).
4.3 - Efeitos no Organismo Humano
Os efeitos das radiações ionizantes podem classificar-se em somáticos, se aparecerem no indivíduo exposto e em hereditários, se afetarem os descendentes. Os efeitos das radiações ionizantes podem ainda classificar-se de outra forma:
- efeitos probabilísticos ou estocásticos: são aqueles que são tanto mais prováveis quanto maior for à quantidade de radiação recebida. Ainda que não existam certezas absolutas, aceita-se que, por muito pequena que seja a quantidade de radiação recebida, poderá ocorrer algum tipo de efeito, o qual, uma vez que apareça, será sempre grave. Nestas situações, são induzidas modificações na estrutura de uma ou mais células do corpo humano que conduzem a alterações genéticas (mutações cromossômicas) e ao aparecimento de diversos tipos de neoplasias, tais como, leucemia, cancros do pulmão, pele, estômago, cólon, bexiga, mama e ovário, etc.
- efeitos deterministas ou não estocásticos: são aqueles que só ocorrem quando a dose de radiação excede um determinado valor ou limiar e cuja gravidade depende da dose e do tempo de exposição. Os órgãos e sistemas mais afetados são os olhos (cataratas), a pele (queimaduras) e os órgãos reprodutores (infertilidade). Como se poderá compreender, grande quantidade de informação a este respeito é proveniente da experiência da radioterapia no tratamento do cancro.
4.4 - Controle das Radiações Ionizantes
O objetivo principal da proteção contra as radiações ionizantes é impedir os feitos não estocásticos e limitar ao máximo os efeitos estocásticos. 
Como princípios gerais, todas as atividades que envolvam exposição a radiações ionizantes, deverão processar-se por forma a:
- Que os diferentes tipos de atividades que impliquem uma exposição sejam previamente justificados pela vantagem que proporcionam; 
- Que seja evitada toda a exposição ou contaminação desnecessária de pessoas e do meio ambiente;
- Que os níveis de exposição sejam sempre tão baixos quanto possível em cada instante e sempre inferiores aos valores-limite fixados por lei.
Assim, para determinar o risco e estabelecer as medidas de controlo é necessário contemplar os seguintes aspectos:
- Avaliar as condições de exposição (habituais ou acidentais), com o estudo ambiental dos locais de trabalho e respectiva classificação atualizadas das diferentes zonas de risco de acordo com os níveis potenciais de exposição; 
- Autorização prévia, licenciamento e parecer favorável para o uso de fontes radioativas; 
- Determinação das doses limite. A título exemplificativo, poderemos dizer que a dose equivalente ao limite anual para os trabalhadores expostos é de 50 MSV *(5 REM 1) para os efeitos estocásticos e para os não estocásticos é de 500 MSV, com exceção do globo ocular (150 MSV); para as pessoas em geral é recomendado que não se exceda a dose anual de 5 MSV (de referir que a radiatividade média anual de origem natural é cerca de 3 MSV); para os efeitos estocásticos e para os não estocásticos é de 500 MSV, com exceção do globo ocular (150 MSV); para as pessoas em geral é recomendado que não se exceda a dose anual de 5 MSV(de referir que a radiatividade média anual de origem natural é cerca de 3 MSV); 
- Manutenção rigorosa de todos os registros efetuados durante pelo menos um período de 30 anos, devendo ser facultados às entidades oficiais competentes; 
- Ás proteções coletivas e individuais a instituir, bem como o acompanhamento da dosimetria individual, deverão ser da responsabilidade de técnicos especialistas na matéria, com qualificação pelos serviços do Ministério da Saúde.
4.5 - Radiações Não Ionizantes
Todas as radiações eletromagnéticas têm uma origem comum - a movimentação de cargas elétricas. 
Como foram referidas na Introdução, elas varia em frequência, comprimento de onda nível energético, produzindo assim diferentes efeitos físicos e biológicos.
De todas as radiações não ionizantes, apenas se irão referir as radiações Ultravioleta e infravermelha e o caso específico do laser, uma vez que são aquelas que habitualmente encontramos na indústria de material elétrico e eletrônico.
4.6 - Radiação Ultravioleta
Na indústria, no que se refere à emissão deste tipo de radiações, temos as operações de soldadura por corte oxiacetilénico e a soldadura por arco elétrico. 
O poder de penetração das radiações ultravioleta é relativamente fraco, pelo que os seus efeitos no organismo humano se restringem essencialmente aos olhos e à pele, nomeadamente:
 - Inflamação dos tecidos do globo ocular, em especial da córnea e da conjuntiva (a queratoconjuntivite é considerada uma doença profissional nos soldadores); em regra, a profundidade de penetração é maior de acordo com o aumento do comprimento de onda, assim, o cristalino e a retina só poderão ser atingidos em casos extremos;
- Queimaduras cutâneas, de incidência e gravidade variáveis, de acordo também com a pigmentação da pele; os ultravioletas produzem envelhecimento precoce da pele e podem exercer sobre ela, o efeito carcinogénico, em especial nas exposições prolongadas à luz solar;
- Foto sensibilização dos tecidos biológicos.
“A gravidade da inflamação da córnea e conjuntiva por ‘queimadura por flash” ou "clarão de soldadura" depende de vários fatores:
- Duração da exposição
- Comprimento de onda
- Nível de energia
4.7 - Radiação Infravermelha
A exposição à radiação infravermelha poderá sempre ocorrer desde que uma superfície tenha temperatura mais elevada que o receptor, podendo ser utilizada em qualquer situação em que se queira promover o aquecimento localizado de uma superfície. Na indústria, este tipo de radiação poderá ter aplicação nomeadamente na secagem de tintas e vernizes e em processos de aquecimento de metais.
A radiação infravermelha é perceptível como uma sensação de aquecimento da pele, dependendo do seu comprimento de onda, energia e tempo da exposição, podendo causar efeitos negativos no organismo como, por exemplo, queimaduras da pele, aumento persistente da pigmentação cutânea e lesões nos olhos. Assim, é recomendável proteção adequada (vestuário de trabalho, óculos e viseiras com filtro para as freqüências relevantes).
4.8 - Laser
L.A.S.E.R. significa "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" e caracteriza-se, principalmente, pela alta direccionalidade do feixe e pela elevada energia incidente por unidade de área.
O conceito começou a ter aplicação prática nos anos 70 em várias áreas, desde a medicina à indústria, passando pelas áreas militare de comunicações. Na indústria metalomecânica e de automóveis tem aplicação em operações de soldadura, perfuração e corte, permitindo:
- menor tempo de operação;
- qualidade superior da superfície tratada;
- aumento da espessura do corte;
- maior variedade de materiais que podem ser trabalhados.
Os seguintes componentes e processos, são comuns a todos os lasers:
Meio emissor ou meio laser: gasoso (ex.: CO2) sólido (ex.: cristal de rubi) ou líquido (ex.: corantes orgânicos).
Excitação ou "sistema de bombagem": o meio emissor pode ser excitado quer óptica, química ou eletricamente, o que origina emissões estimuladas de energia sob a forma de luz;
Amplificação: a luz emitida é amplificada através do meio por um sistema de espelhos que permite obter um feixe de luz unidirecional de elevada energia e intensidade.
