Laboratorium z Biofizyki | FTiMS - Politechnika Gdańska

Laboratorium Biofizyki

Lokalizacja: Gmach Główny, nr lab. 23,28

Osoba odpowiedzialna: dr Brygida Mielewska, prof. PG

Kontakt: Gmach Główny, pok. 114, tel. (58) 347 28 86, e-mail: brymiele@pg.edu.pl

Cele i zakres laboratorium:

• zapoznanie studentów z opisem zjawisk fizycznych występujących w układach biologicznych,
• zapoznanie studentów z problematyką wpływu różnorodnych czynników fizycznych na organizm żywy,  
• kształtowanie umiejętności posługiwania się przyrządami pomiarowymi, analizy eksperymentu i oceny niepewności pomiarowych oraz wykorzystania podstawowych metod rachunku błędów.

Ćwiczenia umożliwiają studentom badanie typowych zjawisk zachodzących w układach biologicznych (np. zjawiska osmozy lub powstawania potencjału dyfuzyjnego), a także  badania  cech narządów człowieka na przykładzie modeli (np.ćwiczenie: „Akustyczna orientacja przestrzenna”) lub na przykładzie własnego organizmu (np. ćwiczenia: „Ustalenie pola widzenia człowieka”, „Zdolność rozdzielcza oka ludzkiego”).

Spis ćwiczeń – laboratorium

1. Akustyczna orientacja przestrzenna.
2. Ustalenie pola widzenia człowieka
3. Zdolność rozdzielcza oka ludzkiego
4. Określanie potencjału dyfuzji
5. Wyznaczanie krzywej progu słyszalności i progu dyskryminacji częstotliwości
6. Neurosymulator – badanie pobudzenia komórki nerwowej
7. Refraktometria – pomiar zależności między stężeniem roztworu a współczynnikiem załamania światła

Ćwiczenie 1. Akustyczna orientacja przestrzenna.

Cele ćwiczenia:

1. Zapoznanie studentów z problematyką rozchodzenia się fali dźwiękowej w ośrodku oraz odbioru fali dźwiękowej przez ucho ludzkie, w szczególności rolą ucha zewnętrznego w odbiorze i wzmocnieniu dźwięku oraz zapoznanie studentów z problematyką lokalizacji źródeł dźwięku w przestrzeni, powstawaniem międzyusznej różnicy czasu i międzyusznej różnicy natężenia
2. Pomiar międzyusznej różnicy czasu i międzyusznej różnicy natężenia w zależności od kąta padania przy użyciu modelu głowy człowieka
3. Określenie rozdzielczości kątowej układu
4. Analiza zebranych danych i sformułowanie wniosków

1. Moduł pomiarowy Cobra3 (podłączony do zasilacza 12V oraz komputera)
2. Model głowy
3. Statyw obrotowy
4. Podziałka kątowa
5. Kamerton (440Hz) z pudłem rezonansowym
6. Młotek gumowy

Ćwiczenie 2. Ustalenie pola widzenia człowieka

Cele ćwiczenia:

1. Zapoznanie studentów z problematyką odbioru fali świetlnej przez oko ludzkie, rolą czopków i pręcików w widzeniu fotopowym i skotopowym oraz z problematyką dysfunkcji narządu wzroku
2. Określenie pola widzenia człowieka dla oka lewego i prawego, dla światła białego, czerwonego, niebieskiego i zielonego przy użyciu perymetru
3. Określenie położenia plamki ślepej
4. Badanie zakresu pola widzenia obuocznego
5. Analiza zebranych danych i sformułowanie wniosków

1. Perymetr
2. Podziałka kątowa
3. Statyw obrotowy

Ćwiczenie 3. Pomiar czasowej zdolności rozdzielczej oka człowieka

Cele ćwiczenia:

