значительно меньше, чем энергия квантов света в УФ и видимой
частях спектра.λ, нм Энергия фотона, ккал·моль-1
200 143
530 54
1000 29
Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Экспериментальные методы исследований
Содержание
- 1. Экспериментальные методы исследований
- 2. Инфракрасная спектрофотометрия биологических систем и объектовЭнергия квантов
- 3. Энергии фотона ИКИ хватает лишь для изменения
- 4. Деформационные и валентные колебания молекул происходят с
- 5. Неполярные молекулы (дипольный момент равен нулю) не
- 6. Собранный за многолетние исследования экспериментальный материал об
- 7. Недостатки ИК-спектроскопииОчень малая энергия квантов, высокий уровень
- 8. Инфракрасная термографияИнфракрасная термография, тепловое изображение или тепловое
- 9. Термограмма представляет собой визуализированную картину распределения собственного
- 10. БИОКАЛОРИМЕТРИЯВ биофизике, физиологии, медицине тепловую энергию, выделяемую
- 11. Прямая калориметрия основана на измерении количества тепла,
- 12. Теплообмен происходит посредством теплопроводности, конвекцией (переносом тепла
- 13. Нагретое тело излучает электромагнитные волны различной длины
- 14. Зависимость rλ от λ называют спектром излучения
- 15. Тело, коэффициент поглощения которого равен 1 для
- 16. Спектр излучения абсолютно черного тела сплошной.Зависимость мощности излучения чёрного тела от длины волны
- 17. Количественно связь между излучением и поглощением была
- 18. Энергетическая светимость черного тела увеличивается по мере
- 19. Величину ϭ называют постоянной Стефана-БольцманаϬ= 5,7·10-8 Вт·м-2·К-4Для
- 20. Законы Стефана-Больцмана и Вина позволяют, измеряя излучение
- 21. Серым называют тело, коэффициент поглощения которого меньше
- 22. Даже небольшое повышение температуры поверхности может вызвать
- 23. Температура вен может зависеть от состояния кровообращения,
- 24. Температуру тела человека считают постоянной, однако это
- 25. Афферентным звеном терморегуляции кожи являются терморецепторы, а
- 26. Определение температуры поверхности тела при термографии осуществляется
- 27. Контактная термография с помощью пленок, содержащих жидкокристаллические соединения
- 28. 2. С использованием тепловидения и тепловизоровТепловидение –
- 29. В тепловизорах приёмники ИК-излучения преобразуют тепловое изображение
- 30. Инфракрасное излучение концентрируется системой специальных линз и
- 31. Тепловизор - техническая система, которая часто содержит
- 32. Термограммы больного с вживленным (имплантированным) водителем ритма
- 33. Термограмма нижних
- 34. Гипотермия области левого предплечья, кисти
- 35. Хронический гастрит (фаза обострения)
- 36. Гастродуоденит
- 37. Язва желудка
- 38. Язва луковицы 12-ти перстной кишки. Гастрит
- 39. Рак тела желудка
- 40. Острый аппендицит
- 41. Рак восходящего отдела толстой кишки с метастазами в печень
- 42. Облитерирующий атеросклероз нижних конечностей
- 43. Облитерирующий эндартериит нижних конечностей
- 44. Облитерирующий тромбангиит
- 45. Хроническая венозная недостаточность нижних конечностей
- 46. Рис. 9. Норма молочных желез. Аваскулярный тип
- 47. . 10.Анархическая васкуляризация Общая гипертермия
- 48. Ареолярная гипертермия правой молочной железы
- 49. Рак молочной железы. Метастазы в левую ключичную область
- 50. Термографическая картина рака левой молочной железы
- 51. Диффузный токсический зоб
- 52. Гипотиреоз
- 53. Рак щитовидной железы
- 54. Методика регистрации термограмм с последующим выделением полезного
- 55. Термографические признаки эндотелиальной дисфункции с поражением сосудов
- 56. 1.Нормальная термографическая картина рук.
- 57. 2. Термограмма ног с варикозно-расширенными венами. 2. Термограмма
- 58. Термографические признаки воспалительного процесса в проекции толстого
- 59. Остеохондроз позвоночника.Термографические признаки грыжи межпозвонковых дисков. Остеохондроз позвоночника.Термографические признаки грыжи межпозвонковых дисков.
- 60. Комплексное тепловизионное исследование.