A utilização dos lasers pode ter efeitos negativos no organismo humano, nomeadamente a nível do globo ocular e da pele, de acordo também com a gama de comprimento de onda da radiação emitida (de infravermelhos a ultravioletas), nomeadamente:
- Queimadura da córnea;
- lesão grave da retina (não se pode esquecer que o poderoso feixe de luz do laser é concentrado por focagem cerca de 100.000 vezes na retina);
- Queimaduras da pele, dependendo do poder de densidade e de focagem (um foco mais desfocado poderá provocar queimaduras mais extensas, um foco focado queimaduras localizadas, mas significativamente mais profundas).
Os limites de exposição a este fator de risco não se encontram definidos consensualmente, uma vez que se baseiam em múltiplos critérios como, por exemplo, comprimento de onda, duração da exposição, potência do pico, frequência de repetição, etc.
5 - Pressão Arterial
5.1 - Introdução
A expressão pressão arterial refere-se à pressão exercida pelo sangue contra a superfície interna das artérias. A pressão arterial bem como a de todo o sistema circulatório encontra-se normalmente um pouco acima da pressão atmosférica, sendo a diferença de pressões responsável por manter as artérias e demais vasos "inflados". Seu valor varia continuamente sendo vários os ciclos que se superpõem a fim de se determinar o comportamento periódico global, sendo o ciclo associado aos batimentos cardíacos, contudo, o mais evidente e relevante.
Denomina-se ciclo cardíaco o conjunto de acontecimentos desde um batimento cardíaco até o próximo batimento.
No momento em que o coração ejeta seu conteúdo na aorta mediante contração do ventrículo esquerdo - encontrando-se a válvula mitral fechada e a válvula aórtica aberta - quando a compressão cardíaca é máxima há força máxima nas paredes arteriais e consequente pressão máxima no interior destas. A pressão sobe em virtude da oposição imposta pelos vasos secundários e ao fim pelos vasos capilares, vasos gradualmente mais finos, à circulação do sangue. Esta fase no ciclo cardíaco chama-se sístole, sendo a pressão neste instante então chamada de pressão arterial sistólica.
Imediatamente antes do próximo batimento cardíaco - com a válvula aórtica fechada e a mitral aberta, com o ventrículo esquerdo terminando sua expansão ao encher-se com o sangue a ser bombeado no próximo ciclo e com grande parte do sangue anteriormente bombeado na aorta já escoado através dos vasos secundários - a compressão das artérias é mínima, registrando-se por tal a menor pressão arterial ao longo do ciclo cardíaco. Ressalta-se que esta pressão - nomeada pressão arterial diastólica em vista de o correspondente ciclo cardíaco chamar-se diástole - embora a mínima ao longo do ciclo, ainda é consideravelmente superior à pressão presente do lado externo da aorta e de todo o sistema circulatório, sendo esta certamente maior do que a pressão atmosférica visto que as artérias não "murcham" mesmo nesta fase do ciclo.
A determinação indireta da pressão arterial só se tornou possível a partir de 1880, quando Von Basch, na Alemanha, idealizou o primeiro aparelho, que nada mais era que uma bolsa de borracha cheia de água e ligada a uma coluna de mercúrio ou a um manômetro. Comprimindo-se a bolsa de borracha sobre a artéria até o desaparecimento do pulso obtinha-se a pressão sistólica. Em 1896, um médico italiano, Riva-Rocci, substituiu a bolsa por um manguito de borracha e a água pelo ar. A medida da pressão diastólica teve que esperar por mais 9 anos, até que um jovem médico russo, Nikolai Korotkov descobrisse os sons produzidos durante a descompressão da artéria.
Quando se fala em dois valores de pressão arterial (145 por 90 mmHg, por exemplo), estamos dizendo que neste momento os ciclos cardíacos estão acarretando uma pressão arterial que oscila entre 145 e 90 mmHg, 145 no pico da sístole e 90 no final da diástole. Tais valores representam o quanto à pressão arterial esta acima pressão externa nas artérias e no aparelho de medida, ou seja, acima da pressão atmosférica. A pressão absoluta na artéria é, pois a atmosférica - 760 mmHg ao nível do mar - somada aos valores indicados.
5.2 – Definições de Pressões
Na grande circulação define-se pressões diferentes conforme o segmento considerado.
Pressão Arterial: Pressão nas artérias do organismo. Diminui progressivamente, mas em geral em grau não importante, conforme a artéria seja mais distante do coração.
Pressão Arterial Sistólica: Pressão Arterial máxima do ciclo cardíaco, ocorrendo durante a sístole ventricular.
Pressão Arterial Diastólica: Pressão Arterial mínima do ciclo cardíaco, equivalendo à pressão no fim da diástole ventricular.
Pressão Arterial média: Média das pressões instantâneas de todo um ciclo cardíaco. Costuma ser deduzida das pressões diastólica e sistólica, com margens de erro variáveis, conforme a fórmula utilizada.
Pressão Arteríola: Pressão nas arteríolas do organismo. Neste segmento ocorre importante diminuição da pressão sanguínea.
Pressão Pré-capilar. Pressão na arteríola imediatamente antes de se iniciar um capilar.
Pressão Capilar. Pressão média no capilar. Fundamental para as trocas de líquidos entre o sangue e o espaço extracelular, conforme a Lei de Starling.
Pressão Pós-capilar ou Venular. Pressão no início das vênulas.
Pressão Venosa. Pressão nas veias do organismo.
Pressão Venosa central. Pressão nas veias centrais do organismo, (Veia cava inferior e Veia cava superior), antes de desembocar no coração.
Na pequena circulação existe todos os equivalentes acima, seguidos do termo "Pulmonar", como em "Pressão Arterial Pulmonar”.
5.2.1 - Doenças Relacionadas
Hipertensão arterial
Hipertensão pulmonar
Choque circulatório
5.3 - Potencial de Ação
Uma voltagem elétrica, ou diferença de potencial, sempre existe entre o interior e o exterior de uma célula. Algumas células, tais como as células nervosas (neurônios) e musculares são “excitáveis”, isto é, capazes de gerar, rapidamente, variações nos impulsos eletroquímicos em suas membranas. Na maioria dos casos esses impulsos podem ser usados para a transmissão de sinais ao longo das membranas dessas células.
5.4 – Potencial de Repouso da Membrana
A membrana celular em repouso possui uma diferença de potencial de aproximadamente –70mV, o interior da célula é mais negativo em relação ao exterior. Essa diferença de potencial é conhecida como Potencial de Repouso da Membrana ou PRM, e é causado pela distribuição desigual de íons carregados (carga positiva ou negativa) na membrana celular. Quando há diferença de cargas através da membrana, considera-se que a membrana se encontra polarizada.
As proteínas, os grupos fosfatos e outros nucleotídeos são carregados negativamente (anions) e mantidos no interior da célula, pois não podem ultrapassar a membrana celular. Essas moléculas atraem íons carregados positivamente (cátions) do líquido extracelular. Isso acarreta um acúmulo de carga positiva na superfície externa da membrana e uma carga negativa na superfície interna.