1. Zapoznanie studentów z problematyką odbioru fali świetlnej przez oko ludzkie, w szczególności z mechanizmem stymulacji receptorów światła na poziomie molekularnym
2. Zapoznanie studentów z mechanizmem odbioru bodźców świetlnych w zależności od odległości między źródłami oraz czasu trwania impulsu - przestrzenna i czasowa zdolność rozdzielcza
3. Określenie maksymalnej częstotliwości migotania markera świetlnego, przy której światło postrzegane jest jeszcze jako nieciągłe, jako funkcji kąta w płaszczyźnie horyzontalnej przy jasnym oświetleniu oraz przy zaciemnieniu
4. Analiza zebranych danych i sformułowanie wniosków

1. Perymetr
2. Podziałka kątowa
3. Generator  napięcia sinusoidalnego
4. Dioda LED

Ćwiczenie 4. Wyznaczanie potencjału dyfuzyjnego

Ćwiczenie 5. Wyznaczanie krzywej progu słyszalności i progu dyskryminacji częstotliwości

Cele ćwiczenia:

1. Zapoznanie studentów z problematyką rozchodzenia się fali dźwiękowej w ośrodku oraz odbioru fali dźwiękowej przez ucho ludzkie, w szczególności rolą ucha zewnętrznego w odbiorze i wzmocnieniu dźwięku.
2. Zapoznanie studentów z cechami obiektywnymi i subiektywnymi dźwięku.
3. Pomiar progu słyszalności człowieka – zależności minimalnego słyszalnego natężenia fali dźwiękowej w funkcji częstotliwości.
4. Określenie progu dyskryminacji częstotliwości ucha człowieka – najmniejszej wyczuwalnej przez badanego różnicy częstotliwości dźwięku.
5. Analiza zebranych danych i sformułowanie wniosków.

1. Moduł pomiarowy Cobra3 (podłączony do zasilacza 12V oraz komputera) lub miernik uniwerslany
2. Słuchawka nagłowna dwuuszna
3. Sinusoidalny generator drgań.

Ćwiczenie 6. Neurosymulator – badanie pobudzenia komórki nerwowej

Cele ćwiczenia:

1. Zapoznanie studentów z problematyką generacji potencjału czynnościowego i propagacji impulsu nerwowego.
2. Zbadanie kształtu potencjału depolaryzacyjnego w zależności od amplitudy, czasu trwania bodźca oraz rodzaju stymulowanej synapsy.
3. Wyznaczanie stałej czasowej błony.
4. Analiza zebranych danych i sformułowanie wniosków

1. Moduł pomiarowy Cobra3
2. Jednostka „Neurosymulator”
3. Zasilacz do symulatora (przycisk wyzwalania pobudzenia, powyżej pokrętło regulacji pobudzenia)

Ćwiczenie 7. Refraktometria – pomiar zależności między stężeniem roztworu a współczynnikiem załamania światła

Cele ćwiczenia:

1. Zapoznanie studentów z tematyką rozchodzenia się fali elektromagnetycznej w ośrodku przezroczystym oraz  na granicy ośrodków.
2. Zapoznanie studentów z metodyką pomiarów refraktometrycznych i podstawowymi pojęciami refraktometrii (dyspersja, refrakcja molowa, egzaltacja).
3. Zapoznanie studentów z cechami, budową i zasadą działania reftaktometru Abbego .
4. Pomiar zależności stężeniowej współczynnika załamania światła roztworów etanolu o różnych stężeniach.
5. Wyznaczenie refrakcji molowej i egzaltacji roztworu.
6. Analiza zebranych danych, oszacowanie niepewności pomiarowych i wykonanie wykresu.
7. Wyznaczanie nieznanego stężenia etanolu w roztworze na podstawie krzywej zależności stężeniowej.

1. – obudowa pryzmatu głównego (część górna, ruchoma),
2. – odczyt skali pomiarowej,
3. – okular,
4.  – źródło światła,
5.  - osłona termometru,
6.  – wyświetlacz termometru,
7.  – pokrętło skali,
8. – pokrętło pryzmatów kompensatora Amiciego.