luís eduardo maggi biÓpticabiÓptica. bióptica é a parte da biofísica que estuda a luz e suas...
TRANSCRIPT
Luís Eduardo Maggi
BIÓPTICA
Bióptica é a parte da biofísica que estuda a luz e suas propriedades relacionadas com a vida, principalmente com o ser humano, suas aplicações como diagnóstico e terapias.
xx/xx2
CONCEITO
xx/xx3
HISTÓRICO Em 1672, o físico inglês Isaac Newton
(1642-1727) apresentou uma teoria conhecida como modelo corpuscular da luz.
Cristian Huygens, em 1670, mostrou que as leis de reflexão e refração podiam ser explicadas por uma teoria ondulatória.
Somente no século XVIII demonstraram a existência de fenômenos óticos nos quais a teoria corpuscular não se aplicava, mas sim uma teoria ondulatória.
Young conseguiu medir o comprimento de uma onda, e Fresnel mostrou que a propagação retilínea da luz e os efeitos de difração são explicados considerando a luz como onda.
Na segunda metade do século XIX, James Clerk Maxwell, provou que a velocidade com que a onda eletromagnética se propagava no espaço era igual à velocidade da luz (300 000 km/s).
xx/xx4
HISTÓRICO
Hertz, 15 anos após a descoberta de Maxwell, comprovou experimentalmente a teoria ondulatória, usando um circuito oscilante.
Quando parecia que realmente a natureza da luz era onda eletromagnética, essa teoria não conseguia explicar o fenômeno de emissão fotoelétrica, que é a ejeção de elétrons quando a luz incide sobre um condutor.
HEINRICH HERTZ JAMES CLARK MAXWELL
HISTÓRICO
Einstein (1905) usando a ideia de Planck (1900), mostrou que a energia de um feixe de luz era concentrada em pequenos pacotes de energia, denominados fótons, que explicava o fenômeno da emissão fotoelétrica.
A natureza corpuscular da luz foi confirmada por Compton (1911). Verificou-se que quando um fóton colide com um elétron, eles se comportam como corpos materiais .
xx/xx6
HISTÓRICO
xx/xx7
CONCEITO Atualmente se aceita o fato de a luz ter
caráter dual (dualidade onda-partícula): Os fenômenos de reflexão, refração,
interferência, difração e polarização da luz podem ser explicados pela teoria ondulatória
Os de emissão e absorção podem ser explicados pela teoria corpuscular.
A luz pode ser, atualmente definida como um fenômeno que ora se comporta como partícula e ora se comporta como onda eletromagnética.
xx/xx8
Fontes de luz / Objetos luminosos e iluminados
primáriasecundária
xx/xx9
PROPRIEDADES
A - Comprimento de onda (l) e frequência (f)
Comprimento de onda (l) a distância de um pico a outro de uma onda eletromagnética. Ele pode ser dado em metros (m) e suas subunidades: mm, cm, mm, Km.
Frequência (f) é o número de oscilações da onda eletromagnética por segundo e sua unidade é o Hz (com subunidades como kHz, MHz, GHz, etc.),
xx/xx10
PROPRIEDADES
B - Velocidade da Luz Maxwell consegui provar que a velocidade
da luz era por volta de 3,0 108 m/s no vácuo.
Não apenas para a velocidade da luz visível (vermelho, azul, amarelo, etc), mas para todo fenômeno eletromagnético como o Raio X, o ultravioleta e o infravermelho.
Entretanto, ao passar do vácuo para meios com partículas definidas, a velocidade da luz sofre um certo retardo e passa a ser inferior em meios como, ar, água, vidro, álcool, etc
xx/xx11
PROPRIEDADES A frequência está intimamente ligada ao
comprimento de onda e à velocidade da luz pela fórmula: v = l.f
Fig. 2 - Espectro eletromagnético mostrando a faixa da luz visível.
Ex. 1 - Calcule os comprimentos de ondas:
ESPECTRO DE LUZ VISÍVEL
xx/xx12 http://www.infoescola.com/fisica/espectro-visivel/
xx/xx13
EXERCICIOS
Ex2. Dadas as freqüências e os comprimentos de onda a seguir, encontre seus respectivos comprimentos de onda e freqüência.