O potencial de repouso da membrana é mantido por dois fatores: a permeabilidade da membrana plasmática aos diferentes íons e a diferença de concentração iônica dos líquidos intrae extracelular. Tomamos como exemplo um neurônio, ele possui uma alta concentração de íons de potássio (K+) no seu interior e uma alta concentração de íons de sódio (Na+) no seu exterior. A permeabilidade da membrana neural ao potássio, sódio e outros íons é regulada pelas proteínas da membrana, que funcionam como canais reguladores.
A membrana celular é muito mais permeável ao íon potássio K+ do que ao íon sódio Na+. Como os íons tendem a se mover para estabelecer um equilíbrio, parte dos íons de potássio movem-se para uma área onde a sua concentração é menor: fora da célula. O sódio move-se em menor quantidade para dentro da célula (cerca de 100 vezes menos que o potássio). Devido a essa difusão os gradientes de concentração desses íons devem diminuir, isso acarretaria uma perda do potencial de membrana negativo. Para impedir que isso ocorra, a membrana celular possui uma bomba de sódio/potássio que utiliza energia da ATP para manter as concentrações intra e extracelular, bombeando três íons de sódio para fora da célula e dois íons de potássio para seu interior. O resultado final é que mais íons carregados positivamente encontram-se fora da célula do que no seu interior, mantendo o potencial de repouso da membrana.
5.5 - Impulso Nervoso
Impulso nervoso é o sinal elétrico transmitido ao longo do axônio. Esse sinal elétrico é iniciado por algum estímulo, que causa uma alteração da carga elétrica do neurônio, sua direção é dos dendritos para os terminais axônicos. Esse sinal passa de um neurônio ao seguinte, ou termina num órgão efetor, como um grupo de fibras musculares, ou retorna ao sistema nervoso central.
5.6 – Despolarização e Hiperbolarização
Se o interior da célula se tornar menos negativo em relação ao exterior, a diferença de potencial através da membrana diminui: a membrana estará despolarizada. Isso ocorre em qualquer momento em que a diferença de carga torna-se inferior ao PRM de –70mV. Isso resulta numa alteração da permeabilidade da membrana ao sódio.
Se a diferença de carga através da membrana aumentar, passando de um PRM para um valor ainda mais negativo a membrana estará hiperpolarizada.
5.7 – Potenciais Graduados
Os potenciais graduados são alterações localizadas de potencial de membrana. A membrana contém canais iônicos que se abrem com a estimulação, permitindo que os íons se movam do exterior para o interior da célula e vice-versa, alterando a polarização da membrana.
Embora um potencial graduado possa produzir despolarização de toda a membrana celular, geralmente ele é um fenômeno local e a despolarização não se dissemina ao longo do neurônio. Para percorrer a distância total, um impulso deve gerar um potencial de ação.
5.8 - Limiar e Princípio do Tudo ou Nada
Quando ocorre uma estimulação suficiente para causar uma despolarização de pelo menos 15 à 20 mV, há a produção de um potencial de ação. Essa despolarização mínima necessária para a produção de um potencial de ação é denominada Limiar. Qualquer despolarização inferior ao valor do limiar de 15 a 20 mV não produzirá um potencial de ação.
5.9 - Sequencia de Eventos de um Potencial de Ação
1. Aumento da permeabilidade ao sódio e despolarização, consequência da abertura das comportas que controlam o movimento dos íons sódio. A quantidade de sódio que entra na célula excede a quantidade de potássio que sai. A diferença de potencial da membrana altera de -70mV para +30mV. 
2. Diminuição da permeabilidade ao sódio quando as comportas se fecham. Quando o potencial de membrana passa a ser 0mV, ocorre uma resistência ao movimento de cargas positivas para o interior da célula.
3. Abertura das comportas que controlam o movimento do potássio. Os íons de potássio se movem em direção a uma área mais negativa localizada no exterior da célula, ocorrendo a repolarização, retornando a diferença de potencial ao PRM de –70mV.
Após o termino da repolarização, deve ocorrer um evento final antes que o neurônio retorne verdadeiramente ao seu estado de repouso normal. Durante um potencial de ação, o sódio entra na célula. Em seguida para reverter a despolarização, o potássio deixa a célula. A concentração intracelular de sódio é então elevada, assim como a concentração extracelular de potássio – o oposto do estado de repouso. Para reverter isso, quando a repolarização estiver completa, a bomba de sódio-potássio é ativada para fazer com que retornem os íons ao lado correto da membrana.
Quando um determinado segmento de um axônio gera um potencial de ação e as comportas que controlam o sódio estão abertas, ele é incapaz de responder a outro um estímulo. Isso é denominado período refratário absoluto. Quando as comportas de sódio estão fechadas, as de potássio estão abertas e ocorre a repolarização, o segmento do axônio pode então responder a um novo estímulo. No entanto, este deve ser de uma magnitude substancialmente maior para desencadear um potencial de ação. Isso é denominado período refratário relativo.
5.10 - Propagação do Potencial de Ação
Duas Características do neurônio tornam-se particularmente importantes ao considerarmos quão rapidamente um impulso pode passar pelo axônio: a mielinização e o diâmetro.
5.10.1 - Bainha de Mielina
Os axônios da maioria dos neurônios motores são mielinizados, significando que são recobertos por uma bainha composta por mielina, uma substância gordurosa que isola a membrana celular. O sistema nervoso periférico, essa bainha de mielina é formada por células especializadas denominadas células de Schvann.
A bainha não é contínua. Ao longo do axônio, a bainha de mielina apresenta espaços entre células de Schvann adjacentes, deixando o axônio não isolado nesses pontos. Esses espaços são denominados nódulos de Ranvier. O potencial de ação salta de um nódulo ao nódulo seguinte quando ele percorre uma fibra mielinizada. Esse fenômeno é denominado condução saltatória, um tipo de condução muito mais rápido do que os das fibras não mielinizadas.
A velocidade da transmissão do impulso nervoso nas fibras mielinizadas grandes pode ser elevada, de até 100m/s, ou 5 a 50 vezes mais rápida do que a das fibras não mielinizadas do mesmo tamanho.
5.10.2 - Diâmetro do Neurônio
A velocidade da transmissão do impulso nervoso também é determinada pelo tamanho do neurônio. Os neurônios de tamanho maior conduzem impulsos nervosos mais rapidamente do que aqueles de diâmetro menor, por apresentarem menor resistência ao fluxo de corrente local.
6 - Transporte de Membranas
6.1 - Introdução
A membrana plasmática só pode ter sua estrutura evidenciada por microscópios eletrônicos de alta resolução. Exerce permeabilidade seletiva, pois é semipermeável e tem a capacidade de selecionar substancias que entram ou saem da célula por transporte passivo ou ativo. Também é capaz de realizar processos de englobamento de partículas (endocitose e exocitose).
Transporte Passivo (sem gasto energético)
Difusão
Osmose 
Transporte Ativo (com gasto energético)
Bomba de sódio e potássio 
Endocitose/Exocitose (com gasto energético)
Fagocitose
Pinocitose
Clasmocitose 
6.2 - Estrutura da Membrana Plasmática 
A membrana plasmática também chamada de membrana celular é lipoproteica, ou seja, formada por moléculas de lipídeos e de proteínas.
