Llicenciatura en Biologia (3361)

Física dels Processos Biològics (12302) 

IDENTIFICACIÓ DE L'ASSIGNATURA

L’assignatura Física dels Processos Biològics és una de les assignatures troncals de primer curs de la llicenciatura en Biologia de la Universitat Pompeu Fabra de Barcelona. Consta de 4,5 crèdits, dels quals 2 són teòrics i 2,5 pràctics.

COORDINACIÓ I PROFESSORAT

L’assignatura es desglossa en dos vessants, teòric i pràctico-experimental. La responsabilitat recau en tres professors pertanyents als departaments Mèdic i Radiofísic del Servei d’Oncologia Radioteràpica de l’Hospital de l’Esperança. El coordinador de l’assignatura és el professor Martí Lacruz, cap de la Secció Física, el qual serà l’encarregat d’impartir la docència teòrica, mentre que el vessant pràctic recaurà en el cap de la Secció Clínica del Servei, i en el radiofísic adjunt.  

OBJECTIUS GENERALS

Els objectius fonamentals d’aquest projecte i, en conseqüència, els objectius del professorat envers l’estudiant es resumeixen en tres:

Proporcionar a l'estudiant els fonaments bàsics que li permetin comprendre que qualsevol fenomen que observi al llarg de la seva trajectòria professional té una causa implícita explicable sota el punt de vista de la física.

Col·laborar amb la resta del professorat en l’ensenyament d’una metodologia científica de l’aprenentatge que doni a l’estudiant una eina per desenvolupar la seva tasca investigadora.

Transmetre a l'estudiant la inquietud en el binomi causa-efecte i que gaudeixi en la seva recerca.  

AVALUACIÓ DELS APRENENTATGES

El 60% de la puntuació correspondrà a la part teòrica de l’assignatura i l’altre 40% a la part pràctica.
Qualsevol tipus de còpia en qualsevol dels apartats d’avaluació implica la no superació de l’assignatura.

TEMARI TEÒRIC

La proposta d'adequació es desglossa en cinc àrees temàtiques

Tema 1. L’univers primordial

Els tres primers minuts. Formació de la matèria. Partícules elementals. Espai, temps i relativitat. Desenvolupament cap a estructures complexes.
Durada: 2 hores.

Tema 2. Física atòmica i nuclear

Naturalesa quàntica del nucli atòmic. Radioactivitat. Interacció radiació-matèria. L’espectre electromagnètic.
Durada: 5 hores.
Coneixements previs requerits a l'estudiant: naturalesa no quàntica de l’àtom; configuració electrònica de l’escorça atòmica; química molecular bàsica.

Tema 3. Mecànica dels cossos físics

Estàtica de fluids: la gravetat sobre els fluids, equilibri dels cossos, tensió superficial. Dinàmica de fluids: Circulació per tubs prims. Corrent laminar i corrent turbulent. Acústica: ones longitudinals i transversals. El so. Efecte Doppler.
Durada: 5 hores.

Coneixements previs requerits a l'estudiant: naturalesa dels fluids; teoria de les ones (matemàtica i física).

Tema 4. Electromagnetisme

Electricitat: dipol elèctric. Potencial elèctric. Bioelectricitat. Corrent elèctric: xarxes elèctriques. Impuls nerviós. Potencial de Nerst. Magnetisme: camps magnètics i camps induïts. Propietats magnètiques de la matèria. Biomagnetisme.
Durada: 5 hores.
Coneixements previs requerits a l'estudiant: llei de Coulomb, camp elèctric i força elèctrica; aïllants i conductors; llei d'Ohm, corrent continu i corrent altern; càlcul vectorial.

Tema 5. Óptica

Naturalesa de la llum. Reflexió i refracció a superficies planes. Les lents i les seves aberracions. Polarització de la llum.
Durada: 4 hores.
Coneixements previs requerits a l'estudiant: naturalesa electromagnètica de la llum. Lleis de la reflexió i refracció. Geometria bàsica.

TEMARI PRÀCTIC

Pràctica 1. Aplicació de la física a la medicina

Objectiu

Observació de l’aplicació pràctica dels coneixements de física atòmica i nuclear, electromagnetisme i acústica a la medicina. Aquesta pràctica es realitzarà a l'aulari de la facultat de Ciències de la Salut i de la Vida i constarà de quatre parts: una primera on s'explicarà el concepte de l'espai tridimensional, una segona part dedicada a l'especialitat de Física Mèdica, una tercera on es treballarà el fonament físic de l'obtenció d'imatges per al radiodiagnòstic i la darrera on s'explicaran els efectes de la Irradiació Corporal Total (ICT) d'un ésser viu.

Durada: 7 hores.

Avaluació: Examen

Pràctica 2. Interacció de la radiació amb la matèria. Aplicació pràctica a l'ésser vivent mitjançant un programa informàtic de simulació. Elaboració d'una dosimetria tridimensional

Objectiu

L'observació pràctica del comportament de les radiacions en la interacció amb òrgans del cos humà dotats de densitat electrònica diferent. Es realitzarà al Servei de Radioteràpia de l'Hospital de l'Esperança.

Durada: 8 hores.

Avaluació: Examen i presentació de dosimetria.

Pràctica 3. La Física de la Vida

Objectiu

Tots els fenòmens que esdevenen a la natura tenen una explicació en una llei física, fins i tot situacions qüotidianes, i que mai no ens hem aturat a rumiar-ho.

L'objectiu de la pràctica és que els alumnes trobin la llei o explicació que dóna la física per a determinades situacions qüotidianes, és a dir, partint de situacions singulars arribar a la regla general. Es preten estimular les capacitats de descobriment, observació i abstracció.

La pràctica es dividirà en tres parts: una visita al Museu de la Ciència, l'elaboració del treball escrit, i la exposició a classe dels resultats.

Durada: 3 hores al Museu, 3 hores d'elaboració (no presencials) i 4 hores d'exposició.

Avaluació: Preguntes referents als temes exposats i valoració del treball escrit i de la presentació oral d'aquest temes.

BIBLIOGRAFIA

Llibre de text

CROMER, A. H. Física para las ciencias de la vida. 3a. edició. Barcelona: Reverté, 1992.

CUSSÓ, F.; LOPEZ, C.; VILLA, R. Física de los procesos biológicos. Ed. Ariel

Llibres de consulta

BOGDANOV, K. El físico visita al biólogo. Moscou. Editorial Mir

GASS. Introducción a las ciencias de la tierra. Ed. Reverté.

GUILLET, J. P. Manual de física de radioterapia. 1ª edició. Barcelona: Masson, 1996.

HAWKING, S. Historia del tiempo. Ed. Crítica.

HOYLE, F. El universo inteligente. Ed. Grijalbo.

HEWIT, PAUL G. Conceptos de física. Limusa Noriega Editores.

ORTUÑO, M. Física para biología, medicina, farmacia y veterianaria. Crítica.

RESNICK. Conceptos de relatividad y teoría cuántica. Limusa Noriega Editores.

SEARS-ZEMANSKY. Física general.

VALLS, A.; ALGARA, M. Radiobiología básica. Madrid: Eurobook, SL, 1994.