AGROFIZYKA I BIOFIZYKA Podstawowe zagadnienia i ćwiczenia laboratoryjne
Producent: Praca zbiorowa pod redakcją Ewy Miedziejko
Cena: 40,00 zł
AR Poznań 1996 str. 414 stan bdb- (podniszczona lekko okładka, zakurzona)
ISBN
Spis treści
Przedmowa 9
Stosowane symbole wielkości fizycznych 13
Rozdział pierwszy
PROMIENIOWANIE I JEGO ODDZIAŁYWANIE Z MATERIĄ
1. Wstęp 15
2. Podstawy budowy atomów i teorii kwantów 16
2.1. Model atomu Bohra 16
2.2. Dualizm korpuskularno-falowy materii 20
2.3. Elementy kwantowo-mechanicznego opisu atomu 21
2.4. Liczby kwantowe . 24
2.5. Orbitale atomowe i molekularne 28
3. Mechanizm działania promieniowania elektromagnetycznego na układy biologiczne 36
4. Zasada zachowania energii w oddziaływaniach promieniowania z materią 43
4.1. Wprowadzenie 43
4.2. Ćwiczenia 49
4.2.1. Sprawdzanie podstawowych praw fotometrii 49
4.2.2. Absorpcja promieniowania /S przez tkankę kostną 56
5. Falowa natura światła w procesach oddziaływania z elementarnymi strukturami fizjologicznymi roślin i zwierząt 63
5.1. Wprowadzenie 63
5.2. Ćwiczenia 67
5.2.1. Apertura numeryczna i zdolność rozdzielcza mikroskopu 67
5.2.2. Wyznaczanie stężenia białka za pomocą refraktometru 71
5.2.3. Pomiar współczynnika załamania światła ściany komórkowej glonów metodą mikroskopową 75
5.2.4. Wyznaczanie średnich wymiarów chloroplastów (krwinek) za pomocą siatki dyfrakcyjnej 76
5.2.5. Badanie skręcalności właściwej i wyznaczanie stężenia roztworów glukozy i kwasu winowego 78
5.2.6. Wyznaczanie parametrów strukturalnych glonów metodą rozpraszania światła 85
6. Kwantowa natura promieniowania w procesach absorpcji i emisji energii w biologicznych układach molekularnych 89
6.1. Wprowadzenie 89
6.2. Ćwiczenia 92
6.2.1. Emisyjna analiza spektroskopowa 92
6.2.2. Wyznaczanie widma wzbudzenia i wydajności kwantowej fluorescencji chlorofilu a
6.2.3. Badanie pierwotnych reakcji fotosyntezy 101
7. Pytania i zadania 110
Rozdział drugi
ODDZIAŁYWANIA MIĘDZYCZĄSTECZKOWE I ICH WPŁYW NA TERMODYNAMICZNE
PARAMETRY STANU
1. Wstęp 113
2. Wiązanie chemiczne 113
2.1. Wprowadzenie 113
2.2. Różne typy wiązań 117
2.2.1. Wiązanie kowalentne 117
2.2.2. Wiązanie jonowe 118
2.2.3. Wiązanie metaliczne 118
3. Oddziaływania międzycząsteczkowe 119
3.1. Siły odpychania 119
3.2. Siły przyciągania 119
3.2.1. Uwagi ogólne 119
3.2.2. Siły dyspersyjne 120
3.2.3. Oddziaływania dipol-dipol 120
3.2.4. Efekt indukcyjny 120
3.3. Wiązanie wodorowe 121
3.4. Oddziaływania wewnątrz- i międzycząsteczkowe w biopolimerach
4. Formy stanu materii 124
4.1. Gaz doskonały. Podstawowe równanie kinetycznej teorii gazów
4.2. Gazowy stan skupienia 127
4.3. Ciekły stan skupienia 128
4.4. Stały stan skupienia 129
4.4.1. Uwagi ogólne 129
4.4.2. Sieć jonowa 130
4.4.3. Sieć atomowa (kowalentna) 130
4.4.4. Sieć cząsteczkowa 130
4.4.5. Sieć metaliczna 131
4.4.6. Energia sieci i potencjał wzajemnego oddziaływania 131
5. Makrostan i mikrostan 133
5.1. Rozkład Maxwella 133
