1 Biofisica elemen fundamen e campos 12 02 2017

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Biofísica 
 Elementos Fundamentais 
Cristiano Oliveira Souza
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Def.: Estudo da matéria, energia, espaço e tempo nos sistemas biológicos
Biofísica
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Sons 
Luzes
Cores
Movimento
Elementos fundamentais Matéria(massa), Energia, Espaço, tempo
Universo & Seres vivos
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Matéria: pelos objetos; corpos; alimentos. 
Energia: pelo calor; luz; som; pelo trabalho físico.
Espaço: pelas distâncias; áreas e volume dos objetos.
Tempo: pela sucessão do dia e noite; pela espera dos acontecimentos e pela duração da vida. 
BIOFÍSICA
 Grandeza Física é tudo aquilo que pode ser medido e associado a um valor numérico e a uma unidade. 
GRANDEZAS FÍSICAS
As grandezas físicas estão relacionadas aos rítmos biológicos circadianos ; por ex. ritmos da termorregulação ; ritmos no sistema respiratório e rítmos no sistema cardiovascular.
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Combinações:
Área = espaço²
Volume= espaço³
Elementos Fundamentais
Matéria, Energia, Espaço e Tempo
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Massa × volume = densidade
Força × tempo / área = viscosidade
Força / distância ou trab / área = tensão superficial
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Espaço / tempo = velocidade
Velocidade × tempo = aceleração
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Massa × aceleração = força
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Força / área = pressão
Pressão × volume = trabalho
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Força × distância = trabalho ou energia
Trabalho / tempo = potência
 
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Temperatura = energia térmica
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Freqüência = n° de eventos / tempo
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Gravitacionais
Eletromagnético
Nuclear
Campos
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Força de atração
Campo gravitacional
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Gravidade
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Forças de atração e repulsão
Podem possuir cargas
Campo Eletromagnético
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Elétrico
Magnético
Cargas iguais se repelem e opostas se atraem.
Campo EM com carga (+ / - )
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H²O & Microondas
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Radiação eletromagnética
Ex: Raio X, luz, calor, etc
Campo EM sem carga
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As radiações eletromagnéticas são ondas no mesmo sentido. 
- Transportar energia pura
- São ondas transversais
- Tem altas velocidade
Campo Eletromagnético
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 Há apenas uma divisão arbitrária entre um tipo de radiação e o tipo seguinte, exceto para os limites do espectro visível que podem ser definidos precisamente pelo que o olho humano pode e não pode ver.
 As radiações são produzidas sempre que os elétrons são acelerados ou desacelerados.
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 Interações das radiações com a matéria pode ocorrer: transmissão, reflexão e absorção. 
A quantidade de cada uma depende do comprimento de onda ou freqüência e da natureza do material.
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REFLEXÃO DAS RADIAÇÕES
 A quantidade de reflexão depende:
 Da natureza da radiação	
- Do ângulo de incidência
 Da natureza da superfície
A direção da radiação refletida depende
	- Do ângulo incidente
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REFRAÇÃO
Quando a radiação encontra um meio pelo qual passa com uma velocidade diferente, a sua direção é alterada e sofre refração a menos que a radiação seja perpendicular à interface.
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ABSORÇÃO E PENETRAÇÃO
 Profundidade de penetração 
	 - Profundidade na qual 63% 	da radiação original foi 	absorvida.
 Profundidade de meio valor 
	- Profundidade na qual 50% foi 	absorvida.
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Penetração:
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 DISPERSÃO
Def.:Direção da radiação no material é alterada por numerosas reflexões e refrações.
Em geral, os comprimentos de onda, mais curtos, sofrem forte dispersão na pele, reduzindo sua penetração. 
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Formas de transferência de energia
Condução: transferência de calor entre dois corpos que estão em contato físico. (colisão de moléculas)
Convecção: transferência de calor através da movimentação de um meio, ar ou água. (três estados da matéria sólido, líquido e gasosos)
Radiação: a transferência de calor ocorre sem um meio, ocorre pela energia radiante. 
Evaporação: a mudança do estado líquido para o gasosos desencadeia perda de temperatura.
Elétrons que se aproximam do núcleo dos átomos-alvo do ânodo, são atraídos por eles, sofrem encurvamento de sua trajetória (desaceleração), perdendo parte de sua energia sob a forma de fótons de raios X.
Campo nuclear
Distribuição das partículas no átomo
1/1836
Radioatividade
Capacidade que certos átomos possuem de emitir radiações eletromagnéticas e partículas de seus núcleos instáveis com o objetivo de adquirir estabilidade.
A emissão de partículas faz com que o átomo radioativo de determinado elemento químico se transforme num átomo de outro elemento químico diferente.
REAÇÃO NUCLEAR
Radioatividade
EMISSÕES RADIOATIVAS
Emissão alfa (a):
As partículas alfa são constituídas por 2 prótons e 2 nêutrons – núcleo de um átomo de hélio (2He4).
Emissão alfa (a):
Emissão beta (b):
As partículas beta são elétrons emitidos pelo núcleo instável – transformação de nêutrons em prótons.
Se existir excesso de cargas positivas (prótons) é emitida uma partícula beta positiva – pósitron (b+).
EMISSÕES RADIOATIVAS
Emissão beta (b):
(299.792.458 m/s)
Emissão gama (g):
Radiação gama é formada por ondas eletromagnéticas emitidas por núcleos instáveis logo em seguida à emissão de uma partícula alfa ou beta.
Mesma natureza da luz - sem carga elétrica nem massa.
EMISSÕES RADIOATIVAS
EMISSÕES RADIOATIVAS
Radiação
Transmissão de energia de um sistema para outro por meio de ondas eletromagnéticas (calor, luz visível, raios ultravioleta, raios X, etc) ou então de partículas dotadas de massa (radiações alfa e beta).
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Classificação das Radiações
OBS: Classificação de acordo com o efeito que a radiação produz na matéria com a qual interage.
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Os átomos são formados por núcleo e elétrons, que são orbitais, ou seja, gravitam em torno do núcleo. As partículas que formam o núcleo são unidas por uma força de atração. Quando uma energia externa é aplicada, o núcleo do átomo é desintegrado, liberando calor e radiação.