Biofísica

Fundamentos de física das ondas. Conhecimentos de matemática ao nível do 12.º ano.

A unidade curricular compreende:

– 1 aula teórica de 2 horas por semana, onde o professor da matriz teórica expõe sumariamente os conteúdos programáticos da disciplina;

– 1 aula teórico-prática de 1 hora por semana, onde o professor aplica os  conceitos físicos apresentados na aula teórica à compreensão de exemplos práticos pertencentes ao universo do profissional de Audiologia, e introduz o aluno à aplicação desses conceitos na resolução de problemas;

– 1 aula teórico-prática de 1 hora por semana, onde os alunos procedem à resolução acompanhada de exercícios de aplicação prática formulados no âmbito do universo do profissional de Audiologia com o intuito de clarificar e relacionar os assuntos abordados na componente teórica, bem como de conferir competências efectivas na análise e resolução de problemas reais.

A disciplina de Biofísica tem como objectivo dotar os alunos do curso de Audiologia com uma base sólida no que respeita a conceitos fundamentais e aplicados de Biofísica necessários à prossecução dos objectivos gerais inscritos no plano de formação do curso de Audiologia da ESTES Coimbra, dando especial ênfase aos aspectos relacionados com a percepção de intensidade sonora e de altura, e ao comportamento acústico e bioeléctrico dos sistemas auditivo, vestibular e fonatório, transmitindo ao mesmo tempo os mecanismos intelectuais de compreensão e rigor subjacentes ao método científico, que de forma tão clara transparecem no campo da Física

1. Aspectos físicos e fisiológicos da percepção auditiva humana (15 horas)

Escalas logarítmicas – definição; o decibel (dB) e referências; cálculos em escalas dB

Nível de intensidade sonora – lei de Webner-Fechner; definição de nível de intensidade sonora e nível de pressão sonora; escalas ponderadas; percepção auditiva de intensidade: limiares de audibilidade, diferença mínima perceptível, curvas de sensibilidade constante, nível de audição e a escala de fones

Sensação de altura – relação entre altura e frequência; escalas de Mel e de Bark; bandas críticas e mascaramento

2. Mecânica de fluidos (15 horas)

Hidrostática – forças de coesão e estados da matéria; densidade; conceito de pressão hidrostática; lei fundamental da hidrostática; aplicações; princípio de Arquimedes; energia potencial hidrostática

Hidrodinâmica (escoamento não-viscoso) – escoamento de fluidos: regime estacionário e turbulento, fluidos não-viscosos e viscosos; equação de continuidade, caudal; equação de Bernoulli; princípio Venturi; efeito de fluttering aerodinâmico e produção sonora

Escoamento viscoso – dissipação de energia mecânica e viscosidade; perfil de velocidades; lei de Poiseuille; resistência hidrodinâmica, circuitos hidrodinâmicos; lei de Stokes

3. Bioelectricidade e receptores nervosos (15 horas)

Fenómenos de Difusão – densidade de corrente de soluto; leis de Fick para a difusão; permeabilidade de membranas; força de difusão, potencial químico; mobilidade molecular

Difusão iónica – carga eléctrica, densidade de carga; força electrostática e energia electrostática; campo eléctrico e potencial electrostático; mobilidade eléctrica; potencial electroquímico; densidade de corrente iónica; equações de Nernst e de Nernst-Planck

Bioelectricidade e receptores nervosos – potencial de repouso; potencial de acção e impulsos nervosos; condução nervosa; receptores nervosos

4. Biofísica e bioacústica dos sistemas auditivo, vestibular e fonatório (15 horas)

Sistema auditivo – processos biofísicos da detecção auditiva, e respectiva correlação anatómica e fisiológica; ouvido externo: comportamento acústico, função de transferência; ouvido médio: comportamento mecânico-acústico; ouvido interno: comportamento mecânico da membrana basilar, discriminação em frequência, teorias de audição, mascaramento, discriminação em amplitude, aspectos sensório-neurais, comportamentos não-lineares; condução óssea

Sistema vestibular – processos biofísicos da detecção vestibular, e respectiva correlação anatómica e fisiológica; otolitos; aspectos sensório-neurais

Sistema fonatório – processos biofísicos da formação sonora, e respectiva correlação anatómica e fisiológica; comportamento mecânico-acústico das cordas vocais; comportamento acústico da laringe e cavidade bucal, formantes e ressonância.

NAO

Bibliografia Principal:

DURÁN, Biofísica – Fundamentos e Aplicações

Editora: Makron Books / Prentice Hall

Ano de Edição: 2003

PEDROSO DE LIMA, Biofísica Médica

Editora: Imprensa da Universidade de Coimbra

Ano de Edição: 2002

PEDROSO DE LIMA, Ouvido, Ondas e Vibrações

Editora: Imprensa da Universidade de Coimbra

Ano de Edição: 2013

Bibliografia Secundária:

HAUGHTON, Acoustics for Audiologists

Editora: Academic Press

Ano de Edição: 2002