BIOFÍSICA
LA LUZ, NATURALEZA DE LA LUZ Y EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
TEORIAS DE LA
NATURALEZA
DE LA LUZ
Teoría corpuscular
Creador: Isaac Newton
Año: 1666
La luz está formada por corpúsculos (partículas)
Emitidas por los cuerpos
luminosos que penetraban
las sustancias transparentes
El Reflejo en las superficies
de los cuerpos opacos
Creador: Plank y Einstein
Año: 1900 - 1905
Hipótesis de Planck
Formada por corpúsculos de energía
llamados fotones cuya energía es directamente proporcional a la frecuencia de la radiación
Teoría ondulatoria
Creador: Christian Huygens
Año: 1678
Formada por ondas como las del
sonido
Requerimiento de un soporte para propagarse yen el cual nombró "éter"
Creador: James Clerk Maxwell
Año: 1864
Planteó su teoría
Luz es una onda electromagnética transversal de la misma naturaleza que las ondas de radio
Puede propagarse sin
necesidad de un medio material
LA LUZ
Da lugar a la física macroscópica
Tiene una longitud de onda muy corta, Ángstrom (Å).
PROPIEDADES DE LA LUZ
Absorción
Fenómeno mediante el cual un cuerpo absorbe radiaciones determinadas longitudes de onda
Reflexión
Cuando la luz incide, se refleja
totalmente en un ángulo igual al de
incidencia
Transmisión
Transferencia de la radiación de la luz a través de un material
Refracción
Es el paso de la luz de un medio
material a otro de distinta
densidad
Dispersión
Si un haz de luz blanca atraviesa un
medio dispersor, los colores se
separan
Difracción
La onda luminosa es desviado por
efecto de un obstáculo que se
encuentra en su trayectoria
Velocidad de propagación es de 300.000 km
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
Longitud de onda
frecuencia
Visible y no Visible
Velocidad de propagación
Conjunto de ondas electromagnéticas que se generan a partir de electrones vibrantes
ELECTRICIDAD Y
ELECTROMAGNETISMO
ELECTROMAGNETISMO
Se encarga de estudiar la interacción entre las partículas con campos eléctricos y magnéticos
RAMAS DE ESTUDIO DE LA ELECTROMAGNÉTICA
Electrostática
Cuerpos cargados en estado de reposo y no depende del tiempo
Electrodinámica
Cuerpos cargados en movimiento
FUERZA ELECTROSTÁTICA
Es una propiedad de la materia y es la causa de los fenómenos asociados a la electricidad.(Ley de Coulomb).
¿Cómo se genera la electrostática?
Se produce cuando dos o más
cuerpos entran en contacto y se separan de nuevo.
Ejemplos de electricidad estática
Frotar el globo en el suerte
Hombrecillos de papel
CARGA ELÉCTRICA
Propiedad de determinadas partículas subatómicas que se produce cuando se relacionan unas con otras
Principio de conservación de la carga
El número total de protones y electrones no se altera y sólo hay una separación de las cargas
eléctricas.
No hay destrucción ni creación de carga eléctrica, es decir, la carga total se conserva.
Propiedades de la carga eléctrica
Negativa, cuando tiene más electrones que protones.
Positiva, cuando tiene menos electrones que protones
Neutra, cuando tiene igual número de electrones que de protones.
LEY DE COULOMB
Establece que la fuerza de atracción o repulsión de un cuerpo es directamente proporcional al producto de las cargas.
Aplicaciones de la Ley de Coulomb
Campos científicos
Protones y electrones
Estructura cristalina
FÓRMULA
Elementos
F = fuerza eléctrica de atracción o
repulsión en Newtons (N).
k = es la constante de Coulomb o
constante eléctrica de
proporcionalidad, vale K= 9 10 –9 N
m2/C2.
q = valor de las cargas eléctricas
medidas en Coulomb (C).
r = distancia que separa a las cargas y que es medida en metros (m).
CAMPO ELÉCTRICO, CORRIENTE ELÉCTRICA Y LEYES DE LA CORRIENTE
CAMPO ELÉCTRICO
Es un campo vectorial en el cual una carga eléctrica determinada (q) sufre los efectos de una fuerza eléctrica (F).
FÓRMULA
𝐹 = 𝑞𝐸⃗
TIPOS DE CAMPO ELÉCTRICO
Campo eléctrico uniforme
Tiene la misma intensidad, dirección y sentido en todos los puntos del espacio, y se representa por líneas de campo rectilíneas
Campo eléctrico no uniforme
Los valores de magnitud y dirección del campo varían en diferentes puntos del mismo
CORRIENTE ELÉCTRICA
Es el desplazamiento de electrones que produce un campo magnético alrededor del conductor eléctrico.
EFECTOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA
Efecto calorífico
Efecto químico
Produce cuando fluye corriente por un electrólito y éste se disgrega produciendo reacciones químicas.
Efecto luminoso
La corriente eléctrica puede puede producir luz, como sucede en una bombilla o en las pantallas de los televisores.
