Разделы презентаций


Тепловое излучение тел Лекция 7

Содержание

Шкала электромагнитных волнI Радиоволны до 1 ммII ИК излучение (инфракрасное излучение) 1мм – 760 нм III Видимое 760 нм – 400 нмкраснФиол.IY

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1
Тепловое излучение тел

Лекция 7

Тепловое излучение тел Лекция 7

Слайд 2Шкала электромагнитных волн
I Радиоволны до 1 мм
II ИК излучение

(инфракрасное излучение)
1мм – 760 нм


III Видимое 760 нм – 400 нм


красн

Фиол.

IY УФ излучение(ультрафиолетовое излучение):
400 нм – 20 нм
Y Рентгеновское излучение 80 – 10-5 нм

YI γ -излучение λ< 0,1 нм

λзелен =555 нм

Шкала электромагнитных волнI Радиоволны  до 1 ммII ИК излучение (инфракрасное излучение)    1мм –

Слайд 3


Тепловое излучение- это электромагнитное (э/м) излучение,

которое испускают все ! тела, температура которых выше абсолютного нуля

за счет своей внутренней энергии.

Тепловое излучение

Ответ: Это неионизирующее излучение

ВОПРОС:

Это ионизирующее излучение?

ТЕСТ:

Укажите температуру, при которой может наблюдаться тепловое излучение:
А. 250 С Б. - 350 С В. 10 К Г. 700 К

Тепловое излучение- это электромагнитное (э/м) излучение, которое испускают все ! тела, температура которых выше

Слайд 4Характеристики теплового излучения
Поток излучения Ф – это средняя мощность излучения.


Поток излучения –это энергия всех длин волн, излучаемых за 1

с

[Вт]

2. Энергетическая светимость R - поток излучения, испускаемый 1м2 поверхности тела.

Или: это энергия всех длин волн, излучаемых за 1 с с 1 м2

Синоним:

Интенсивность излучения

Характеристики теплового излученияПоток излучения Ф – это средняя мощность излучения. Поток излучения –это энергия всех длин волн,

Слайд 53. Спектральная плотность энергетической светимости

- это отношение энергетической светимости узкого участка спектра dRλ к

ширине этого участка dλ.

Для определенной длины волны

rλ - это энергия излучения с 1м2 в 1 с в интервале от λ до λ+Δλ.

rλ показывает, какую долю тепловое излучение данной λ составляет от общего теплового излучения источника.


3.1 Спектральная плотность энергетической светимости черного тела

3. Спектральная плотность энергетической светимости    rλ  - это отношение энергетической светимости узкого участка

Слайд 6Спектр излучения сплошной.
Спектр излучения – это зависимость спектральной плотности энергетической

светимости от длины волны: rλ = f(λ)


зависит от λ, Т,

химического состава тел.

Что характеризует площадь под графиком?

ВОПРОС:

R

Спектр излучения сплошной.Спектр излучения – это зависимость спектральной плотности энергетической светимости от длины волны: rλ = f(λ)rλrλзависит

Слайд 7 равен отношению потока излучения поглощенного телом

к падающему потоку. Он зависит от λ
4. Коэффициент поглощения


Монохроматический коэффициент поглощения

зависит от λ, Т, химического состава тел.


Обзор

1.Поток излучения Ф

2.Энергетическая светимость

3. Спектральная плотность энергетической светимости

3.1 Спектральная плотность энергетической светимости черного тела

R

4. Монохроматический коэффициент поглощения

равен отношению потока излучения поглощенного телом к  падающему потоку. Он зависит от

Слайд 8Монохроматический коэффициент поглощения

ВОПРОСЫ:
Сажа, черный бархат, черный мех. Чему равен

?
=1
Зеркало, белый материал. Чему

равен ?

=0

Чайник закопченный и не закопченный. Где больше α ?
А в каком закипит быстрее?