5.2. Rozkład Boltzmanna 135
5.3. Dyfuzja 137
5.3.1. Uwagi ogólne 137
5.3.2. Pierwsze prawo Ficka 138
5.3.3. Równanie ciągłości i drugie prawo Ficka 138
5.3.4. Czasowo-przestrzenne uwarunkowania dyfuzji 140
6. Podstawy termodynamiki 142
6.1. Układ termodynamiczny 142
6.2. Proces termodynamiczny 143
6.3. Pierwsza zasada termodynamiki 143
6.4. Druga zasada termodynamiki 146
6.5. Prawo cieplne Nernsta 148
6.6. Sprawność przemian cyklicznych 148
6.7. Energia swobodna Gibbsa 149
6.8. Potencjał chemiczny 153
6.9. Analiza potencjału chemicznego 156
6.9.1. Uwagi ogólne 156
6.9.2. Ciśnienie 158
6.9.3. Stężenie 159
6.9.4. Ciążenie 160
6.10. Stan stacjonarny 162
6.11. Strumienie i siły termodynamiczne 164
6.11.1. Uwagi ogólne 164
6.11.2. Funkcja dysypacji 164
6.11.3. Produkcja entropii w stanie stacjonarnym 166
6.12.Termodynamika a zagadnienia życia 168
7. Energia powierzchniowa 169
7.1. Opis mechaniczny i termodynamiczny 170
7.2. Prawo Laplace'a 171
7.3. Zwilżanie, adhezja i kohezja 173
7.4. Wzniesienie kapilarne 174
7.5. Błony powierzchniowe 176
7.6. Struktura błony biologicznej 177
7.7. Ćwiczenia 179
7.7.1. Pomiar napięcia powierzchniowego 179
7.7.2. Wymiary makrocząsteczki w warstwie monomolekularnej 179
8. Procesy tarcia wewnętrznego w cieczach jako źródło informacji o parametrach fizycznych materii 182
8.1. Przepływ laminarny 182
8.2. Przepływ turbulentny 184
8.3. Prawa przepływu cieczy lepkiej 185
8.3.1. Wzór Einsteina-Smoluchowskiego 185
8.3.2. Prawo Stokesa 185
8.3.3. Prawo Poiseuille'a 185
8.4. Ćwiczenia 188
8.4.1. Wyznaczanie energii aktywacji 188
8.4.2. Wyznaczanie masy cząsteczkowej biopolimeru 191
8.4.3. Wyznaczanie stężenia białka w osoczu metodą opadania kropli 195
8.4.4. Pomiar wymiarów chloroplastów (krwinek) metodą sedymentacji w polu odśrodkowym 197
9. Ciepło jako forma przekazywania energii wewnętrznej 199
9.1. Promieniowanie cieplne 200
9.1.1. Uwagi ogólne 200
9.1.2. Teoria Plancka promieniowania ciała doskonale czarnego 200
9.1.3. Zastosowanie wzoru Plancka 204
9.2. Przewodnictwo cieplne 206
9.3. Konwekcja 207
9.4. Parowanie wody 208
9.5. Ćwiczenia 208
9.5.1. Pomiar przewodnictwa cieplnego gleby 208
9.5.2. Pomiar współczynnika porowatości i pojemności cieplnej gleby 210
9.5.3. Kinetyka ostygania 213
9.5.4. Pomiar współczynnika rozszerzalności liniowej ciał stałych 215
10. Woda 218
10.1. Budowa molekularna 218
10.2. Woda w roślinie 220
10.3. Potencjał wody 222
10.4. Ćwiczenia 225
10.4.1. Pomiar potencjału wodnego powietrza 225
10.4.2. Pomiar ciepła topnienia lodu 229
10.4.3. Pomiar ciepła parowania wody 230
10.4.4. Zależność temperatury wrzenia wody od ciśnienia 233
11. Pytania i zadania 237
Rozdział trzeci
ELEKTRYCZNE WŁAŚCIWOŚCI AGRO-1 BIOFIZYCZNYCH
UKŁADÓW DYSPERSYJNYCH
1. Wstęp 241
1.1. Gęstość prądu 242
1.2. Klasyczne prawa przepływu prądu 243
1.2.1. Prawo Ohma 243
1.2.2. Prawo Wiedemanna-Franza 244
1.2.3. Prawo Joule'a-Lenza 245
2. Kwantowy obraz elektroprzewodnictwa kryształów 24