- 61. Скачать презентанцию
Инфракрасная спектрофотометрия биологических систем и объектовЭнергия квантов инфракрасного излучения (ИКИ) значительно меньше, чем энергия квантов света в УФ и видимой частях спектра. λ, нм Энергия фотона, ккал·моль-1 200 143 530
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1Экспериментальные методы исследований
доктор физико-математических наук
Власова Ольга Леонардовна
Санкт-Петербург
Слайд 2Инфракрасная спектрофотометрия биологических систем и объектов
Энергия квантов инфракрасного излучения (ИКИ)
λ, нм Энергия фотона, ккал·моль-1
200 143
530 54
1000 29
Слайд 3Энергии фотона ИКИ хватает лишь для изменения вращательных или колебательных
движений атомов в молекуле.
Виды колебательных движений атомов в молекуле:
Валентные, деформационные,
крутильные.Согласно теории ассиметричная молекула, состоящая из n обладает 3n-6 колебательными степенями свободы, n-1 – растяжения-сжатия, 2n-5 – деформация молекул.
Слайд 4Деформационные и валентные колебания молекул происходят с квантованной частотой. Если
на молекулу падает свет с такой же частотой, то происходит
резонансное поглощение энергии.
Слайд 5Неполярные молекулы (дипольный момент равен нулю) не способны поглощать ИК-лучи
и получить их спектры поглощения в ИК-области не представляется возможным.
Количество
полос поглощения в ИК спектре вещества обусловлено числом активных колебаний молекул, т.е. числом колебаний с изменением дипольных моментов молекул.У биополимеров – совокупность большого числа разнообразных полос поглощения.
Однако, многие химические связи или группы атомов имеют характерные полосы поглощения (например, C=O, CH3, C=C, P=O) – характеристические полосы.
Слайд 6Собранный за многолетние исследования экспериментальный материал об ИК спектрах химических
групп, простых неорганических и органических молекул, аминокислот, белков, нуклеиновых кислот
обобщен в корреляционные таблицы и диаграммы.Они помогают интерпретировать неизвестные спектры и определять неизвестный химический состав. Качественный анализ.
Величина максимумов поглощения в спектрах говорит о количестве тех или иных характеристических групп – количественный анализ.
Слайд 7Недостатки ИК-спектроскопии
Очень малая энергия квантов, высокий уровень шумов
Наличие паразитного теплового
излучения
Невозможность визуальной юстировки прибора
Сложность подготовки образцов с высокой степенью чистоты
Ограниченное
применение воды как разбавителя (собственной сильное поглощение воды в ИК-области)Сложность интерпретации результатов
Слайд 8Инфракрасная термография
Инфракрасная термография, тепловое изображение или тепловое видео — это
способ получения термограммы — изображения в инфакрасных лучах, показывающего картину
распределения температурных полей. Термографические камеры, или тепловизоры обнаруживают излучение в инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра (примерно 900-14000 нанометров или 0,9-14 мкм) и на основе этого излучения создают изображения, позволяющие определить перегретые или переохлаждённые места.
Слайд 9Термограмма представляет собой визуализированную картину распределения собственного инфракрасного излучения человека
по поверхности кожных покровов.
Характер излучения отражает состояние собственных физиологических процессов
человека.Поддержка определённой температуры тела человека связана с терморегуляцией.
Терморегуляция является сочетанием двух основных процессов – теплообразования и теплоотдачи.
Существенной частью терморегуляции является теплообмен организма с окружающей средой.
Слайд 10БИОКАЛОРИМЕТРИЯ
В биофизике, физиологии, медицине тепловую энергию, выделяемую организмом в окружающую
среду, принято называть энерготратами организма.
Для определения энерготрат организма необходимо измерять
количество тепла, выделяемое им в окружающую среду за определенный промежуток времени.Для этого применяют два экспериментальных метода: прямую и непрямую биокалориметрию.
Слайд 11Прямая калориметрия основана на измерении количества тепла, непосредственно рассеянного организмом
в теплоизолированной камере. При прямой калориметрии достигается высокая точность оценки
энергозатрат организма, однако из-за громоздкости и сложности способ используется только для специальных целей.Непрямая калориметрия основана на измерении количества потребленного организмом кислорода и последующем расчете энергозатрат с использованием данных о величинах дыхательного коэффициента (ДК). Под дыхательным коэффициентом понимают отношение объема выделенного углекислого газа к объему поглощенного кислорода.
