O Analizie matematycznej na Fizyce UW

mort

treść przykładowych pytań (wyekstrachowana z pdf'a ze strony zajęć; linka nie podam bo forum nie łyknie:(
Warszawa, 11 czerwca 2007

Przykladowe pytania ze Wstepu do Biofizyki

Egzamin odbedzie sie 27 czerwca 2007, w sali 2100 w Zakladzie
Biofizyki (sala rezerwowa to sala 17 na Pasteura). Pocza tek o
9-tej. Wpisy do indeksu w Zakladzie Biofizyki IFD UW, pokoj
3118, w godzinach 8-9, 28 i 29 czerwca.
Uprzejmie prosze o zglaszanie sie po kody do ankiet studenckich.

Egzamin sklada sie z 10 pytan. Na odpowiedz maja Panstwo pol
strony pod kazdym z pytan. Odpowiedzi musza wiec być krotkie.
Prosze wiec o przemyslenie odpowiedzi zanim wpisza ja Panstwo
na kartce. Egzamin trwa 120 minut. Nie mozna korzystac z
zadnych notatek.

Za kazde pytanie mozna otrzymac maksymalnie 1 punkt. Za
odpowiedzi czesciowo poprawne bedzie przyznawana czesc punktu.
Oceny za egzamin beda wystawiane wg. ponizszej relacji:

10-9 pkt - bdb;
8 pkt - bd+;
7-6 pkt - bd;
5 pkt - dst+;
4 pkt - dst.
mniej niz 4 pkt oznacza ocene niedostateczna.

1. Z jakiego prawa korzysta sie przy stosowaniu metody grawimetrycznej w badaniach skladu probek materii?
2. Jaka jest roznica miedzy metoda grawimetryczna a miareczkowaniem w badaniach skladu materii?
3. Na czym polegal wklad Lavoisier'a do powstania biofizyki?
4. Dlaczego hipoteza Avogadro byla potrzebna do wykazania, ze woda to H2O?
5. Podaj definicje czasteczki chemicznej.
6. Co to jest orbital molekularny? Czym sie rozni od atomowego?
7. Na czym polega przyblizenie Borna-Oppenheimera?
8. Podaj definicje energii oddzialywania ukladow A i B.
9. Przedstaw jakas spojna klasyfikacje oddzialywan miedzyczasteczkowych.
10. Jaki jest zwiazek powinowactwa chemicznego z zachodzeniem przemiany molekularnej w ukladzie wieloskladnikowym?
11. Co to jest proces relaksacji? Podaj najprostsze rownanie opisujace jego przebieg.
12. Wyprowadz zwiazek 1/%tau = k_+ + k_-
13. Wyprowadz zwiazek miedzy czasem relaksacji dla przemiany jednoczasteczkowej, a stalymi szybkosci.
14. Wyprowadz zwiazek 1/%tau = k_+ (vec c_A + vec c_B ) + k_-
15. Wyprowadz zwiazek miedzy czasem relaksacji dla przemiany dwuczasteczkowej, a stalymi szybkosci.
16. Bariera entalpii swobodnej dla procesu wynosi 10 kcal/mol,
a enzym obniza ja o 8 kcal/mol. Ile razy enzym przyspiesza reakcje w temperaturze pokojowej?
17. Jakie oddzialywania stabilizuja drugorzedowa strukture bialek?
18. Jakie oddzialywania stabilizuja drugorzedowa strukture kwasow nukleinowych?
19. Co jest przyczyna istnienia maksimum gestosc wody okolicy 4 stopni Celsjusza i jakie jest znaczenie tego faktu dla zjawiska zycia?