5 2.1. Teoria pasmowa 245
2.2. Elektrony swobodne w pudle potencjału 249
2.3. Obsadzenie stanów elektronowych w równowadze termicznej 253
2.4. Oddziaływanie elektronów przewodnictwa z siecią krystaliczną 257
2.4.1. Elektrony w pudle z wbudowanym potencjałem periodycznym 257
2.4.2. Gęstość stanów elektronowych w kryształach 259
2.4.3. Przewodnictwo metali w modelu pasmowym 261
2.5. Półprzewodniki 265
2.5.1. Przewodnictwo samoistne i domieszkowe 265
2.5.2. Prawo działania mas dla nośników ładunku 267
2.6. Ćwiczenie - Badanie temperaturowej zależności przewodnictwa ciał starych 268
3. Prąd elektryczny w cieczach 271
3.1. Gęstość prądu 271
3.2. Prawa elektrolizy 273
4. Zjawiska elektryczne na powierzchniach międzyfazowych 273
4.1. Potencjał kontaktowy 273
4.2. Potencjał Nernsta 275
4.3. Strumień substancji naładowanej 277
4.4. Potencjał dyfuzyjny 279
4.5. Potencjał Donnana 280
4.6. Elektryczne właściwości układów polidyspersyjnych - gleba 281
4.6.1. Uwagi ogólne 281
4.6.2. Oddziaływania międzyfazowe . 281
4.6.3. Potencjał elektrokinetyczny 282
4.7. Ćwiczenia 284
4.7.1. Pomiar siły termoelektrycznej 284
4.7.2. Pomiar przewodnictwa elektrycznego gleby 286
4.7.3. Pomiar potencjału elektrokinetycznego gleby 287
5. Elektryczne właściwości komórek i tkanek 289
5.1. Wprowadzenie 289
5.2. Potencjał błonowy 291
5.3. Bierny transport nośnikowy 294
5.4. Równanie Ussinga-Teorella 294
5.5. Transport aktywny 297
6. Przepływ prądu elektrycznego przez tkanki 298
6.1. Opór tkanki w czasie przepływu prądu stałego i zmiennego 298
6.2. Dyspersja przewodnictwa elektryczne
ISBN
Spis treści
Przedmowa 9
Stosowane symbole wielkości fizycznych 13
Rozdział pierwszy
PROMIENIOWANIE I JEGO ODDZIAŁYWANIE Z MATERIĄ
1. Wstęp 15
2. Podstawy budowy atomów i teorii kwantów 16
2.1. Model atomu Bohra 16
2.2. Dualizm korpuskularno-falowy materii 20
2.3. Elementy kwantowo-mechanicznego opisu atomu 21
2.4. Liczby kwantowe . 24
2.5. Orbitale atomowe i molekularne 28
3. Mechanizm działania promieniowania elektromagnetycznego na układy biologiczne 36
4. Zasada zachowania energii w oddziaływaniach promieniowania z materią 43
4.1. Wprowadzenie 43
4.2. Ćwiczenia 49
4.2.1. Sprawdzanie podstawowych praw fotometrii 49
4.2.2. Absorpcja promieniowania /S przez tkankę kostną 56
5. Falowa natura światła w procesach oddziaływania z elementarnymi strukturami fizjologicznymi roślin i zwierząt 63
5.1. Wprowadzenie 63
5.2. Ćwiczenia 67
5.2.1. Apertura numeryczna i zdolność rozdzielcza mikroskopu 67
5.2.2. Wyznaczanie stężenia białka za pomocą refraktometru 71
5.2.3. Pomiar współczynnika załamania światła ściany komórkowej glonów metodą mikroskopową 75
5.2.4. Wyznaczanie średnich wymiarów chloroplastów (krwinek) za pomocą siatki dyfrakcyjnej 76
5.2.5. Badanie skręcalności właściwej i wyznaczanie stężenia roztworów glukozy i kwasu winowego 78
5.2.6. Wyznaczanie parametrów strukturalnych glonów metodą rozpraszania światła 85