Os lipídeos da membrana são chamados de fosfolipídios e se organizam em uma bicamada (duas camadas justapostas). 
Os fosfolipídios possuem uma cabeça polar, formada por fósforo (que pode ficar em contato com a água) e caudas apolares (que não tem afinidade por água) que ficam voltadas para o interior da membrana. 
As proteínas, que funcionam como portas e janelas da célula, e açúcares ligados aos lipídeos e às proteínas. Ou seja, a composição da membrana plasmática é principalmente lipoproteica (lipídios + proteínas).
A esse modela da membrana damos o nome de MOSAICO FLUIDO. Ele foi proposto por Singer e Nicholson em 1972 e é o modelo aceito hoje em dia.
6.3 - Transporte Passivo 
6.3.1 - Difusão Simples:
Consiste na passagem das moléculas do soluto, do local de maior para o localde menor concentração, até estabelecer um equilíbrio. É um processo lento, exceto quando o gradiente de concentração for muito elevado ou as distâncias percorridas forem curtas. A passagem de substâncias, através da membrana, se dá em resposta ao gradiente de concentração.
6.3.2 - Difusão Facilitada:
Certas substâncias entram na célula a favor do gradiente de concentração e sem gasto energético, mas com uma velocidade maior do que a permitida pela difusão simples. Isto ocorre, por exemplo, com a glicose, com alguns aminoácidos e certas vitaminas. A velocidade da difusão facilitada não é proporcional à concentração da substância. Aumentando-se a concentração, atinge-se um ponto de saturação, a partir do qual a entrada obedece à difusão simples. Isto sugere a existência de uma molécula transportadora chamada permease na membrana. Quando todas as permeases estão sendo utilizadas, a velocidade não pode aumentar. Como alguns solutos diferentes podem competir pela mesma permease, à presença de um dificulta a passagem do outro.
Permease:
6.4 - Osmose
A água se movimenta livremente através da membrana, sempre do local de menor concentração de soluto para o de maior concentração. A pressão com a qual a água é forçada a atravessar a membrana é conhecida por pressão osmótica.
A osmose não é influenciada pela natureza do soluto, mas pelo número de partículas. Quando duas soluções contêm a mesma quantidade de partículas por unidade de volume, mesmo que não sejam do mesmo tipo, exercem a mesma pressão osmótica e são isotônicas. Caso sejam separadas por uma membrana, haverá fluxo de água nos dois sentidos de modo proporcional.
Quando se comparam soluções de concentrações diferentes, a que possui mais soluto e, portanto, maior pressão osmótica é chamada hipertônica, e a de menor concentração de soluto e menor pressão osmótica é hipotônica. Separadas por uma membrana, há maior fluxo de água da solução hipotônica para a hipertônica, até que as duas soluções se tornem isotônicas.
A osmose pode provocar alterações de volume celular. Uma hemácia humana é isotônica em relação a uma solução de cloreto de sódio a 0,9% (“solução fisiológica”). Caso seja colocada em um meio com maior concentração, perde água e murcha. Se estiver em um meio mais diluído (hipotônico), absorve água por osmose e aumenta de volume, podendo romper (hemólise).
Se um paramécio é colocado em um meio hipotônico, absorve água por osmose. O excesso de água é eliminado pelo aumento de frequência dos batimentos do vacúolo pulsátil (ou contrátil).  
Protozoários marinhos não possuem vacúolo pulsátil, já que o meio externo é hipertônico.
A pressão osmótica de uma solução pode ser medida em um osmômetro. A solução avaliada é colocada em um tubo de vidro fechado com uma membrana semipermeável, introduzido em um recipiente contendo água destilada, como mostra a figura.
Por osmose, a água entra na solução fazendo subir o nível líquido no tubo de vidro. Como no recipiente há água destilada, a concentração de partículas na solução será sempre maior que fora do tubo de vidro. Todavia, quando o peso da coluna líquida dentro do tubo de vidro for igual à força osmótica, o fluxo de água cessa. Conclui-se, então, que a pressão osmótica da solução é igual à pressão hidrostática exercida pela coluna líquida.
6.5 - Transporte Ativo
Neste processo, as substâncias são transportadas com gasto de energia, podendo ocorrer do local de menor para o de maior concentração (contra o gradiente de concentração). Esse gradiente pode ser químico ou elétrico, como no transporte de íons. O transporte ativo age como uma “porta giratória”. A molécula a ser transportada liga-se à molécula transportadora (proteína da membrana) como uma enzima se liga ao substrato. A molécula transportadora gira e libera a molécula carregada no outro lado da membrana. Gira, novamente, voltando à posição inicial. A bomba de sódio e potássio liga-se em um íon Na+ na face interna da membrana e o libera na face externa. Ali, se liga a um íon K+ e o libera na face externa. A energia para o transporte ativo vem da hidrólise do ATP.
Muitas membranas pegam carona com outras substâncias ou íons, para entrar ou sair das células, utilizando o mesmo “veículo de transporte". É o que ocorre, por exemplo, com moléculas de açúcar que ingressam nas células contra o seu gradiente de concentração. Como vimos no item anterior, à bomba de sódio/potássio expulsa íons de sódio da célula, ao mesmo tempo em que faz os íons potássio ingressarem, utilizando a mesma proteína transportadora (o mesmo canal iônico), com gasto de energia. Assim, a concentração de íons de sódio dentro da célula fica baixa, o que induz esses íons a retornarem para o interior celular.
Ao mesmo tempo, moléculas de açúcar, cuja concentração dentro da célula é alta, aproveitam o ingresso de sódio e o “acompanham” para o meio intracelular.
Esse transporte simultâneo ocorre com a participação de uma proteína de membrana “cotransportadora” que, ao mesmo tempo em que favorece o retorno de íons de sódio para a célula, também deixa entrar moléculas de açúcar cuja concentração na célula é elevada.
Note que a energia utilizada nesse tipo de transporte é indiretamente proveniente da que é gerada no transporte ativo de íons de sódio/potássio.
6.6 - Endocitose e Exocitose 
Enquanto que a difusão simples e facilitada e o transporte ativo são mecanismos de entrada ou saída para moléculas e íons de pequenas dimensões, as grandes moléculas ou até partículas constituídas por agregados moleculares são transportadas através de outros processos.
 6.6.1 - Endocitose
Este processo permite o transporte de substâncias do meio extra para o intracelular, através de vesículas limitadas por membranas, a que se dá o nome de vesículas de endocitose ou endocíticas. Estas são formadas por invaginação da membrana plasmática, seguida de fusão e separação de um segmento da mesma.
Há três tipos de endocitose: pinocitose, fagocitose e endocitose mediada.
 6.6.1.1 - Pinocitose
Neste caso, as vesículas são de pequenas dimensões e a célula ingere moléculas solúveis que, de outro modo, teriam dificuldades em penetrar a membrana.
O mecanismo pinocítico envolve gasto de energia e é muito seletivo para certas substâncias, como os sais, aminoácidos e certas proteínas, todas elas solúveis em água.