20. Wyjasnij okreslenia "I-rzedowa", "II-rzedowa" i "III-rzedowa" struktura bialka.
21. Dlaczego woda ma wyzsza temperature wrzenia niz amoniak?
22. Jakie oddzialywania stabilizuja strukture blon biologicznych?
23. Co to jest wiazanie glikozydowe?
24. Jakie rodzaje energii wewnetrznej mozna wydzielic w przypadku czasteczek i z jakimi rodza jami promieniowania zwiazane jest ich badanie?
25. W jakich jednostkach mierzymy absorbcje swiatla?
26. Przedstaw idee pomiaru widma wzbudzenia czasteczki.
27. Dlaczego promieniowanie fluorescencji jest przesuniete wstrone dluzszych fal w stosunku do promieniowania absorbowanego?
28. Jak mozna wykorzystac spektroskopie absorbcyjna do badania dysocjacji protonu od grupy funkcyjnej cza steczki?
29. Przedstaw i wyjasnij diagram Jablonskiego.
30. Czym sie r´zni mechanizm F¨orstera transferu energii wzbudzenia elektronowego od mechanizmu Dextera?
31. Jak mozna wykorzystac spektroskopie jadrowego rezonansu magnetycznago do badania dysocjacji protonu od grupy funkcyjnej czasteczki?
32. Co to jest przesuniecie chemiczne i jak jego wyznaczanie jest wykorzystywane w badaniach czasteczek w roztworze?
33. Co to jest dwuwymiarowa spektroskopia NMR?
34. Na czym polega eksperyment predkosc sedymentacji?
35. Na czym polega eksperyment rownowagi sedymentacyjnej?
36. Jak mozna wykorzystac znajomosc struktur z badan rozpraszania promieni X w analizie oddzialywan biomolekul? ´
37. Jaki jest niezbedny warunek, aby proces molekularny mozna bylo badac w spektrometrze skoku temperatury?
38. Jaka jest graniczna szybkosc procesow molekularnych, ktora mozna jeszcze badac w spektrometrze zatrzymanego przeplywu i z czego ona wynika?
39. W jaki sposob wyznaczanie czasow relaksacji moze byc wykorzystane do badania mechanizmow procesow molekularnych?
40. Jaki ma wymiar stala szybkosc reakcji dwuczasteczkowej?
41. Przedstw idee pomiaru w spektrometrze fotolizy blyskowej.
42. Co to jest pole silowe uzywane w dynamice molekularnej?
43. Przedstaw idee badania molekul metodami dynamiki molekularnej.
44. Przedstaw idee algorytmu Monte Carlo w ujeciu Metropolisa.
45. Co to jest "ambrella sampling"?
46. Czy mikroskop sily atomowej moze byc uzyty do okreslania trojwymiarowej struktury bialek i kwasow nukleinowych?
47. Jaka jest roznica miedzy skaningowym mikroskopem tunelujacym a mikroskopem sily atomowej? Jakie jest podobienstwo?
48. Jak dziala ja szczypczyki optyczne?
49. W jaki sposob mozna odroznic zjawisko wymuszonego dopasowania od wyboru pasujacego konformera w procesach rozpoz nawania sie molekul?
50. Wyjasnij role dyfuzji jednowymiarowej w procesach wiazania sie bialek do specyficznych sekwencji zasad w cza steczkach DNA.

mort

nie ręczę za pełną poprawność, ale tak sobie wypisywałem... Czekam na komentarze i poprawki.

1. Z jakiego prawa korzysta sie przy stosowaniu metody grawimetrycznej w badaniach skladu probek materii?

2. Jaka jest roznica miedzy metoda grawimetryczna a miareczkowaniem w badaniach skladu materii?
W metodzie grawimetrycznej korzysta się z wyznaczenia masy produktu reakcji, zaś w miareczkowaniu z masy reagenta koniecznej do całkowitego zajścia reakcji. W pierwszym przypadku problemem może byc wyznaczenie masy (trzeba daną wytrąconą substancję "wydobyć" z roztworu), a w drugim stwierdzenie, że oto reakcja już zaszła w całości.

3. Na czym polegal wklad Lavoisier'a do powstania biofizyki?
Wśród wielu zasług Lavoisier'a dla chemii (a więc pośrednio biofizyki) najistotniejszą wydaje się przykładanie większej niż współcześni wagi do dokładnych pomiarów mas substratów i produktów. Ponadto wykazał chemiczną naturę oddychania zwierząt, wyjaśnił procesy spalania bez odwoływania się do flogistonu i wiele innych.

4. Dlaczego hipoteza Avogadro byla potrzebna do wykazania, ze woda to H2O?
Prawo stosunków stałych pozwalało operować stosunkami ilości cząsteczek. Hipoteza Avogadro pozwoliła przetłumaczyć (w obie strony) stosunki ilości cząsteczek na proporcje objętościowe, które są naturalnym sposobem wyrażania ilości gazów biorących udział w reakcjach. Poza tym rozwarzania objętościowe pozwoliły ominąć masę atomową, która wtedy nie mogła byc znana.