6. Kwantowa natura promieniowania w procesach absorpcji i emisji energii w biologicznych układach molekularnych 89
6.1. Wprowadzenie 89
6.2. Ćwiczenia 92
6.2.1. Emisyjna analiza spektroskopowa 92
6.2.2. Wyznaczanie widma wzbudzenia i wydajności kwantowej fluorescencji chlorofilu a
6.2.3. Badanie pierwotnych reakcji fotosyntezy 101
7. Pytania i zadania 110
Rozdział drugi
ODDZIAŁYWANIA MIĘDZYCZĄSTECZKOWE I ICH WPŁYW NA TERMODYNAMICZNE
PARAMETRY STANU
1. Wstęp 113
2. Wiązanie chemiczne 113
2.1. Wprowadzenie 113
2.2. Różne typy wiązań 117
2.2.1. Wiązanie kowalentne 117
2.2.2. Wiązanie jonowe 118
2.2.3. Wiązanie metaliczne 118
3. Oddziaływania międzycząsteczkowe 119
3.1. Siły odpychania 119
3.2. Siły przyciągania 119
3.2.1. Uwagi ogólne 119
3.2.2. Siły dyspersyjne 120
3.2.3. Oddziaływania dipol-dipol 120
3.2.4. Efekt indukcyjny 120
3.3. Wiązanie wodorowe 121
3.4. Oddziaływania wewnątrz- i międzycząsteczkowe w biopolimerach
4. Formy stanu materii 124
4.1. Gaz doskonały. Podstawowe równanie kinetycznej teorii gazów
4.2. Gazowy stan skupienia 127
4.3. Ciekły stan skupienia 128
4.4. Stały stan skupienia 129
4.4.1. Uwagi ogólne 129
4.4.2. Sieć jonowa 130
4.4.3. Sieć atomowa (kowalentna) 130
4.4.4. Sieć cząsteczkowa 130
4.4.5. Sieć metaliczna 131
4.4.6. Energia sieci i potencjał wzajemnego oddziaływania 131
5. Makrostan i mikrostan 133
5.1. Rozkład Maxwella 133
5.2. Rozkład Boltzmanna 135
5.3. Dyfuzja 137
5.3.1. Uwagi ogólne 137
5.3.2. Pierwsze prawo Ficka 138
5.3.3. Równanie ciągłości i drugie prawo Ficka 138
5.3.4. Czasowo-przestrzenne uwarunkowania dyfuzji 140
6. Podstawy termodynamiki 142
6.1. Układ termodynamiczny 142
6.2. Proces termodynamiczny 143
6.3. Pierwsza zasada termodynamiki 143
6.4. Druga zasada termodynamiki 146
6.5. Prawo cieplne Nernsta 148
6.6. Sprawność przemian cyklicznych 148
6.7. Energia swobodna Gibbsa 149
6.8. Potencjał chemiczny 153
6.9. Analiza potencjału chemicznego 156
6.9.1. Uwagi ogólne 156
6.9.2. Ciśnienie 158
6.9.3. Stężenie 159
6.9.4. Ciążenie 160
6.10. Stan stacjonarny 162
6.11. Strumienie i siły termodynamiczne 164
6.11.1. Uwagi ogólne 164
6.11.2. Funkcja dysypacji 164
6.11.3. Produkcja entropii w stanie stacjonarnym 166
6.12.Termodynamika a zagadnienia życia 168
7. Energia powierzchniowa 169
7.1. Opis mechaniczny i termodynamiczny 170
7.2. Prawo Laplace'a 171
7.3. Zwilżanie, adhezja i kohezja 173
7.4. Wzniesienie kapilarne 174
7.5. Błony powierzchniowe 176
7.6. Struktura błony biologicznej 177
7.7. Ćwiczenia 179
7.7.1. Pomiar napięcia powierzchniowego 179
7.7.2. Wymiary makrocząsteczki w warstwie monomolekularnej 179
8. Procesy tarcia wewnętrznego w cieczach jako źródło informacji o parametrach fizycznych materii 182
8.1. Przepływ laminarny 182
8.2. Przepływ turbulentny 184
8.3. Prawa przepływu cieczy lepkiej 185
8.3.1. Wzór Einsteina-Smoluchowskiego 185
8.3.2. Prawo Stokesa 185
8.3.3. Prawo Poiseuille'a 185
8.4. Ćwiczenia 188
8.4.1. Wyznaczanie energii aktywacji 188