6.6.1.2 - Fagocitose
Este processo é muito semelhante à pinocitose, sendo a única diferença o fato de o material envolvido pela membrana não estar diluído.
Enquanto que a pinocitose é um processo comum a quase todas as células eucarióticas, muitas das células pertencentes a organismos multicelulares não efetuam fagocitose, sendo esta efetuada por células específicas. Nos protistas a fagocitose é frequentemente uma das formas de ingestão de alimentos.
6.7 - Exocitose
Enquanto que na endocitose as substâncias entram nas células, existe um processo inverso: a exocitose.
Depois de endocitado, o material sofre transformações sendo os produtos resultantes absorvidos através da membrana do organito e permanecendo o que resta na vesícula de onde será posteriormente exocitado.
A exocitose permite, assim, a excreção e secreção de substâncias e dá-se em três fases: migração, fusão e lançamento. Na primeira, as vesículas de exocitose deslocam-se através do citoplasma. Na segunda, dá-se a fusão da vesícula com a membrana celular. Por último, lança-se o conteúdo da vesícula no meio extracelular.
7 - Biofísica da Visão
7.1 – Introdução
Um dos mais importantes meios de interação do homem com o mundo se faz através do espectro da radiação luminosa – faixa compreendida entre a cor vermelha e a cor violeta. Esta interação só é possível a dois instrumentos altamente especializados, que tem o tamanho de uma bola de tênis de mesa, dispostas de forma mais ou menos simétrica ao plano sagital – plano que divide o corpo humano em lado direito e lado esquerdo. De modo que se consiga ter uma visão binocular, o que permite uma percepção tridimensional do mundo. Além disso, estesinstrumentos têm sensores especializados na detecção das cores e na detecção da luminosidade. Consegue distinguir imagens se a sequencia estiver abaixo de 10 imagens por segundo. Também distingue dois pontos se a separação angular entre eles, for superior a 1/60 graus, conhecido como ângulo de acuidade visual. 
– Luz
Na antiguidade, alguns filósofos acreditavam que a luz era composta de minúsculas partículas que se alinhavam em linha reta e que possuíam uma velocidade muito grande. A primeira pessoa a contrariar essa ideia foi Leonardo da Vinci, em meados do ano 1500d.C. Leonardo da Vinci comparou o fenômeno do eco, que é de características ondulatória, com fenômenos da reflexão da luz. Devido à grande semelhança entre esses fenômenos, ele levantou a hipótese de que a luz seria uma onda e não um conjunto das partículas.
Mais tarde, no século XVII, essas duas teorias ganharam dois fortes adeptos. Newton defendia a idéia dos antigos filósofos gregos, dando a ela o nome de modelo corpuscular da luz. C. Hughens, um físico holandês, defendia a teoria de Leonardo da Vinci a ela dando o nome de modelo ondulatório da luz.
Finalmente, no início do século XIX, Young observou o fenômeno da interferência.
Como a interferência é um fenômeno caracteristicamente ondulatório, a teoria corpuscular de Newton estava começando a cair por terra.
Em 1862, estudando o fenômeno da refração, o físico francês Foucault conseguiu medir medir a velocidade da luz na água. Newton dizia que esse valor seria maior do que a velocidade da luz no ar, devido a uma força de atração F, que provocaria uma mudança na direção do movimento das partículas do feixe luminoso. Foucault observou exatamente o contrário: a velocidade da luz, na água, era menor do que a sua velocidade no ar. Sendo as assim as teorias de Newton sobre o assunto foram abandonadas.
– Olho Humano
O globo ocular humano é constituído por diversos meios transparentes (córnea, humor aquoso, cristalino, humor vítreo), separados entre si por superfícies que são aproximadamente esféricas. Exteriormente está rodeado quase completamente por uma membrana opaca branca chamada esclerótica, à exceção da zona frontal - a córnea - que é transparente e mais acentuadamente convexa. A íris é um diafragma, cuja abertura é a pupila, pela qual a luz penetra no olho. O cristalino é uma lente biconvexa elástica (pode variar de forma, constituindo uma lente de potência variável) sendo acionada pelos músculos ciliares. O cristalino divide a região interna do olho em duas câmaras, que contêm os meios humor aquoso e humor vítreo. A retina é uma membrana delgada transparente, sensível à luz, onde se formam imagens reais dos objetos observados pelo olho. A parte central da retina é a fóvea e apresenta sensibilidade máxima à luz, proporcionando uma visão nítida dos objetos. A retina é uma ramificação do nervo óptico. As células nervosas, através deste, enviam as informações visuais ao cérebro. 
- O olho como sistema óptico
O olho humano pode ser analisado através de um modelo simples, que equivale opticamente aos efeitos produzidos pela córnea, pelo cristalino e pelos humores aquoso e vítreo. Tal sistema é designado por olho reduzido, sendo constituído basicamente por uma lente que representa os diversos meios ópticos que formam o olho e um alvo que representa a retina.
O funcionamento do olho humano é muito semelhante ao funcionamento de uma câmara fotográfica. De um objeto real situado diante da lente L (objetiva), o sistema óptico conjuga uma imagem real sobre um alvo sensível à luz (retina).
Quando o objeto varia a sua distância em relação à lente, a imagem continua a formar-se sobre a retina. Isso é possível devido à ação dos músculos ciliares, que alteram as curvaturas das faces dos cristalino. Este mecanismo de ajuste da imagem sobre a retina é designado por acomodação visual. Graças à acomodação visual, as imagens dos objetos situados a diferentes distâncias situam-se sempre sobre a retina.
Quando o objeto se situa muito longe do olho (objeto no infinito - ponto remoto PR), o foco-imagem da lente coincide com a retina. Esta situação corresponde ao estado de repouso do olho, isto é, à ausência de tensão nos músculos ciliares; portanto, o objeto é observado sem esforço visual. Devido a este fato, é bastante repousante observar uma paisagem à distância.
Se o objeto se aproximar mais e mais do olho, ele pode ser visto com nitidez, devido ao mecanismo de acomodação, até chegar a uma distância em que parece desfocado. A distância mínima, a partir da qual o olho não é capaz de focar nitidamente a imagem sobre a retina, é designada por distância mínima de visão distinta e, nesse caso, a tensão dos músculos ciliares é máxima na acomodação. O ponto mais próximo do olho que pode ser visto nitidamente é designado por ponto próximo PP. O ponto próximo situa-se aproximadamente a 25 cm do olho, para o olho normal (esta distância aumenta com a idade).
– Defeitos Visuais
Até agora analisamos o princípio de funcionamento do olho humano como sistema óptico, para o caso do olho normal ou emétrope, ou seja, o olho capaz de focar na retina feixes de raios paralelos, sem necessidade de acomodação, isto é, o foco imagem encontra-se na retina. Quando isto não acontece, o olho diz-se amétrope.
7.5.1 - Miopia
A miopia é uma anomalia de visão onde os raios paralelos que provêm do infinito convergem para um ponto antes da retina; isto ocorre devido a uma excessiva convergência do cristalino. O olho míope tem o seu ponto remoto mais próximo do que o olho normal, e não no infinito. A correção da miopia é feita através de lentes divergentes, de modo que, associando ao olho uma lente divergente, a convergência da associação diminui.
