Programme de physique - Biophysique de 1 ere annee medecine

COURS THEORIQUE : 60 HEURES : TRAVAUX DIRIGES, TRAVAUX PRATIQUE : 20 HEURES

I- ELECTRICITE ET PHENOMENES BIOELECTRIQUES (24 HEURES)

1. Electrostatique

1.1- Phénomène d'électrisation, charge électrique, charge ponctuelle et loi de coulomb
1.2- Champ et potentiel électrique crées par une charge électrique. Espace électrique.
1.3- Energie potentielle électrique d'une charge ponctuelle placée dans un espace électrique.
1.4- Dipôle électrique (définition, moment dipolaire, champ et potentiel électrique E et V crées en un point de l'espace, énergie potentielle. Electrique d'un dipôle dans un espace électrique et couple de forces électriques s'exerçant sur lui.
1.5- Conducteur électrique (définition, charge, densité surfacique de charge, champ et potentiel électrique, capacité propre, énergie interne et propriétés, pouvoir des pointes).
1.6- Phénomènes d'influence condensateur (définition, ddp, charge, capacité énergie, association de condensateurs - condensateur équivalent)

2- Electrocinétique

2.1- Rupture d'équilibre entre deux conducteurs - courant électrique.
2.2- Courant permanent - générateur.
2.3- Loi d'Ohm, résistance et association de résistances.
2.4- Loi de joule.
2.5- Générateur et récepteur électriques.
2.6- Association de générateurs et de récepteurs électriques - loi de KierChoff.

3- Phénomènes bio-électriques

3.1- Forces d'interaction en biologie - Introduction aux phénomènes bio-électriques.
3.2- Notions d'électronique - La chaîne de mesure des signaux physiologiques : recueil, amplification, transmission, enregistrement et traitement des signaux physiologiques.
3.3- Bioélectricité membranaire et cellulaire.
3.4- Electrophysiologie du coeur normal.
3.5- Potentiels du cortex cérébral : potentiels spontanés : E.E.G Potentiels provoqués ou évoqués.

II- OPTIQUE ET BIOPHYSIQUE DE LA VISION (26 HEURES)

1- Optique génétique

a - Principes de l'optique géométrique : principe de Fermat, principe de propagation rectiligne de lumière, dioptres, comportement d'un rayon lumineux sur un dioptre (rayon, incident, réfléchi et rétracté), loi de Snell-Descartes, système optique (notion d'objet d'image) et stigmatisme).
b- Elément de l'optique géométrique : miroir plan, lame à faces parallèles, prisme, dioptre sphérique et lentilles sphériques.
c- Instruments d'optiques : la loupe, la loupe composée, le microscope et techniques de visualisation sur un microscope (utilisation des colorants et du contraste et phase).

2- L'oeil et la vision

2.1- L'oeil normal : - Dioptre oculaire. - Fonctionnement de l'oeil emmétrope. - Vision binoculaire.
2.2- Trouble de la vision : - Les emmétropies sphériques (myopie, hypermétropie) et leur origine l'astigmatisme. - Méthodes objectives d'études de la réfraction (skiascopie, l'ophtalmomètre de Javal, fond d'oeil, l'ophtalmoscopie).
2.3- La vision des couleurs.
2.4- Photochimie de la rétine.
2.5- Electrophysiologie de la rétine et des voies optiques.

3- Optique physique

3.1- Les ondes de propagation.
3.2- Phénomènes vibrations.
3.3- Généralités sur les ondes électromagnétiques.
3.4- La limier polarisée.
3.5- Introduction aux phénomènes de diffraction.

III- PHYSIQUE GENERALE DES RADIATIONS (30 HEURES)

1- Physique de discontinu.
2- Elatroite.
3- Classification des rayonnements.
4- Energie d'un rayonnement - spectre d'énergie : (source, densité spectrale, intensité d'un rayonnement spectre d'un REM spectres des raies et continu et spectre d'un rayonnement particulaire.
5- Détection et mesure d'un rayonnement : (cellule photoémissive, photomultiplicateur et chambre d'ionisation, compteur Geiger Muller ect.
6- Rayonnement X : (définition, production, spectre, notions de physique anatomique, rendement du tube de Coolidge et propriétés des RX).
7- Rayonnement radioactif : (définition, noyau atomique, composition défaut de masse, énergie de liaison, stabilité et réactions nucléaires, radioactivité Alpha, béta et capture électronique : réactions isométriques, loi de la décroissance radioactive, période, durée de vie, activité artificielle (radioéléments) et applications.
8- Interaction avec la matière :

8.1- Cas du REM : effets comptons et photoélectrique, matérialisation et annihilation atténuation dans un milieu matériel (couche de demi atténuation ; CDA et libre parcours moyen : LPM).
8.2- Cas de RP : interaction avec les cortège électroniques des atomes et avec les noyau atomiques - paramètres d'absorption d'un milieu matériel (transfert linéique d'énergie :TLE et densité linéique d'ionisation : DLI).

III.2 EFFETS BIOLOGIQUES DES RADIATIONS ET APPLICATIONS EN MEDECINE

1- Radiations ionisantes

1.1- Rayons X et applications au radiodiagnostic :

- Principe : atténuation sélective d'un faisceau de rayon X.
- Dispositifs expérimentaux classiques.
- La tomodensitométrie.

1.2- Radioactivité :

- Détection et dosimétrie des particules .
- Application biologiques et radio nucléides.

1.3- Eléments de radiobiologies : Les étapes de l'action de rayonnements ionisantes moléculaires, cellulaires et macroscopiques (radio pathologie). Applications : radiothérapie et radioprotection.

2- Radiations non ionisantes

2.1- Notions élémentaires de photochimie :

- Définition des radiations non ionisantes.
- Absorption des radiations non ionisantes par la matière. - Devenir de l'énergie absorbée.

2.2- Photobiologie moléculaire.
2.3- Photo pathologie : effet des radiations ultraviolettes chez l'homme.
2.4- Utilisation médicales des radiations non ionisantes.
2.5- Physique et biophysique des ondes hertziennes.

2.5.1- Physique des micro ondes (Production - propagation - dispositifs de focalisation d'un rayonnement).
2.5.2- Application biomédicales thérapeutiques et analytiques des micro ondes (Résonance magnétique nucléaire - résonance paramagnétique électronique).

3- Le laser :

- Notions théoriques sur le laser.
- Principaux types de laser.
- Applications médicales et biologiques du laser.

Volume horaire : Cours 60H TD et TP 20H Total 80 H