Закопченный

Монохроматический коэффициент поглощения ВОПРОСЫ:Сажа, черный бархат, черный мех. Чему равен   ?  =1 Зеркало, белый

Слайд 9Черное тело
Черное тело – это тело, которое полностью поглощает весь

падающий на него поток излучения.
Коэффициент поглощения

= 1 и не зависит от длины волны излучения.

Модель черного тела – это непрозрачный сосуд с небольшим отверстием, стенки которого имеют одинаковую температуру.

Через некоторое время стенки сосуда поглощают луч полностью.

ПРИМЕР: сажа, платиновая чернь

Почему зрачок нашего глаза кажется черным ?

ВОПРОС:

Черное телоЧерное тело – это тело, которое полностью поглощает весь падающий на него поток излучения. Коэффициент поглощения

Слайд 10Свойства черного тела
Коэффициент поглощения черного тела

равен 1 . = 1


2. Коэффициент поглощения черного тела не зависит от длины волны излучения λ.

3. Спектр излучения черного тела сплошной.

Для черного тела

спектральная плотность
энергетической светимости

4. Черное тело – самый совершенный излучатель.

обозначается

Свойства черного телаКоэффициент поглощения черного тела     равен 1 .

Слайд 11Серые тела
Серое тело – это тело, для которого коэффициент поглощения

меньше 1 и не зависит от длины волны λ излучения.


< 1

Коэффициент поглощения α всех реальных тел зависит от λ и Т (их поглощение селективно), поэтому их можно считать серыми лишь в определенных интервалах длин волн и температур , где α приблизительно постоянен.

ПРИМЕР: каменный уголь

Тело человека
= 0,9

=0,8

Серые телаСерое тело – это тело, для которого коэффициент поглощения меньше 1 и не зависит от длины

Слайд 12Законы теплового излучения
Закон Кирхгофа
Формула Планка
Закон Стефана - Больцмана
Закон Вина
Для

всех тел
Для черного тела

Законы теплового излученияЗакон КирхгофаФормула ПланкаЗакон Стефана - Больцмана Закон ВинаДля всех тел Для черного тела

Слайд 13
Закон Кирхгофа
Густав Кирхгоф
1824 - 1887
При одинаковой температуре

отношение спектральной плотности энергетической светимости тел к

монохроматическому коэффициенту поглощения для всех тел одинаково и равно спектральной плотности энергетической светимости черного тела при той же температуре.

1859 г.

3. Спектральная плотность энергетической светимости

3.1 Спектральная плотность энергетической светимости черного тела

4. Коэффициент поглощения

Закон связывает способности тела излучать и поглощать энергию

Повторение

Закон КирхгофаГустав  Кирхгоф 1824 - 1887При одинаковой температуре отношение спектральной плотности энергетической светимости тел

Слайд 14
Выводы:

1.

2.

Если , то


, так как

или

3. Тело, которое лучше поглощает,
должно интенсивнее и излучать.

4. Самый совершенный излучатель – черное тело

1


3. Спектральная плотность энергетической светимости

3.1 Спектральная плотность энергетической светимости черного тела

4. Коэффициент поглощения

Повторение

Выводы:1.       2. Если       ,

Слайд 15Законы излучения черного тела
Формула Планка
Установила в явном ! виде вид

функции в зависимости от λ и Т
Макс

Планк
1858 —1947 


До Планка считали, что энергия испускается непрерывно и

УФ катастрофа –парадокс классической физики.

Гипотеза Планка: энергия испускается порциями = квантами, то есть дискретно.

1900 г.

Планк

3.1 Спектральная плотность энергетической светимости черного тела

Повторение

УФ катастрофа

Законы излучения черного телаФормула ПланкаУстановила в явном ! виде вид функции    в зависимости от

Слайд 16-спектральная плотность энергетической светимости черного тела
k – постоянная Больцмана
С -

скорость света в вакууме
h – постоянная Планка
λ -

длина волны
Т – термодинамическая температура
-спектральная плотность энергетической светимости черного телаk – постоянная БольцманаС - скорость света в вакуумеh – постоянная Планка

Слайд 17Закон Стефана - Больцмана
Йозеф Стефан 1835 – 1893
1884 г
1879

г
Бо́льцман
1844 —1906

Энергетическая светимость черного! тела прямо

пропорциональна четвертой степени его термодинамической температуры.