7.5.2 - Hipermetropia
A hipermetropia é uma anomalia de visão onde os raios que provêm de um objeto no infinito formam o seu foco num ponto atrás da retina; isto ocorre devido à pouca convergência do cristalino. Se um hipermetrope observa um objeto no infinito, para que a imagem se forme sobre a retina, ele deve exercer um esforço visual através dos músculos ciliares utilizando, portanto, o mecanismo de acomodação visual. A correção da hipermetropia é feita através de lentes convergentes de modo que, associando ao olho uma lente convergente, a convergência da associação aumenta.
O ponto próximo de um hipermetrope encontra-se mais afastado do olho do que no caso de um olho normal. No caso de um objeto (A) colocado a 25 cm do olho, a lente convergente fornece uma imagem (A') situada sobre o ponto próximo do hipermetrope.
7.5.3 - Presbiopia
A presbiopia costuma ocorrer em pessoas de idade avançada (daí esta anomalia ser conhecida por "vista cansada").
Fundamentalmente, o fenômeno consiste num aumento gradual da distância mínima de visão distinta como consequência da diminuição da elasticidade do cristalino e dos músculos ciliares.
Uma lente convergente corrige o defeito, fazendo com que objetos próximos sejam vistos com nitidez. Deste modo, é comum uma pessoa idosa ter necessidade de usar óculos com lentes bifocais: a parte inferior, de natureza convergente, corrige a presbiopia; a parte superior corrige outro tipo de defeito.
7.5.4 - Astigmatismo
O astigmatismo é uma anomalia de visão caracterizada pela forma não esférica da córnea. O olho astigmático forma sobre a retina as imagens dos objetos sem nitidez ocasionando, portanto, uma visão sombreada dos objetos observados. A correção do astigmatismo é feita através de lentes cilíndricas.
8 – Biofísica da Audição
8.1 – Introdução
Ao contrário do que muitos acreditam o ouvido humano não é só responsável pela audição, mas também pelo controle de equilíbrio e pela percepção de movimento. O sistema auditivo consegue trabalhar numa ampla faixa de frequência e intensidade. Por exemplo, a maior frequência ouvida é 1000 vezes maior que a menor frequência audível. Já no caso da gama de intensidade, esta faixa ainda é maior. Só para se ter uma idéia a intensidade do som que causa sensação de desconforto é um milhão de milhãode vezes maior que o som menos intenso detectável pelo ouvido.
8.2 - Biofísica
8.2.1 - Física do Som
O som pode ser representado por um movimento ondulatório, com pulso longitudinal e é a transmissão de uma perturbação material, pode ser visto levando em consideração dois aspectos:
Perturbação material, deslocamento de energia: Se temos um tubo com ar onde se aplica um sinal sonoro em uma das extremidades, na propagação aparecem zonas de compressão e rarefação do ar.
Representação com movimentos de ondas: No lançamento de uma pedra no centro de um tanque com água, aparecem dois movimentos ondulatórios.
8.2.2 - Comprimento de Onda
É a distância percorrida num ciclo completo, é representado por lambda. O comprimento de onda varia conforme o meio de propagação, fonte emissora.
8.2.3 - Velocidade
É o espaço percorrido pela onda. Equivale a dividir o comprimento da onda pelo período. A velocidade depende do meio da propagação.
8.3 – Fundamentos Físicos
8.3.1 – Acústica
O som é uma sensação percebida pelo cérebro devido à chegada de uma onda sonora no ouvido. A parte da Física que estuda o som é a acústica. As ondas sonoras são longitudinais, isto é, sua direção de propagação é paralela a de vibrações das partículas do meio em que se propaga. A velocidade de uma onda sonora depende das propriedades elásticas e inerciais do meio. No mecanismo da audição as partes que compõem os ouvidos médio e interno vibram na direção em que a onda se propaga desde os tímpanos até os cílios do ouvido interno. As propriedades elásticas e inerciais de cada uma dessas partes desempenham papel importante na propagação de energia sonora, ou seja, o som físico percebido pelo ouvido pode ser definido por três características: intensidade, altura e timbre.
8.3.2 – Propagação do Som
"O som se propaga em função das propriedades do meio transmissor. A velocidade é diretamente proporcional a temperatura e inversamente proporcional ao módulo de elasticidade do meio." (HENEINE, 2005, p. 324)
Nos tecidos biológicos, assim como ocorre na água, o som apresenta-se com movimentos ondulatórios devido ao aumento de energia cinética das moléculas do meio, o que facilita a perturbação material. 
8.3.3 - Reflexão do Som 
Para HENEINE (2005, p. 325) quando há uma superfície que se opõe a propagação do som, ele muda de direção, com ângulo de incidência igual ao da reflexão. A reflexão do som também é o princípio do sonar e da exploração biológica através de ultrassom. 
8.3.4 - Difração do Som 
É descrito como sendo a capacidade que as ondas possuem de contornar os obstáculos. Por exemplo, por uma porta entreaberta passa muito som e ruído. 
8.3.5 - Interferência 
É responsável pela perda da discriminação de sons e ruídos, ou seja, o aumento ou diminuição da intensidade do som, devido ao somatório dos pulsos de onda. 
8.3.6 - Efeito Doppler 
É a mudança aparente de frequência, quando existe movimento relativo entre emissor e receptor, seja se aproximando ou se afastando um do outro. Nesse caso, a frequência Vr do receptor não será a mesma que a frequência Vo da onda na fonte. Podemos observar esse fenômeno em sirenes de ambulâncias. Esse efeito é usado para determinar a velocidade da circulação sanguínea, usando ondas refletidas pelo sangue que se afasta. 
8.4 - Aparelho Auditivo 
É o conjunto de subsistemas que tem a capacidade de transformar estímulos externos de origem física (ondas mecânicas) em impulsos elétricos internos, que terminam agindo sobre células ciliadas e seus nervos terminais, sendo enviadas ao cérebro, que codifica o estímulo mecânico inicial, causando a sensação de audição. Assim sendo, podemos dizer que o ouvido humano é um órgão extremamente sensível, capaz de converter até o menor estímulo mecânico, produzido em um meio externo. 
Existem animais que tem essa capacidade mais avançada de captura e interpretação dos sons, como os morcegos e os cetáceos, por exemplo. O cachorro é outro animal que também tem a sua audição especializada. Esses animais conseguem receber e converter estímulos não detectáveis ao ouvido humano. 
8.5 - Sentido da Audição X Sentido da Visão 
É interessante comparar as propriedades físicas da audição com outro sentido para entender algumas particularidades do mesmo. Estaremos fazendo um comparativo com o sentido da visão. 
A visão possui a característica de ser sintética, ou seja, os impulsos energéticos são somados. Um exemplo disso é que a mistura azul com amarelo, da à sensação do verde. O ouvido porém, é capaz de perceber dois sons de frequências diferentes, mesmo se estiverem sendo emitidos simultaneamente. 
A visão tem a persistência retiniana e nos permite a ilusão visual do cinematógrafo (cinema) pela fusão de imagens sucessivas. O som não tem persistência e nos permite ouvir música, pela sequencia de sons separadamente. 