8.4.2. Wyznaczanie masy cząsteczkowej biopolimeru 191
8.4.3. Wyznaczanie stężenia białka w osoczu metodą opadania kropli 195
8.4.4. Pomiar wymiarów chloroplastów (krwinek) metodą sedymentacji w polu odśrodkowym 197
9. Ciepło jako forma przekazywania energii wewnętrznej 199
9.1. Promieniowanie cieplne 200
9.1.1. Uwagi ogólne 200
9.1.2. Teoria Plancka promieniowania ciała doskonale czarnego 200
9.1.3. Zastosowanie wzoru Plancka 204
9.2. Przewodnictwo cieplne 206
9.3. Konwekcja 207
9.4. Parowanie wody 208
9.5. Ćwiczenia 208
9.5.1. Pomiar przewodnictwa cieplnego gleby 208
9.5.2. Pomiar współczynnika porowatości i pojemności cieplnej gleby 210
9.5.3. Kinetyka ostygania 213
9.5.4. Pomiar współczynnika rozszerzalności liniowej ciał stałych 215
10. Woda 218
10.1. Budowa molekularna 218
10.2. Woda w roślinie 220
10.3. Potencjał wody 222
10.4. Ćwiczenia 225
10.4.1. Pomiar potencjału wodnego powietrza 225
10.4.2. Pomiar ciepła topnienia lodu 229
10.4.3. Pomiar ciepła parowania wody 230
10.4.4. Zależność temperatury wrzenia wody od ciśnienia 233
11. Pytania i zadania 237
Rozdział trzeci
ELEKTRYCZNE WŁAŚCIWOŚCI AGRO-1 BIOFIZYCZNYCH
UKŁADÓW DYSPERSYJNYCH
1. Wstęp 241
1.1. Gęstość prądu 242
1.2. Klasyczne prawa przepływu prądu 243
1.2.1. Prawo Ohma 243
1.2.2. Prawo Wiedemanna-Franza 244
1.2.3. Prawo Joule'a-Lenza 245
2. Kwantowy obraz elektroprzewodnictwa kryształów 24
5 2.1. Teoria pasmowa 245
2.2. Elektrony swobodne w pudle potencjału 249
2.3. Obsadzenie stanów elektronowych w równowadze termicznej 253
2.4. Oddziaływanie elektronów przewodnictwa z siecią krystaliczną 257
2.4.1. Elektrony w pudle z wbudowanym potencjałem periodycznym 257
2.4.2. Gęstość stanów elektronowych w kryształach 259
2.4.3. Przewodnictwo metali w modelu pasmowym 261
2.5. Półprzewodniki 265
2.5.1. Przewodnictwo samoistne i domieszkowe 265
2.5.2. Prawo działania mas dla nośników ładunku 267
2.6. Ćwiczenie - Badanie temperaturowej zależności przewodnictwa ciał starych 268
3. Prąd elektryczny w cieczach 271
3.1. Gęstość prądu 271
3.2. Prawa elektrolizy 273
4. Zjawiska elektryczne na powierzchniach międzyfazowych 273
4.1. Potencjał kontaktowy 273
4.2. Potencjał Nernsta 275
4.3. Strumień substancji naładowanej 277
4.4. Potencjał dyfuzyjny 279
4.5. Potencjał Donnana 280
4.6. Elektryczne właściwości układów polidyspersyjnych - gleba 281
4.6.1. Uwagi ogólne 281
4.6.2. Oddziaływania międzyfazowe . 281
4.6.3. Potencjał elektrokinetyczny 282
4.7. Ćwiczenia 284
4.7.1. Pomiar siły termoelektrycznej 284
4.7.2. Pomiar przewodnictwa elektrycznego gleby 286
4.7.3. Pomiar potencjału elektrokinetycznego gleby 287
5. Elektryczne właściwości komórek i tkanek 289
5.1. Wprowadzenie 289
5.2. Potencjał błonowy 291
5.3. Bierny transport nośnikowy 294
5.4. Równanie Ussinga-Teorella 294
5.5. Transport aktywny 297
6. Przepływ prądu elektrycznego przez tkanki 298
6.1. Opór tkanki w czasie przepływu prądu stałego i zmiennego 298
6.2. Dyspersja przewodnictwa elektryczne