ВОПРОС:

Повторение

1.Поток излучения Ф

2.Энергетическая светимость R

Если Т увеличить в 2 раза, интенсивность излучения возрастет в….

16 раз

Постоянная Стефана -Больцмана

3. Спектральная плотность энергетической светимости

Закон Стефана - БольцманаЙозеф Стефан 1835 – 1893 1884 г1879 г Бо́льцман  1844 —1906 Энергетическая светимость

Слайд 18Для серых тел
δ приведенный коэффициент излучения

Задача:
Докажите , что относительное

изменение энергетической светимости тела больше относительного изменения температуры излучающей поверхности

в 4 раза.

Решение:

Если Т увеличилась на 1%, интенсивность свечения возросла на…

4%

ВОПРОС:

Т на 0,5%

На 2%

Для серых телδ приведенный коэффициент излучения Задача:Докажите , что относительное изменение энергетической светимости тела больше относительного изменения

Слайд 19Закон Вина
1893 г.
Вильгельм Вин
1864 - 1928
1911 г.
Длина волны ,на которую

приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости черного тела ,

обратно пропорциональна его термодинамической температуре.

Постоянная Вина

Закон Вина1893 г.Вильгельм Вин1864 - 19281911 г.Длина волны ,на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости

Слайд 20-спектральная плотность энергетической светимости черного тела
Максимум смещается

влево при Т2 Т1
Поэтому называют закон смещения

Вина.



Спектр излучения черного тела

-спектральная плотность энергетической светимости черного телаМаксимум    смещается влево при Т2    Т1Поэтому

Слайд 21Излучение Солнца
Солнце – наиболее мощный источник теплового излучения, обеспечивающий

жизнь на Земле.
Колебания Земли синфазны с Солнцем
Солнечная постоянная
- поток солнечного

излучения, приходящийся на 1 м2 площади границы земной атмосферы.

Внутреннее строение Солнца

Излучение Солнца Солнце – наиболее мощный источник теплового излучения, обеспечивающий жизнь на Земле.Колебания Земли синфазны с СолнцемСолнечная

Слайд 221 – На границе земной атмосферы. Близок к спектру черного

тела. = 470 нм

Тсолнца=6100 К

2 – На поверхности Земли – это спектр поглощения

=555 нм

1 – На границе земной атмосферы. Близок к спектру черного тела.    = 470 нм

Слайд 23Излучение Солнца происходит в ИК, видимом и УФ спектре и

обладает лечебными действиями.
УФ
ИК
А
В
С
А
В
С

Излучение Солнца происходит в ИК, видимом и УФ спектре и обладает лечебными действиями.УФИКАВСАВС

Слайд 24Тепловое излучение тела человека
Оно инфракрасное (ИК). =9,5

мкм
Обладает тепловым действием
Температура тела человека поддерживается постоянной, благодаря терморегуляции.
Теплопродукция

= теплоотдача

Теплопроводность 0%

Конвекция 20%

Излучение 50%

Испарение 20%

Гипоталамус обеспечивает постоянство внутренней среды организма. Там находится и центр терморегуляции.



ВОПРОС:

Какой вид теплоотдачи доминирует на рисунке?