8.6 - Anatomia Funcional: Estrutura e Função do Aparelho Auditivo 
O ouvido é constituído de três partes: ouvido externo, médio e interno. Descreveremos sumariamente cada parte que compõe o ouvido separadamente, sua estrutura e função.
8.6.1 - Ouvido Externo (Captação e Condução do Som) 
É a parte do ouvido que está em contato com o meio externo. É nessa parte que incide o estímulo produzido por uma fonte sonora. É formado pelo pavilhão auricular, ou orelha, e o canal auditivo, ou meato. O canal tem aproximadamente 0,7 cm de diâmetro e 2,5 cm de comprimento e termina na membrana timpânica.
A estrutura é basicamente a mesma no homem e nos outros mamíferos, salvo as particularidades de cada espécie.
"No humano, o pavilhão é pouco efetivo se comparado ao de alguns animais, onde essa parte produz um ganho apreciável para certos intervalos de frequência do som detectado." (DURÁN, 2005,p.228)
HENEINE (2005,p. 329), afirma que alguns animais são até capazes de mover o pavilhão auditivo, e dessa forma, direcionar a captação, semelhante a uma antena  de radar.
8.6.2 - Ouvido Médio (Transformação da Energia Sonora em Deslocamento Mecânico)
A membrana timpânica é o início do ouvido médio. Este se comunica com o exterior através da trompa de Eustáquio. É uma cavidade de ar com aproximadamente 2cm³ de volume. A função desse canal é equalizar as pressões interna e externa, porque qualquer diferença de pressão entre o ouvido médio e o ambiente externo é intolerável.
Nele está localizada a cadeia mecânica que transmite o som para as estruturas do ouvido interno.
O tímpano vibra sob o impacto da pressão sonora, em amplitude proporcional a intensidade do som. A eficácia mecânica do tímpano, que é uma membrana de 65mm2, com apenas 0,1 mm de espessura, permite que os seus movimentos sejam transmitidos ao martelo, daí para a bigorna e desta para o estribo.
Através desse sistema de alavancas, a pressão exercida na janela oval pelo estribo pode ser 3 a 20 vezes maior que a pressão exercida pelo som no tímpano. Essa necessidade é interessante para os eventos seguintes da audição que ocorrem em meio líquido, a cóclea.
8.6.3 - Ouvido Interno (Transformação do Movimento Mecânico em Hidráulico, e deste em Pulso Elétrico)
Nesta parte do ouvido, a energia transportada pelo estímulo sonoro será convertido em um sinal elétrico, o qual será levado ao córtex auditivo. Sua estrutura contém a cóclea, que constitui o labirinto anterior.
 A cóclea tem 21/2 voltas, e está representada como um cone de 35 mm de comprimento. É separada em dois compartimentos principais, a rampa vestibular (em cima) e a rampa timpânica (embaixo) pela membrana basilar.
 A galeria superior da cóclea, ou rampa vestibular, comunica-se com o ouvido médio através da janela oval. A galeria média ou canal coclear contém o órgão de Corti. A galeria inferior ou rampa timpânica, se comunica com o ouvido médio através da janela redonda. O pulso se propaga rapidamente, mas durante o trajeto, estabelece gradientes de pressão entre a rampa superior e a inferior. Esse gradiente de pressão comprime o órgão de Corti, que gera um impulso elétrico.
 Um fator biofísico importante nesse processo segundo HENEINE(2005, p. 330), é a diferença de potencial entre o órgão de Corti (+ 80 mv) e a endolinfa (- 70 mv), o que torna as células extremamente sensíveis e excitáveis.
8.7 - Transmissão e Recepção das Ondas Sonoras Pelo Ouvido
De acordo com DURÁN (2005, p.229)  “o estímulo sonoro é transportado pelo sistema tímpano-ossicular penetrando na perilinfa da rampa vestibular”. Ele afirma ainda que em consequência disso, nessa região do ouvido interno, irá ocorrer um deslocamento simultâneo das membranas de Reissner e basilar do canal coclear.
 As células receptoras e de sustentação tem em comum a membrana basilar em toda sua extensão, por isso quando há uma oscilação na base dessa membrana, o estímulo se propaga como uma onda viajante FIGURA 10.18.  Essas ondas viajantes chegarão ao cérebro através das células ciliadas internas que fazem sinapses com neurônios. O estribo faz vibrar a janela oval, que gera uma onda viajante propagando-se pela perilinfa, oscilando a membrana basilar.
As células ciliares se comportam como um transdutor convertendo energia mecânica em elétrica ou vice-versa. As sinapses se utilizam de vários neurotransmissores, entre os quais podemos citar acetilcolina e encefalina.
 Em síntese, a função do ouvido interno é transformar as ondas de energia de compressão dentro do fluído em impulsos nervosos que podem ser transmitidos ao cérebro.
8.8 - Anomalias da Audição 
Podem ser agrupadas em dois grupos gerais: Surdez de condução e surdez nervosa.
Na surdez de condução há obstrução no canal auditivo externo, ou lesões no tímpano ou ossículos. Pode ocorrer por causas simples como obstrução no meato por cerume ou secreções purulentas incrustadas, ou ainda, causas graves como lesões nos ossículos, causados por traumas, por exemplo.
Na surdez nervosa há lesões na cóclea ou no nervo ótico. Esse tipo é mais grave, pois pode resultar de infecções que destroem a cóclea. Isso pode ocorrer por uso de antibióticos. Nesse caso, as lesões por medicamentos são irreversíveis.
 8.8.1 - Diagnosticando Anomalias da Audição
Existem testes e exames que verificam e diferenciam os tipos de surdez de maneira muito eficiente. Dentre eles, podemos citar: teste de Weber, teste de Rinne, teste do diapasão e teste da orelhinha.
 •   Teste de Weber: Um diapasão vibrante é colocado no plano sagital em contato com atesta para verificar ambos os ouvidos.
 •   Teste de Rinne: O diapasão vibrante é colocado sobre a apófise do temporal. À medida que a energia se dissipa, o som vai diminuindo.
 •   Teste do diapasão: O instrumento vibrando é testado alternadamente nos dois ouvidos, por obliteração de um deles. O diapasão vai sendo afastado até que o paciente indique que não mais ouve.
 •   Teste da orelhinha: Um teste simples feito 48 horas após o nascimento do bebê pode detectar se ele tem algum problema auditivo e evitar problemas na fala e no aprendizado da criança. A avaliação é rápida, indolor e importante para toda a vida da pessoa.
 O exame é feito no berçário em sono natural, de preferência no 2º ou 3º dia de vida Demora de 5 a 10 minutos, não tem qualquer contraindicação, não acorda nem incomoda o bebê Não exige nenhum tipo de intervenção invasiva (uso de agulhas ou qualquer objeto perfurante) e é absolutamente inócuo. A triagem auditiva é feita inicialmente através do exame de Emissões acústicas evocadas (código 51.01.039-9 AMB).
Geralmente após o diagnóstico de surdez de condução, ao paciente é indicado desobstrução do pavilhão auditivo, e nos casos mais graves, a surdez nervosa, é indicada uso de aparelhos auditivos, sendo que há exceções que não há como tratar.