Слайд 12Теплообмен происходит посредством теплопроводности, конвекцией (переносом тепла движущимся газом или
жидкостью), испарением и излучением.
Около 50% теплопотерь приходится на излучение во
внешнюю среду от открытых частей тела и одежды. Основная часть этого излучения относится к инфракрасному диапазону с длиной волны от 4 до 50 мкм.В зависимости от температуры тела изменяются интенсивность излучения и спектральный состав, поэтому не всегда тепловое излучение воспринимается глазом как свечение.
Слайд 13Нагретое тело излучает электромагнитные волны различной длины волны.
Энергетическая светимость, соответствующая
интервалу длин волн от λ до λ+dλ , пропорциональна ширине
интервала:dRλ=rλdλ
где Rλ - энергетическая светимость, rλ - спектральная плотность энергетической светимости тела, dλ – ширина спектрального интервала.
Слайд 14Зависимость rλ от λ называют спектром излучения тела.
Выражение для энергетической
светимости тела:
Re=
Способность тела поглощать энергию излучения характеризуют зависящим от длины
волныкоэффициентом поглощения
λ=Фпогл(λ)/Фпад(λ)
, равным отношению потока излучения, поглощенного данным телом, к потоку излучения, упавшего на него.
Слайд 15Тело, коэффициент поглощения которого равен 1 для всех частот, называют
абсолютно черным. Оно поглощает все падающее на него излучение.
Это –
физическая абстракция. Модель абсолютно чёрного тела
Слайд 16Спектр излучения абсолютно черного тела сплошной.
Зависимость мощности излучения чёрного тела
от длины волны
Слайд 17Количественно связь между излучением и поглощением была установлена Г.Кирхгофом в
1959 г.
rλ/αλ = ελ
Отношение спектральной плотности энергетической светимости любого тела
к его соответствующему монохроматическому коэффициенту поглощения равна спектральной плотности энергетической светимости черного тела при той же температуре.
Слайд 18Энергетическая светимость черного тела увеличивается по мере его нагревания.
Планк высказал
гипотезу о том, что черное тело излучает и поглощает энергию
не непрерывно, а определёнными дискретными порциями – квантами.Закон Стефана-Больцмана
Re =ϭT4
Энергетическая светимость черного тела пропорциональна четвертой степени его термодинамической температуры.
Слайд 19Величину ϭ называют постоянной Стефана-Больцмана
Ϭ= 5,7·10-8 Вт·м-2·К-4
Для серых тел
Re =ϭT4
.
Существует также закон смещения Вина
λmax=b/T,
где λmax - длина волны, на
которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости черного тела,b=0,28978·10-2 м·К – постоянная Вина.
Слайд 20Законы Стефана-Больцмана и Вина позволяют, измеряя излучение тел, определять их
температуру (оптическая пирометрия).
Излучающие тела (кожа человека, ткань одежды) принимаются за
серые.Максимум спектральной плотности энергетической светимости тела человека попадает в соответствии с законом Вина на длину волны приблизительно 9,5 мкм при температуре поверхности кожи 320 С.
Слайд 21Серым называют тело, коэффициент поглощения которого меньше единицы и не
зависит от длины волны света падающего на него.
В природе некоторые
тела в определённом интервале длин волн излучают и поглощают как серые. Например, тело человека можно рассматривать как «серое» (коэффициент поглощения приблизительно равен 0,9) для инфракрасной области спектра.
Слайд 22Даже небольшое повышение температуры поверхности может вызвать такое изменение излучаемой
мощности, которое надёжно зафиксируется прибором.
Это происходит из-за сильной температурной зависимости
энергетической светимости (четвертая степень термодинамической температуры).Распределение температуры по различным точкам поверхности тела для здоровых людей достаточно характерно. Воспалительные процессы, опухоли могут изменить местную температуру.
Слайд 23Температура вен может зависеть от состояния кровообращения, от охлаждения и
нагревания конечностей.
Регистрацию излучения различных участков поверхности тела человека и определение
их температуры можно рассматривать как диагностический метод.Такой метод называют термографией.
Слайд 24Температуру тела человека считают постоянной, однако это постоянство относительно, поскольку
в различных участках тела температура неодинакова и меняется в зависимости
от физиологического состояния организма.Более правильно делить организм на два слоя: гомойотермное ядро (глубокие части тела, внутренние органы) и пойкилотермная оболочка (поверхностные слои, кожа).