Тепловое излучение тела человекаОно инфракрасное (ИК).    =9,5 мкм Обладает тепловым действиемТемпература тела человека поддерживается

Слайд 25 Расчет мощности излучения
Температура кожи Т1=330С = 306 К
Температура воздуха

Т0= 180С = 291 К
S=1,5 м2
Приведенный коэффициент излучения:
Вт
Ответ:
Человек раздетый
Человек

одетый

Температура одежды

240С

4,2

Ответ:

37 Вт

Расчет мощности излученияТемпература кожи Т1=330С = 306 КТемпература воздуха Т0= 180С = 291 КS=1,5 м2Приведенный коэффициент

Слайд 26Физические основы термографии
Термография – это диагностический метод регистрации и

измерения теплового излучения различных участков поверхности тела человека.
При термографии регистрируются

различия! теплового излучения здоровых и больных органов, обусловленных небольшим отличием их температур.
Физические основы термографии Термография – это диагностический метод регистрации и измерения теплового излучения различных участков поверхности тела

Слайд 27В основе термографии закон Стефана – Больцмана:
Даже небольшое изменение температуры

тела
на 1% вызывает значительное
в 4 раза изменение энергетической

светимости, то есть на 4%

При этом получается видимое ! изображение тел по их тепловому (ИК-невидимомому) излучению.

В основе термографии закон Стефана – Больцмана:Даже небольшое изменение температуры тела на 1% вызывает значительное в 4

Слайд 28Основные методы в медицинской термографии
Бесконтактные
Контактные
На небольшой участок поверхности тела помещается

специальная жидкокристаллическая пленка.
Жидкие кристаллы обладают свойством оптической анизотропии и

меняют цвет в зависимости от температуры.

1888 г.

ЖК – свойства и жидкостей (текучесть)
и кристаллов (анизотропия).

Термограф

Тепловизор

ВОПРОС:

Какая разница?

Основные методы в медицинской термографииБесконтактныеКонтактныеНа небольшой участок поверхности тела помещается специальная жидкокристаллическая пленка. Жидкие кристаллы обладают свойством

Слайд 29Термограф – это прибор, в котором тепловое изображение объекта непосредственно

! без преобразования в электрический сигнал, записывается на какой –

либо носитель, чаще всего бумагу, покрытую тонким слоем вещества, меняющего свои оптические свойства под воздействием теплового излучения
( жидкокристаллические индикаторы).

Термограф – это прибор, в котором тепловое изображение объекта непосредственно ! без преобразования в электрический сигнал, записывается

Слайд 30Тепловизор – это прибор для улавливания и регистрации излучения тела

человека на экране.
Этот измерительный прибор позволяет увидеть

! невидимое: ИК излучение любых объектов.

Особенности ИК излучения:
Длина волны больше 760 нм, но меньше 1 мм.
ИК меньше, чем видимый свет поглощается и рассеивается мутными средами.
Многие предметы, непрозрачные для видимого света, прозрачны для инфракрасных лучей.

Сканер
λ от 3 до 10 мкм

Приёмник – преобразователь ИК излучения в электрический сигнал

Экран

Объект

Тепловизор – это прибор для улавливания и регистрации излучения тела человека на экране.  Этот измерительный прибор

Слайд 31Тепловизор Т1-160 представляет собой профессиональный телевизор с очень широким температурным

диапазоном.

Тепловизор Т1-160 представляет собой профессиональный телевизор с очень широким температурным диапазоном.

Слайд 32В медицине
Диагностика сосудистых заболеваний.
Функциональная диагностика

Выявление в организме

областей с аномальной температурой, в которых что-то происходит не так.

В медицине Диагностика сосудистых заболеваний. Функциональная диагностика Выявление в организме областей с аномальной температурой, в которых что-то

Слайд 33
Люминесценция биологических
объектов

Люминесценция биологических   объектов

Слайд 34 Люминесценция
L -я - это

излучение света телами,
избыточное ! над тепловым излучением
при той

же температуре, возбужденное ! внешними источниками энергии и продолжающееся в течение времени, значительно превышающего период световых колебаний.

τL-ии = 10-9 - 10 6 с

τсвета

=10-15с

Видеман + Вавилов С.И.

ВАВИ́ЛОВ С.И.