9 - Gráficos
9.1 - Introdução.
Os vários tipos de representação gráfica constituem uma ferramenta importante, pois facilitam a análise e a interpretação de um conjunto de dados.
Os gráficos estão presentes em diversos meios de comunicação (jornais, revistas, internet) e estão ligados aos mais variados assuntos do nosso cotidiano.
Sua importância está ligada à facilidade e rapidez com que podemos interpretar as informações. Os dados coletados e distribuídos em planilhas podem ser organizados em gráficos e apresentados de uma forma mais clara e objetiva.
Várias instituições financeiras espalhadas pelo mundo (Bovespa, BM&F, Down Jones, Nasdaq, Bolsa de Nova York, Frankfurt, Hong-Kong, etc.) fazem uso dos gráficos para mostrar a seus investidores os lucros, os prejuízos, as melhores aplicações, os índices de mercado, variação do Dólar e do Euro (moedas de trocas internacionais), valorização e desvalorização de ações, dividendos, variação das taxas de inflação de países e etc.
O recurso gráfico possibilita aos meios de comunicação a elaboração de inúmeras ilustrações, tornando a leitura mais agradável.
 O Gráfico é a tentativa de se expressar visualmente dados ou valores numéricos, de maneiras diferentes, assim facilitando a compreensão dos mesmos. Existem vários tipos de gráficos e os mais utilizados são os de colunas, os de linhas e os circulares.
9.2 - Tipos de gráficos:
Gráficos de colunas ou Gráficos de linha são basicamente compostos por dois eixos, um vertical e outro horizontal.
Os gráficos de colunas são muito usados para comparar quantidades. As colunas podem aparecer na vertical ou na horizontal, quando também são chamadas de barras. Seja na horizontal ou na vertical, quanto maior o comprimento de uma barra, maior o valor que representa. Já os gráficos de linha são muito usados para mostrar crescimento, decréscimo ou estabilidade.
Gráficos circulares (pizza) são representados por círculos divididos proporcionalmente de acordo com os dados do processo a ser representado. Os valores são expressos em números ou em percentuais (%).
O gráfico em pizza é elaborado com um círculo e repartido conforme o valor que será divulgado, pode-se colocar cada parte uma cor, e a legenda também é opcional.
9.3 - Representações gráficas
Gráfico de segmentos
Observe a tabela que mostra a venda de livros de uma livraria no primeiro semestre de determinado ano:
O gráfico de segmento é utilizado principalmente para mostrar crescimento, decréscimo ou estabilidade.
Gráfico de Barras e de colunas
A tabela a seguir mostra o desempenho em Matemática dos alunos de uma determinada série:
Gráfico de setores
10 – Radioatividade
10.1 – Introdução
O homem sempre conviveu com a radioatividade. Na superfície terrestre pode ser detectada energia proveniente de raios cósmicos e da radiação solar ultravioleta
Nas rochas, encontramos elementos radioativos, como o urânio-238, urânio-235, tório-232, rádio-226 e rádio-228.
Até mesmo em vegetais pode ser detectada a radioatividade: as batatas, por exemplo, contêm potássio-40. As plantas, o carbono-14.
No nosso sangue e ossos encontram-se potássio-40, carbono-14 e rádio-226.
Veja abaixo alguns exemplos das radiações em nosso dia-a-dia:
10.2 - Descoberta
O fenômeno da radioatividade foi descoberto pelo físico francês Henri Becquerel, em 1896. Becquerel realizou diversos estudos e verificou que sais de urânio emitiam radiação semelhante à dos raios-X, impressionando chapas fotográficas.
10.3 - Fenômeno
Se um átomo tiver seu núcleo muito energético, ele tenderá a estabilizar-se, emitindo o excesso de energia na forma de partículas e ondas.
10.4 – Radiações Alfa, Beta e Gama
As radiações alfa (a) e beta (b) são partículas que possuem massa, carga elétrica e velocidade. Os raios gama (g) são ondas eletromagnéticas (não possuem massa), que se propagam com a velocidade de 300.000 km/s.
10.5 - Meia-vida Elementos
Cada elemento radioativo se transmuta a uma velocidade que lhe é característica. Meia-vida é o tempo necessário para que a sua atividade radioativa seja reduzida à metade da atividade inicial.
Após o primeiro período de meia-vida, somente a metade dos átomos radioativos originais permanecem radioativos. No segundo período, somente 1/4, e assim por diante. Alguns elementos possuem meia-vida de frações de segundos. Outros, de bilhões de anos.
10.6 - Isótopos
Isótopossão átomos de um mesmo elemento químico, porém com massas diferentes. Quando o isótopo é radioativo, é chamado de radioisótopo.
10.7 - Irradiação
Irradiação é a exposição de um objeto ou um corpo à radiação, o que pode ocorrer à distância, sem necessidade de contato. Irradiar, portanto, não significa contaminar.
10.8 - Contaminação
Contaminação, radioativa ou não, caracteriza-se pela presença indesejável de um material em local onde não deveria estar.
No caso de materiais radioativos, a contaminação gera irradiações.
Para descontaminar um local, retira-se o material contaminante. Sem o contaminante o lugar não apresentará irradiação, nem ficará radioativo.
11 – Considerações Finais
Consideramos neste trabalho, as mudanças e os acontecimentos Físicos voltado para a biologia do Homem e suas ações cientificas, através de suas características como, o transportes das células, a visão, a audição, as radiações, enfim, tudo o que se foi aprendendo e descobrindo com o tempo.
Notamos a importância da analise dos fatores, na qual cada organismo se diferencia, através de seus meios.
12 - Referências
http://www.afh.bio.br/nervoso/nervoso1.asp
COSTILL, DAVID L.; WILMORE, JACK H. Fisiologia do esporte e do exercício.
2º ed. São Paulo: Manole, 2002.
GUYTON, ARTHUR C.; HALL, JOHN E. Tratado de fisiologia médica. 10ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002.
http://www.portaleducacao.com.br/educacao/principal/principal.asp
POWERS, SCOTT; EDWARD, HOWLEY. Fisiologia do exercício. São Paulo: Manole, 2002.
www.planetabio.com.br
www.sobiologia.com.br
Robortella, Avelino e Edson, ÓPTICA GEOMÉTRICA, volume IV, Editora Ática, 1984 (ligeiramente adaptado).
http://www2.ufpa.br/ensinofts/capitulo2.html
http://www.colmagno.com.br/plus/Francisco_Mendes/Biofisica_Visao_IMPRESSAO_3X1.pdf
http://www.ufpa.br/ccen/fisica/biofisica/capit3/capitulo3.html
DURÁN,José Enrique Rodas. Biofísica – Fundamentos e Aplicações. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005,318 p. 
HENEINE, Ibrahim Felippe. Biofísica Básica. São Paulo: Atheneu.,2005, 384 p. 
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAafEAG/biofisica-audicao
http://www.brasilescola.com/matematica/graficos.htm
http://educar.sc.usp.br/fisica/graficos.html
Livro - Gráficos, teoria, modelos, algaritmos - Paulo Oswaldo Boaventura Netto