A. Microondas terapêutico: 2,16 GHzB. Ondas curtas: 11 cmC. Laser ArGa: 904 nmD. Ultravioleta: 400 nm
xx/xx14
PROPRIEDADES Índice de Refração Quando a luz passa de um meio para
outro, sua velocidade aumenta ou diminui O índice de refração absoluto de um meio
pode ser obtido experimentalmente e é dado pela relação:
onde: – c = velocidade da luz na vácuo e – v= velocidade da luz para um comprimento de onda
específico num certo meio
xx/xx15
Indicie de Refração
Substância Índice de refração (n)
Água 1,333
Álcool etílico (anidro) 1,362
Acetona 1,357
Querosene 1,448
Nujol (óleo laxante) 1,477
Córnea 1,375
Humor aquoso 1,330
Cristalino 1,395
Humor vítreo 1,330
xx/xx16
Reflexão e Transmissão
A B
nA = 1,480 nB = 1,330
Io
R
T
2
2
BA
BA
o
r
nnnn
II
R
2
.4
BA
BA
o
t
nnnn
II
T
xx/xx17
Refração Quando a luz passa de um meio opticamente
homogêneo para outro, parte dela será desviada na interface entre esses dois meios, sofrendo refração, e parte voltará para o meio de origem, sofrendo reflexão).
Se um raio de luz passa de um meio de maior índice de refração, com um ângulo q0 com a normal (plano perpendicular à interface entre os dois meios), para outro de menor índice, a luz tende a se afastar do plano normal fazendo um ângulo q1. 1100 qq sennsenn
n0 = índice de refração do meio de incidência; n1 = índice de refração do meio de transmissão; q1 = ângulo entre o raio incidente e a normal; q2 = ângulo entre o raio refratado e a normal
xx/xx18
qiq1
qmáx
q0
n1
n0
núcleo
casca
q2
xx/xx19
http://www.cccastelo.com.br/eda.htm
ENDOSCOPIA
http://gonzalodiaz.net/portugues/endoscopia.shtml
LARINGE NORMAL PILORO E ÁTRIO GÁSTRICO NORMAL
http://gastrolab.1g.fi/ni.htm
xx/xx20
INFRA-VERMELHO A luz infravermelha é produzida pelo calor. Quando uma substância se aquece, aumenta a
vibração de suas moléculas e os elétrons se deslocam de suas órbitas.
Quando os elétrons retornam as suas órbitas primitivas, ocorre uma liberação de energia na forma de ondas eletromagnéticas.
Quanto mais intenso for o calor menor será o comprimento de onda dos raios produzidos
Esses raios não são muito penetrantes e são absorvidos por uma grande quantidade de substâncias.
Os raios infravermelhos produzem CALOR quando são Absorvidos.
xx/xx21
CLASSIFICAÇÃO Na faixa de radiação do infravermelho
distinguem-se três regiões: Infravermelho próximo, médio e distante.– infravermelho próximo vai de 0,7 a 1,5 mm;
possui As mesmas propriedades da luz visível, com a diferença de que não é percebido pela visão humana. Pode ser produzido por qualquer fonte luminosa e ser estudado com os mesmos detectores (chapa fotográdicas, fotocélulas, etc).
– infravermelho médio, de 1,5 a 10 mm; requer, para ser produzido, técnicas mais refinadas.
– e o infravermelho distante, de 10 a 1.000 mm. necessita de instrumentos especiais
Fig. 2 - Espectro eletromagnético mostrando a faixa da luz visível.
xx/xx22
INFRAVERMELHO: APLICAÇÕES ANIMAIS COBRAS E AVES APLICAÇÕES MILITARES APLICAÇOES INDUSTRIAIS
(TERMOGRAFIA) APLICAÇÕES MÉDICAS
– DIAGNÓSTICO– TRATAMENTO
xx/xx24
xx/xx25
Verificação de Irrigação para Delimitação de Amputação
xx/xx26
L.E.R no Braço DireitoTrombose Venosa Profunda
xx/xx27 Termograma de Neonato
xx/xx28
xx/xx29 Bursite
xx/xx30
Celulite Grau II
xx/xx31 Distrofia Simpático Reflexa
xx/xx32
Joelho com L.E.R (Tênis)
xx/xx33 Lesão por Arma Branca em Nervo Ulnar
xx/xx34
Mama
xx/xx35
Árvores iluminadas pelo infravermelho do sol
xx/xx36
xx/xx37
Pés no chão
xx/xx38
xx/xx39
ESPECTOFOTOMETRIA E CROMATOGRAFIA
ESPECTOFOTOMETRIA
A – CONCEITO B – COR C – LUZ
MONOCROMÁTICA D – TIPOS
– 1 – ABSORÇÃO MOLECULAR– 2 – ABSORÇÃO ATÔMICA– 3 – EMISSÃO CHAMA– 4 – EMISSÃO FLUORECÊNCIA
E – DETERMINAÇÃO CONCENTRAÇAO DE SUBSTÂNCIAS
CROMATOGRAFIA A - CONCEITO B – TIPO
– 1 – DE ADSORÇÃO– 2 – DE PARTIÇÃO– 3 – FILTRAÇÃO EM GEL– 4 – TROCA IÔNICA– 5 - AFINIDADE
xx/xx40
xx/xx41
CROMATOGRAFIA
COLUNA CROMATOGRAFICA
xx/xx42
xx/xx43
FIMMUITO OBRIGADO!