1891 - 1951

Существенно дополнил, сказав о длительности

L- я – это надтемпературное свечение

Коротко:

(Lumen, Luminis – лат свет). «Холодное» свечение некоторых веществ)

Люминесценция  L -я    - это излучение света телами, избыточное ! над тепловым

Слайд 35Различные виды люминесценции
Люминесцируют возбужденные молекулы, и в зависимости от вида

возбуждения различают:
ИоноL-я – вызванная ионами;
КатодоL-я – вызванная электронами;
рентгеноL-я

– рентгеновским и γ - излучением

ПРИМЕР:

На TV экране

ПРИМЕР:

На экране рентгеновского аппарата

Различные виды люминесценцииЛюминесцируют возбужденные молекулы, и в зависимости от вида возбуждения различают: ИоноL-я – вызванная ионами; КатодоL-я

Слайд 36 ФотоL-я – под воздействием фотонов;
ТрибоL-я – вызывается трением
ПРИМЕР:
1605 г.

Френсис Бекон – кристаллы сахара
ЭлектроL-я – вызывается электрическим полем;
Хемилюминесценция –

излучение сопровождающее экзотермические химические реакции

соноL- я – под действием УЗ;

Радио L-я возникает при возбуждении атомов продуктами радиоактивного распада;

ФотоL-я – под воздействием фотонов;ТрибоL-я – вызывается трениемПРИМЕР:1605 г. Френсис Бекон – кристаллы сахараЭлектроL-я – вызывается

Слайд 37Фотолюминесценция
Возникает при возбуждении атомов светом (УФ и коротковолновая часть видимого

света)
20 – 400 нм
УФ
555

видимое

Флуоресценция –ее характеризует кратковременное ″послесвечение″
10-7-10-8с после снятия возбуждения
ПРАКТИЧЕСКИ ЕГО НЕТ!
Свечение прекращается после снятия возбуждения

Фосфоресценция – ее характеризует длительное ″послесвечение″

В физиологических условиях практически не наблюдается.

ФотолюминесценцияВозникает при возбуждении атомов светом (УФ и коротковолновая часть видимого света) 20 –   400 нм

Слайд 38Флуоресценция –это испускание кванта света при переходе возбужденного электрона между

синглетными уровнями (спин электрона не меняется). Это разрешенный по спину

излучательный переход.

S0

S1*

синглет

10-8с

Время жизни в этом состоянии

S*

S0

+

Свечение прекращается после снятия возбуждения.

Тоник облучают

Видимым светом

УФ

Ярко флуоресцирующее лекарственное соединение хинин . В кислых р-рах синяя область 475 нм.

синглет

спин электрона не меняется

фл

фл

Флуоресценция –это испускание кванта света при переходе возбужденного электрона между синглетными уровнями (спин электрона не меняется). Это

Слайд 39–это испускание кванта света при переходе возбужденного электрона из триплетного

состояния в синглетное (спин электрона меняется). Это запрещенный по

спину излучательный переход.

Фосфоресценция

Банка в темноте

Облучили
видимым светом и УФ

Энергия, поглощенная веществом, высвобождается медленно в виде света.

Т

спин электрона меняется

S*

S0

Свечение сохраняется после снятия возбуждения

10-3с

S*

Т

S0

+

синглет

триплет

фосф

фосф

–это испускание кванта света при переходе возбужденного электрона из триплетного состояния в синглетное  (спин электрона меняется).

Слайд 40Назовите три отличия синглета от триплета
ВОПРОС:
синглет
S0
S1*
S1*
S0
Т
синглет
синглет

ОТВЕТ:
Время жизни в триплете

больше
Энергия в триплете меньше
В триплете спин меняется
10-3с
10-8с
триплет

Назовите три отличия синглета от триплетаВОПРОС:синглетS0S1*S1*S0Тсинглетсинглет ОТВЕТ:Время жизни в триплете большеЭнергия в триплете меньшеВ триплете спин меняется10-3с10-8стриплет

Слайд 41Закон Стокса для фотолюминесценции
Спектр люминесценции сдвинут в сторону больших длин

волн относительно спектра, вызвавшего эту люминесценцию.
Λmax L
Λmax возб
УФ
Видим.
УФ

видимое

400 нм

760 нм

Свет L- ии характеризуется большей длиной волны, чем свет возбуждающий.