Efecto magnético
TIPOS DE CORRIENTE ELÉCTRICA
Por polaridad
Continuas (CC)
Alternas (CA)
Según la fase
Monofásica
Bifásica
Trifásica
Según la forma de la corriente
Estado constante
Estado variable
Según la forma y sucesión de impulsos
Interrumpida
Ininterrumpida
Según la frecuencia
Galvánica
Corrientes de baja frecuencia
Corrientes de media frecuencia
Corrientes de alta frecuencia
Según el efecto sobre el organismo
Corrientes eléctricas para la contracción muscular
Corrientes eléctricas para controlar el dolor
Corrientes eléctricas para la cicatrización tisular
LEYES DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA
LEY DE OHM
Se usa para determinar la relación entre tensión, corriente y resistencia en un circuito eléctrico
FÓRMULA
LEY DE JOULE
Establece la producción de calor por la electricidad voltaica proporcional a varios factores al cuadrado
FÓRMULA
LEYES DE KIRCHHOFF
Son dos igualdades que se basan en la conservación de la energía y la carga en los circuitos eléctricos
FÓRMULA
LEY DE AMPERE
Permite calcular fácilmente el campo en configuraciones con una elevada simetría.
FÓRMULA
LEY DE FARADAY
Describe la magnitud de la fuerza electromotriz o voltaje, inducido en un conductor debido a la inducción electromagnética.
FÓRMULA
LEY DE WATT
Define la relación entre potencia, intensidad de corriente y voltaje en un circuito eléctrico.
FÓRMULA
ONDAS
Se originan por la perturbación de campos eléctricos y magnéticos perpendiculares entre sí que pueden propagarse en el vacío.
CONCEPTOS FUNDAMENTALES
Velocidad del sonido
Producidas por variaciones de presión del medio
Velocidad del sonido en el aire
Presión, temperatura y humedad, son factores que afectan la velocidad.
Velocidad de sonido en los sólidos
Cuerpos sólidos tanto en forma de ondas longitudinales como transversales.
Velocidad de sonido en el agua
Sirve como interés para realizar mapas del fondo del océano
Agua salada
1.500 m/s
Agua dulce
1.435 m/s
PROPIEDADES FÍSICAS DE LAS ONDAS
Reflexión
Capacidad que tienen las ondas de chocar con una superficie y rebotar de la misma forma
Refracción
Es la desviación que sufren las ondas en la dirección de su propagación cuando pasa de un medio material a otro diferente.
Transmisión
La suma de la energía reflejada, absorbida y transmitida es igual a la energía sonora incidente es decir a la original.
Difracción
Consiste en que las ondas, al encontrar un obstáculo con un orificio en él, pasan a través propagándose detrás del obstáculo en todas las direcciones.
Polarización
Filtrado de las ondas observando o utilizando solo las que vibran en un plano determinado.
Absorción
Cesión neta de energía de la onda hacia el medio que se propague, donde esta llega a disiparse, mayormente en forma de calor.
Dispersión
la redistribución direccional de la energía de la onda incidente, esta será redirigida y dispersada en ondas secundarias con direcciones diferentes a la onda incidente.
APLICACIONES TERAPÉUTICAS DE LAS ONDAS
EL ESTETOSCOPIO
Puede identificar los sonidos asociados a diferentes procesos biológicos
AUDIOMETRIA
Consiste en medir el umbral auditivo de una persona para diferentes frecuencias de estimulación acústica.
ECOGRAFÍA
Ecos reflejados por las estructuras corporales, gracias a la acción de pulsos de ondas ultrasónicas.
ONDAS DE CHOQUE
Basado en una onda acústica que lleva mucha energía a los puntos dolorosos y tejidos musculoesqueléticos
ULTRASONIDO TÉRMICO
transmite ondas mecánicas de mayor frecuencia que las del sonido, a través de un medio físico como puede ser un gel específico
MICROONDAS
Onda electromagnética que penetran menos profundamente que las ondas cortas y calientan más tejido graso que el músculo.
LAMPARAS INFRARROJAS
Aplican con cierta frecuencia y longitud de onda hasta irradiar un calor que penetra la piel a profundidades de entre 2 a 10 mm
LUZ ULTRAVIOLETA
Genera en dispositivos eléctricos homologados (cabinas o unidades móviles) contribuye a la relajación
RAYOS X
Basada en su poder de penetración a través de los tejidos orgánicos y su absorción diferencial
LUZ VISIBLE
Onda electromagnética que es sensible el ojo humano y lo designamos como luz, ha sido utilizado de manera terapéutica para contrarrestar padecimientos como la depresión patológica
APLICACIONES TERAPEÚTICAS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA
PROCEDIMIENTOS ELECTROTERAPÉUTICOS CON CORRIENTE CONTINUA
Galvanización
Produce determinados cambios fisiológicos, que podemos aprovechar desde un punto de vista terapéutico.
Efectos Fisiológicos
Efectos Vasomotores
Lo que hace que los vasos sanguíneos se estrechen o anchen.