Основную нагрузку по терморегуляции несет пойкилотермная оболочка, в частности кожа с её составными частями.
Слайд 25Афферентным звеном терморегуляции кожи являются терморецепторы, а исполнительными органами –
сосуды, потовые железы, мышцы.
Температура кожи является интегральным показателем и в
её формировании принимают участие несколько факторов:Сосудистая сеть.
Уровень обменных процессов.
Теплопроводность.
Теплопередача.
Слайд 26Определение температуры поверхности тела при термографии осуществляется в основном двумя
методами:
1. с помощью жидкокристаллических индикаторов, оптические свойства которых очень чувствительны
к небольшим изменениям температуры. При помещении этих индикаторов на тело больного можно визуально по изменению их цвета определить местное различие температур.
Слайд 282. С использованием тепловидения и тепловизоров
Тепловидение – это получение видимого
изображения объекта на основании его собственного инфракрасного излучения
Медицинские тепловизоры –
приборы для бесконтактной регистрации температурных полей кожных покровов человека. 
Слайд 29В тепловизорах приёмники ИК-излучения преобразуют тепловое изображение в видеосигнал, который
после усиления и обработки подаётся на устройство записи термограммы.
Слайд 30Инфракрасное излучение концентрируется системой специальных линз и попадает на фотоприемник,
который избирательно чувствителен к определенной длине волны инфракрасного спектра. Попадаемое
на него излучение приводит к изменению электрических свойств фотоприемника, что регистрируется и усиливается электронной схемой. Полученный сигнал подвергается цифровой обработке и это значение передается на блок отображения информации. Каждому значению сигнала присваивается определенный цвет. После этого на экране монитора появляется точка, цвет которой соответствует численному значению инфракрасного излучения, которое попало на фотоприемник. Сканирующая система (зеркала или полупроводниковая матрица) проводит последовательный обход всех точек в пределах поля видимости прибора и в результате мы получаем видимую картину инфракрасного излучения объекта.
Слайд 31
Тепловизор - техническая система, которая часто содержит электронно-оптический преобразователь, работающий
на внешнем фотоэффекте и преобразующих изображение из одной области спектра
в другую.
Слайд 32Термограммы больного с вживленным (имплантированным) водителем ритма сердца в состоянии
клинической смерти, наступившей при четвертом инфарктe: a — термограмма с
квантованием изображения грудной клетки: в правой подключичной области зона гипертермии в проекции кардиостимулятора; гипертермия над проекцией сердца и грудной аорты (слоистость ее структуры); б - прицельная термограмма (выявляются атеросклеротические бляшки в области грудной аорты)
Слайд 33 Термограмма нижних Стадия ишемии
миокарда: кардиогенный
конечностей того же больного –
шок – гипотермия в проекции сердцаатеросклеротические изменения
сосудов с обрывом кровотока
на уровне средней трети голеней
(больше правой)
Слайд 47. 10.Анархическая васкуляризация Общая гипертермия левой молочной
правой молочной железы
железы
Слайд 54Методика регистрации термограмм с последующим выделением полезного сигнала позволяет в
полной мере использовать возможности тепловизионных методов исследования. Кожа превращается в
прозрачное стекло, через которое тепловое излучение внутренних органов становится видимым.При термографическом обследовании тепловизор, настроенный на длину волн воспаленных сосудов, позволяет увидеть зоны и степень выраженности поражения эндотелия сосудов. В том числе и эндотелия сосудов надкостницы как длинных трубчатых, так и плоских костей.
Слайд 55Термографические признаки эндотелиальной дисфункции с поражением сосудов головного мозга,аорты.
Термографические признаки эндотелиальной дисфункции
с поражением сосудов головного мозга,аорты.
Слайд 572. Термограмма ног с варикозно-расширенными венами.
2. Термограмма ног с варикозно-расширенными венами.
2. Термограмма ног с варикозно-расширенными венами.
Термограмма
ног с варикозно-расширенными венами.
Слайд 58Термографические признаки воспалительного процесса в проекции толстого кишечника.
Термографические
признаки воспалительного процесса в проекции толстого кишечника.
Слайд 59Остеохондроз позвоночника.Термографические признаки грыжи межпозвонковых дисков.
Остеохондроз позвоночника.Термографические признаки
грыжи межпозвонковых дисков.