5. Podaj definicje czasteczki chemicznej.
"Cząsteczka to dość stabilny, awarty przestrzennie zbiór jąder atomowych i elektronów."

6. Co to jest orbital molekularny? Czym sie rozni od atomowego?
??
Orbital jest stanem, w którym może przebywać elektron. W rachunkach prowadzonych dla atomów orbitalom odpowiadają falowe funkcje własne hamiltonianu, zwykle o określonym rzucie momentu pędu. Na rysunkach przedstawia się orbitale przez obszar (lub jego granicę), w którym można znaleźć elektron z prawdopodobieństwem większym od jakiejś ustalonej wartości.
Orbital molekularny w pierwszym przybliżeniu przedstawia się jako kombinację liniową orbitali atomowych.
wp02.pdf s.40: Orbitale atomowe są funkcjami własnymi L^2 ze względu na symetrię potencjału. Jednak nie ma powodu by orbitale molekularne nimi były.

7. Na czym polega przyblizenie Borna-Oppenheimera?
Na pominięciu w hamiltonianie członu opisującego wzajemne oddziaływanie elektronów.

8. Podaj definicje energii oddzialywania ukladow A i B.
wp03 s.7: energia oddziaływania to różnica między energią elektronową całości, a sumą energii elektronowych układów A i B (liczonymi przy tych samych położeniach jąder).

9. Przedstaw jakas spojna klasyfikacje oddzialywan miedzyczasteczkowych.
Wypisuję wmiarę po kolei ze slajdów (wp03 s.18nn):
*oddziaływanie elektrostatyczne (dwóch niezaburzonych rozkładów ładunku układów A i B)
*oddziaływanie induksyjne (B z momentem dipolowym generowanym przez B w A i A z momentem dipolowym generowanym przez A w B)
*oddziaływanie dyspersyjne ??
*oddziaływanie wymienne (odpychanie walencyjne) - poprawka wynikająca z przeprowadzenia antysymetryzacji funkcji falowych. W przeciwieństwie do powyższym pojawia się już w pierwszym rzędzie rachynku zaburzeń, gdzie zresztą jest istotniejsza niż w drugim.

wiki:
*oddz. jon-jon
*wiązania wodorowe
*oddz. twały dipol - twały dipol
*oddz. van deer Waalsa (twały dipol - dipol wzbudzony; lub chwilowe dipol wzbudzony - dipol wzbudzony). Znika jak 1/(r^6).

aaa4

-Co z tymi konmi? O czym wy mowicie? Moje Krolestwo zostalo napadniete. Te stwory mialy czelnosc zaatakowac moich zolnierzy.

Borric spojrzal na Krola.

-Co sobie Wasza Wysokosc zyczy, abym zrobil?

-Zrobil? - odpowiedzial Rodric podniesionym glosem. - Mialem zamiar poczekac z podjeciem jakiejkolwiek decyzji na przyjazd mego lojalnego slugi, ksiecia Bas-Tyra. Ale wobec tej sytuacji przyszedl czas na dzialanie.

Przerwal na chwile, a jego twarz przybrala chytry wyraz. Ciemne oczy blyszczaly w swietle latami.

-Planowalem oddac Armie Zachodu pod dowodztwo Brucalowi, ale ten stetryczaly glupiec nie potrafi obronic nawet wlasnych garnizonow.

Borric chcial juz zaprotestowac i stanac w obronie Brucala, lecz Arutha, znajac dobrze ojca, scisnal go mocno za ramie i Ksiaze nie odezwal sie ani slowem.

-Borric, musisz pozostawic Crydee pod opieka syna. Wyglada na to, ze sobie poradzi. W koncu to on jest autorem jedynego naszego zwyciestwa. - Wzrok Krola zaczal bladzic po scianach. Zasmial sie do wlasnych mysli. Przez kilka chwil mocno potrzasal glowa. Narastajaca histeria ustapila.

-Och, bogowie, te straszne bole. Myslalem, ze mi rozerwie czaszke. - Zamknal na sekunde oczy. - Borri