Efectos sobre los nervios motores
Responsables de todo el movimiento voluntario esquelético y somático
Efecto sobre el sistema nervioso Central
Cambios cognitivos o del proceso de pensamiento
Procedimiento a la aplicación
De forma directa a través de electrodos
Los electrodos van directamente sobre la piel del paciente, con su protección de esponjas como capas intermedias
Limpieza de piel
Selección de electrodos
Ubicación de esponjas sumergidas en suero salino
De forma indirecta, a través del agua
Cuando se utiliza el agua como electrodo, la aplicación se hace a través de los llamados baños galvánicos (totales o parciales.)
El agua deberá estar a una temperatura entre 32 y 36 °C
Es necesario disolver una pequeña cantidad de sal para aumentar la conductividad de la corriente eléctrica
Indicaciones
Su empleo va a estar indicado en las siguientes afecciones
Del sistema nervioso: neuritis, neuralgias.
Articulares: artritis y artrosis
Contraindicaciones
Es la quemadura eléctrica sobre la piel.
Mala colocación de los electrodos
PROCEDIMIENTOS ELECTROTERAPEÚTICOS CON CORRIENTES VARIABLES DE BAJA FRECUENCIA
Corriente de Träbert
Esta corriente fue descubierta por el Dr. Träbert a principios del siglo xx.
Efectos fisiológicos
Contracciones musculares
Se producen de forma vigorosa y súbita, al elevar la intensidad de la corriente,
Reducción del dolor
Produce un desplazamiento progresivo del umbral del dolor en el sujeto hacia la normalidad.
Estimulación de la circulación sanguínea
Va a provocar un aumento muy marcado del flujo sanguíneo en diferentes niveles.
Metodología del tratamiento
Se usan únicamente electrodos de goma conductora de grandes dimensiones.
Estos se colocan con una esponja viscosa de 2 cm de grosor, cuidadosamente humedecida, entre la piel del sujeto.
Los electrodos pueden fijarse al cuerpo del paciente por medio de cintas de goma o bandas de velcro.
Conecta el aparato y se aumenta gradualmente la intensidad de la corriente.
Se va aumentando la intensidad de la corriente hasta conseguir una contracción intensa e irreprimible.
Posteriormente, la intensidad permanece fija al nivel máximo alcanzado durante 10 min.
Indicaciones
Indicado su uso en las siguientes afecciones
Dolores postraumáticos
Dolor de tipo neurálgico
PROCEDIMIENTOS ELECTROTERAPÉUTICOS CON CORRIENTE de media frecuencia
Efectos de las Corrientes de Media Frecuencia
Disminuye la resistencia de la piel y, por tanto, las molestias.
Permite el tratamiento de los tejidos profundos.
Elección de la Amplitud de la Corriente
El paciente puede experimentar la corriente como:
Mínima (dosis mitis)
Obvia (dosis normal)
Apenas tolerable (dosis fortis)
Duración del Tratamiento
Los períodos usuales oscilan alrededor de 10-15 min.
Métodos de tratamiento
Aplicación en los puntos dolorosos y en los puntos de provocación
Aplicación en los nervios
Aplicación paravertebral
Aplicación muscular
PROCEDIMIENTOS ELECTROTERAPÉUTICOS CON CORRIENTE de alta frecuencia
Corriente de alta Frecuencia
Su acción es la producción de calor en el interior del organismo
Efectos Fisiológicos
Vasos sanguíneos y linfáticos
Favorece a la circulación sanguínea y linfática
Sangre
Producen leucopenia y leucocitosis
Aumento de la capacidad fagocitaria
Metabolismo
Estimulación de los procesos corporales: aumento de la temperatura activará el SNC Y SNP
PROCEDIMIENTOS ELECTROTERAPÉUTICOS de ELECTRODIAGNÓSTICO Y BIOFEEBACK
Electrodiagnóstico Clásico
Fue observado en los músculos que perdieron la excitabilidad.
La estimulación del punto motor desparecería, y la contracción de un músculo era más eectiva.
Electrodiagnóstico Moderno
La pendiente de establecimiento influye de forma decisiva el umbral de excitación.
Recomendaron la corriente eléctrica para un correcto diagnóstico diferencial, en poliomielitis.
Biofeedback
Utilizado en las migrañas
PROCEDIMIENTOS ELECTROTERAPÉUTICOS
DE ELECTROESTIMULACIÓN MUSCULAR
Fortalecimiento muscular eléctrico
Es utilizada para el ejercicio o la rehabilitación.
Mejora la fuerza muscular, en patologías articulares y musculoesqueléticas Y como tratamiento previo o posterior.
Elongación muscular eléctrica
Es descrita como un procedimiento de fisioterapia eficaz en el tratamiento de trastornos musculoesqueléticos, como el acortamiento muscular.
Mejorar la extensibilidad de la musculatura acortada de manera rápida, segura y eficaz mediante un tipo de corriente específica
Indicaciones
Alteraciones estructurales provocadas por acortamiento muscular sobre la base de hipertonía.
Contraindicaciones
Trastornos musculoesqueléticos en fase aguda
Tejidos no consolidados
Procesos inflamatorios
Ciertas formas de miopatías y espasticidad