На законе Стокса основаны все методы измерения L-ии

Стокс Дж.

1819-1903(Кембридж)

Колба с раствором флуоресцеина.

Λвозб

Λ L

Закон Стокса для фотолюминесценцииСпектр люминесценции сдвинут в сторону больших длин волн относительно спектра, вызвавшего эту люминесценцию.Λmax LΛmax

Слайд 42
Стоксовая L-я
Резонансная L-я

Антистоксовая
L-я (атом уже находится в

возбужденном состоянии)

Стоксовая L-яРезонансная L-я Антистоксовая L-я (атом уже находится в возбужденном состоянии)

Слайд 43Форма спектра L-ии
Характеристики L-ии
Положение максимумаΛmax L
Квантовый выход люминесценции (φ)


Это отношение числа излучаемых фотонов (Nизл) к числу поглощенных

фотонов (Nпогл)

Это КПД L-ии

Для флуоресцеина

φ

= 0,9

ВОПРОС:

Как это понимать?

ОТВЕТ:

На 10 погл-х квантов высветилось 9

ВОПРОС:

Для белков φ=0,03

На 100 погл-х высветилось 3

Форма спектра L-ии Характеристики L-ииПоложение максимумаΛmax LКвантовый выход люминесценции (φ) Это отношение числа излучаемых фотонов (Nизл) к

Слайд 44 Люминесцентный качественный и количественный анализ.
L- анализ – это

метод исследования различных объектов, основанный на наблюдении их люминесценции.

Качественный

анализ –это метод,

позволяющий обнаруживать и идентифицировать вещества в смесях по форме спектра L-ии

Отвечает на вопрос:

Какое?

Определение:
наличия или отсутствия веществ;
Изучение структуры молекул
Химические превращения.

(по характерному для них свечению)

Люминесцентный качественный и количественный анализ. L- анализ – это метод исследования различных объектов, основанный на наблюдении

Слайд 45Количественный анализ –это метод,
позволяющий определять концентрацию вещества в смесях по

интенсивности спектра L-ии
Отвечает на вопрос:
Сколько?
Чувствительность метода 10-10 г/см3
ВОПРОС:
Как понимаете?
Можно

обнаруживать массу вещества 0, 1 нг

Ответ:

Количественный анализ –это метод,позволяющий определять концентрацию вещества в смесях по интенсивности спектра L-ииОтвечает на вопрос:Сколько?Чувствительность метода 10-10

Слайд 46Виды L-ии биологических объектов
Под воздействием УФ
Собственное свечение
( Первичная L-я)
Вторичная

L-я (возникает после соответствующей химической модификации имеющихся веществ)
Витамины В1, А,

Е,В6

Белки
Триптофан

Тирозин

Фенилаланин

Белки содержат 3 собственных флуоресцирующих хромофора:

Под действием L-х красителей = люминофоров. Это вещества, способные превращать поглощаемую ими энергию в люминесценцию.

ПРИМЕР:

Витамины В12,С, Д

Наркотические вещества морфин и героин после обработки серной кислотой с послед. выщелачиванием дают синюю фл. Опр. до 0,02 мкг наркотика в крови.

зел. УФ. син

Виды L-ии биологических объектов Под воздействием УФСобственное свечение( Первичная L-я)Вторичная L-я (возникает после соответствующей химической модификации имеющихся

Слайд 47 Макроанализ
Это наблюдение невооруженным глазом L-ии объектов, облученных УФ излучением.

Контроль качества фармакологических препаратов.
Контроль качества пищевых продуктов. Проводят

по собственной L-ии

Диагностика кожных заболеваний (Проводят по собственной L-ии) :
под УФ свечение волос, кожи, ногтей при поражении их грибком и лишаем (Ярко зеленая окраска)

Лампа Вуда = лампа черного света ( дает УФ)

ПРИМЕР: При длительном хранении молока и сливок рибофлавин окисляется в люмихром. Цвет L-ии меняется от желто-зеленого к синему.

