بیوفیزیک
مقدمه
بسیار شنیده‌ایم که واژه‌های مختلفی همراه واژه فیزیک آمده و به سری مطالعات خاص اطلاق شده است. از آن جمله می‌توان به علوم فیزیک محیط زیست ، متافیزیک ، فیزیک هوا فضا ، فیزیک انرژیهای بالا و ... اشاره کرد. در واقع هر کدام از اینها به نحوی به علم گسترده فیزیک مربوط است. می‌دانیم که «فیزیک» در لغت به معنی «طبیعت» است و بیشتر در مورد آنچه که با حواس خود از جهان طبیعت در می‌یابیم، مربوط میشود. به بیان دیگر ، علم فیزیک قوانین موجود در جهان طبیعت را شناسایی و کشف نموده و از آنها در جهت بهبود وضعیت زندگی انسان بهره می‌گیرد.
اما بهره گرفتن از قوانین موجود و کشف شده ، در شاخه‌های مختلف و به روشهای گوناگون صورت می‌گیرد. به عنوان مثال ، در فیزیک هوا فضا با استفاده از این قوانین می‌توان در هدایت بهتر هواپیماها ، سفینه‌ها و دیگر مصنوعات ساخت بشر که در هوانوردی مورد استفاده قرار می‌گیرند، استفاده نمود و یا در فیزیک انرژیهای بالا با استفاده از فیزیک می‌توان در پی منابع جدید انرژی برای تامین زندگی آینده بشر بود. بنابراین می‌توان گفت که علم فیزیک به نوعی با زندگی و حیات انسان عجین و آمیخته شده است. نکته تکامل این بحث علم بیوفیزیک است. علم بیوفیزیک از علم فیزیک در جهات حیات بشر بهره می‌برد.
ضرورت وجود بیوفیزیک
استفاده و کاربردهای فراوان و روزافزون علوم و فنون هسته‌ای در رشته‌های مختلف زیست شناسی ، پزشکی ، علوم پایه پزشکی و ... جهت پژوهشهای علمی و درمانی همراه با سایر کاربردهای انرژی اتمی در کشاورزی ، صنایع و غیره ، ایجاب می‌کند که باید شاخه‌ای از علم فیزیک تحت عنوان بیوفیزیک وجود داشته باشد، تا اینکه بتوانیم از این علوم و فنون در جهت بهتر نمودن زندگی بشر و موجودات زنده دیگر بهره گیریم.
یک مثال
تشعشعات یا پرتوهای هسته‌ای از شار ذراتی که بطور سریع در حال حرکت بوده و از طبیعت و انرژیهای متفاوتی برخوردارند، تشکیل شده است. پرتوها از پدیده‌های طبیعی یا خودبه‌خودی تجزیه اتمهای رادیواکتیو (طبیعی یا مصنوعی) و یا از شتاب دادن مصنوعی ذرات پدید می‌آیند. این پرتوها در پزشکی و بیولوژی کاربردهای متعدد دارند. کاربرد بسیار عمومی و عادی اشعه ایکس در تشخیص پرتویی است. اختلاف درجه کاهش پرتو ایکسی که از محیطهای با طبیعت مختلف ، عبور می‌کند، اجازه می‌دهد که تصویری که روشنگر حقایقی درباره اعضای داخلی بدن است، بدست آید.
فیزیک پزشکی و بیوفیزیک
در فیزیک پزشکی بیشتر کاربرد علم فیزیک در علوم پزشکی است و لذا در آنجا تاکید میشود که باید پزشکان از فیزیک مربوط به ابزارهای مختلف مورد استفاده در پزشکی نیز آگاهی داشته باشند. به عنوان مثال ، جراحی که از چاقوی لیزری جهت جراحی استفاده می‌کند، باید دارای اطلاعات حداقل پایه در مورد فیزیک لیزر باشد، اما در بیوفیزیک ، همانگونه که از نامش پیداست ، فیزیک در معنی عام حیات مورد توجه است
تابش ترمزی
دید کلی
در اثر فوتوالکتریک ، یک فوتون با برخوردی که با سطح کاتوا انجام می‌دهد، تمام انرژی الکترومغناطیسی خود را به یک الکترون مقید منتقل می‌کند و خود نابود میشود. انرژی فوتون به صورت انرژی بستگی و انرژی جنبشی فوتوالکترون ظاهر میشود. عکس این اثر نیز امکان پذیر است. یعنی الکترون می‌تواند انرژی خود را از دست بدهد و در جریان این فرآیند یک یا چند فوتون خلق شود. چنین فرایندی را تابش ترمزی می‌گویند.
تغییر کلاسیکی تابش ترمزی
اگر الکترونی با سرعت زیاد و در نتیجه انرژی جنبشی زیاد به یک اتم نزدیک شود، الکترون در اثر نیرویی که از طرف هسته سنگین اتم که دارای بار الکتریکی مثبت است، وارد میشود، از مسیر اولیه خود منحرف میشود. چون در اثر این انحراف سرعت الکترون تغییر می‌کند، لذا الکترون شتاب می‌گیرد. نظریه کلاسیک الکترومغناطیس پیشگویی می‌کند که هر بار الکتریکی شتابدار ، انرژی الکترومغناطیسی تابش می‌کند. نظریه کلاسیک الکترومغناطیس تابش پیوسته‌ای را پیشگویی می‌کند، که این تابش در مدتی که الکترون شتاب می‌گیرد اتفاق می‌افتد.