Studenti budou umět aplikovat fyzikální a matematické zákonitosti na objekty živé přírody a vysvětlit podstatu fyzikálních dějů v biologických objektech a chování biologických i obecných systémů.

Student will be able to:

apply the laws of physics and mathematics to objects of wildlife and interpret the principles of physical processes in biological objects and the behavior of both biological and general systems.

Podmínkou získání zápočtu je absolvování seminářů, laboratorních cvičení a závěrečný test. Zkouška je písemnou i ústní formou.

Seminars, laboratory tasks and final test.

Z: Hrazdira I. a kol.: Biofyzika, Avicenum, Praha, 1983

Z: Krempaský, J.: Synergetika, Slovenská technická uni­verzita Bratislava, 2001

D: Kulhánek P.: Moderní kosmologie, Hvězdárna Valašské Meziříčí, 2011, http://www.aldebaran.cz/download/Kosmologie.pdf

D: Hrazdira I., Mornstein V., Lékařská biofyzika a přístrojová technika, Neptun, 2001, ISBN 80-902896-1-4

R: Hrazdira I. a kol.: Biofyzika, Avicenum, Praha, 1983

R: Krempaský, J.: Synergetika, Slovenská technická uni­verzita Bratislava, 2001

A: Kulhánek P.: Moderní kosmologie, Hvězdárna Valašské Meziříčí, 2011, http://www.aldebaran.cz/download/Kosmologie.pdf

A: Hrazdira I., Mornstein V., Lékařská biofyzika a přístrojová technika, Neptun, 2001, ISBN 80-902896-1-4

A: Biophysics, Glaser R., Springer Verlag 2009, ISBN 3-540-67088-2

Přednášky, cvičení, laboratoře.

Lectures, seminars, laboratories.

1. Vznik a formace Vesmíru, života a organických struktur - Možnosti a nutné predispozice.

2. Evoluční teorie, evoluční strategie. Chování biologických, chemických a sociálních systémů.

3. Jednorozměrné dynamické systémy, matematické modely, vyšetřování chování, metody přibližného řešení a odhad chování, aplikace na biofyzikální systémy.

4. Vícerozměrné dynamické systémy, matematické modely, vyšetřování chování, metody přibližného řešení a odhad chování, fázový portrét, aplikace na biofyzikální systémy.

5. Termodynamika života: Základy biochemických reakcí, problémy entropie a informace.

6. Rozhraní a gradienty: termodynamika transportu, pasivní a aktivní transport.

7. Morfologie a funkce různých biologických membrán v přenosu látek a energie.

8. Elektrické vlastnosti membrán, akční potenciál. Elektrické projevy organismů.

9. Akční potenciál nervového vlákna. Neurony a neuronové sítě. Přirozená a umělá inteligence.

10. Biomechanika: fraktální biologické struktury, pohybové ústrojí, proudění newtonovských a nenewtonovských kapalin, tok krve, krevní tlak, létání.

11. Samoorganizace a vznik biologických struktur: vznik fraktálních struktur, vznik mnohobuněčních organismů, reakčně-difuzní model morfologie živočichů (bakteriální kolonie, textura ulit).

12. Biofyzika zraku: geometrická optika, lidské oko, vady a jejich korekce, jiné typy očí, optické přístroje.

13. Biofyzika zvuku: fyzikální popis zvuku, sluchový orgán, hudba, produkce zvuku.

14. Ionizující a neionizující záření a jeho interakce s hmotou a živými tkáněmi.

1. Creation and formation of Universe, life and organic structures - possibilities and prepositions.

2. Evolution theory, evolution strategies. Behavior of biological, chemical and social systems.

3. One dimensional dynamic systems, mathematical models, examination, methods of approximative solution and estimation of behavior, application on biophysical systems.

4. Multidimensional dynamic systems, mathematical models, examination, methods of approximative solution and estimation of behavior, phase portrait, application on biophysical systems.

5. Thermodynamics of life: Principles of biochemical reactions, problem of entropy and information.

6. Boundaries and gradients: thermodynamic of transport, passive and active transport.

7. Morphology and function of several biological membranes for transport of material and energy.

8. Electrical characteristics of membranes, action potential.

9. Action potential of neural fibers. Neurons and neural networks. Intelligence and artificial intelligence.

10. Biomechanics: fractal biological structures, musculoskeletal system, hydromechanics, blood flow, flying.

11. Self-organization and creation of biological structures: formation of fractal structures, multicellular organisms, reaction-diffusion model of animal morphology (bacterial colonies, texture of shells).

12. Optics (geometrical optics, the human eye, defects and their correction).

13. Acoustics (organ of hearing, hearing theory, ultrasound).

14. Ionizing radiation. Consequence of the interaction of ionizing radiation with matter.

https://ufmt.vscht.cz/index.php/cs/elektronicke-pomucky/predmety-bakalarskeho-studia/6-n444010-biofyzika

https://ufmt.vscht.cz/index.php/cs/elektronicke-pomucky/predmety-bakalarskeho-studia/6-n444010-biofyzika

Fyzika I a Matematika I nebo ekvivalentní

Physics I and Mathematics I or equivalent