МакроанализЭто наблюдение невооруженным глазом L-ии объектов, облученных УФ излучением. Контроль качества фармакологических препаратов.Контроль качества

Слайд 48Люминесцентная микроскопия
Это метод исследования, основанный на изучении под микроскопом L-

го свечения объекта, возникающего при его освещении УФ.

Люминесцентная микроскопияЭто метод исследования, основанный на изучении под микроскопом L- го свечения объекта, возникающего при его освещении

Слайд 49Устройство L-го микроскопа
1. Источник для проведения фотовозбуждения:
Ртутно-кварцевая лампа сверхвысокого

давления (УФ)
Поэтому линзы конденсора и объектива….
Из кварца.
Чтобы увидеть L-ю нужны

светофильтры.

2. Первичный светофильтр перед конденсором

Выделяет область спектра, которая вызывает L-ию

Λвозб

Цвет:

Фиолетовый, УФ

3. Вторичный светофильтр

Между объективом и окуляром- выделяет свет L-ии

Λ L

Цвет:

Зеленый, желтый

4. Наблюдают с помощью ФЭУ или визуально

Устройство L-го микроскопа1. Источник для проведения фотовозбуждения: Ртутно-кварцевая лампа сверхвысокого давления (УФ)Поэтому линзы конденсора и объектива….Из кварца.Чтобы

Слайд 50E. Coli = кишечная палочка

E. Coli = кишечная палочка

Слайд 513. Флуоресцентные зонды и метки
Это люминофоры, добавляемые к нелюминесцирующим веществам

и связываемые с мембранами
Флуоресцентные зонды
(нековалентная связь с БМ)
Флуоресцентные метки
(химическая связь)

это молекула, которая встраивается в структуру клетки, не меняя химических связей. (Нековалентная связь с мембраной)

Это люминофоры, ковалентно связанные с какими-либо молекулами, то есть путем образования химических связей.

3. Флуоресцентные зонды и меткиЭто люминофоры, добавляемые к нелюминесцирующим веществам и связываемые с мембранамиФлуоресцентные зонды(нековалентная связь с

Слайд 52ПРИМЕР:
Определение скорости кровотока
Внутривенно вводят флуоресцеин

. Через несколько секунд ярко зеленая

флуоресценция в тканях глаз, слизистой оболочке рта, на губах.

φ

= 0,9

L-ю вызывают УФ и наблюдают в видимой области.

Фл-я ангиография сетчатки. Выход флуоресцеина из поврежденных сосудов

Глазное дно после лазерокоакуляции сетчатки.

Флуоресцентные зонды

Определение проницаемости капилляров кожи

Определение времени циркуляции крови и области с пониженным кровоснабжением.

ПРИМЕР: Определение скорости кровотокаВнутривенно вводят флуоресцеин         . Через несколько

Слайд 53ПРИМЕР:
Использование флуоресцентно меченных антител в иммунологических исследованиях крови.
Иммуноцитохимия
Применение в

клеточной биологии

Эндотелиальные клетки. Ядра клеток – голубой цвет; микротрубочки

– зеленые – фл-но меченые антитела; Актиновые микрофиламенты – красные- меченые флуоресцеином

Флуоресцентные метки

ПРИМЕР: Использование флуоресцентно меченных антител в иммунологических исследованиях крови.ИммуноцитохимияПрименение в клеточной биологии Эндотелиальные клетки. Ядра клеток –

Слайд 54Лазеры

Лазеры

Слайд 55Ла́зер (англ. laser, акроним от англ. light amplification by stimulated emission of

radiation — усиление света посредством вынужденного излучения), оптический квантовый генератор — устройство,

преобразующее энергию накачки (световую, электрическую, тепловую, химическую и др.) в энергию когерентного, монохроматического, поляризованного и узконаправленного потока излучения.

Ла́зер (англ. laser, акроним от англ. light amplification by stimulated emission of radiation — усиление света посредством вынужденного излучения), оптический

Слайд 56Фундаментальные физические идеи для создания лазеров
Вынужденное излучение

Среда с

инверсной заселённостью уровней.

Использование положительной обратной связи (оптического резонатора)

Фундаментальные физические идеи для создания лазеров Вынужденное излучение Среда с инверсной заселённостью уровней. Использование положительной обратной связи

Слайд 57Поглощение и излучение электромагнитных квантов

Поглощение и излучение электромагнитных квантов

Слайд 58Спонтанное излучение – случайно и хаотично по времени, частоте, направлению

распространения и поляризации.

Спонтанное излучение

Спонтанное излучение – случайно и хаотично по времени, частоте, направлению распространения и поляризации. Спонтанное излучение

Слайд 59Вынужденное (индуцированное) излучение – возникает при взаимодействии фотона с возбужденным

атомом, если энергия фотона равна разности соответствующих уровней энергии атома.

Кванты вынужденного излучения имеют одинаковую частоту и поляризацию.

Вынужденное излучение

Вынужденное (индуцированное) излучение – возникает при взаимодействии фотона с возбужденным атомом, если энергия фотона равна разности соответствующих

Слайд 60Активная усиливающая среда- среда с инверсной заселённостью энергетических уровней:
Нормальная заселённость

уровней: нижние заняты, верхние свободны
Инверсная
заселённость уровней: верхние заняты, нижние

свободны
Активная усиливающая среда- среда с инверсной заселённостью энергетических уровней:Нормальная заселённость уровней: нижние заняты, верхние свободныИнверсная заселённость уровней:

Слайд 61 Процесс перевода среды из нормального состояния в инверсное называется накачкой.

Основные

виды накачки:

Оптическая
Электрическая

Процесс перевода среды из нормального состояния в инверсное называется накачкой.	Основные виды накачки: Оптическая Электрическая

Слайд 63Оптический резонатор
1 – активная среда;
2 – непрозрачное зеркало;
3 – полупрозрачное

зеркало.
Состоит из двух зеркал, подобранных так, что возникающее излучение многократно

усиливается проходя через активную среду.
Оптический резонатор1 – активная среда;2 – непрозрачное зеркало;3 – полупрозрачное зеркало.Состоит из двух зеркал, подобранных так, что

Слайд 641- газоразрядная трубка,
кварцевая d ≈ 7мм
2- смесь гелия и

неона
(He : Ne = 10:1), P = 150 Па
3-

электроды
4- непрозрачное зеркало
5- полупрозрачное зеркало

Гелий-неоновый лазер

1- газоразрядная трубка, кварцевая d ≈ 7мм2- смесь гелия и неона (He : Ne = 10:1), P

Слайд 65Красный рубиновый лазер

Красный рубиновый лазер

Слайд 66Свойства лазерного излучения
Монохроматичность

Узость пучка

Когерентность

Возможность получать различные

мощности

Свойства лазерного излучения Монохроматичность Узость пучка Когерентность Возможность получать различные мощности

Слайд 67Длина волны: зеленый 532нм, красный 650нм, пурпурный 405нм.
Монохроматичность
Излучение лазера

имеет одну строго определенную длину волны (∆λ ≈ 0,01 нм).

Длина волны: зеленый 532нм, красный 650нм, пурпурный 405нм. МонохроматичностьИзлучение лазера имеет одну строго определенную длину волны (∆λ

Слайд 68Узость пучка
Лечение глаукомы, посредством «прокалывания» лазером отверстий размером 50-100 мкм

для оттока внутриглазной жидкости.

Узость пучка	Лечение глаукомы, посредством «прокалывания» лазером отверстий размером 50-100 мкм для оттока внутриглазной жидкости.

Слайд 69Когерентность
Излучаемая лазером электромагнитная волна является когерентной : ее амплитуда, частота,

фаза, направление распространения и поляризация постоянны или изменяются упорядоченно.
На основе

гелий-неонового лазера с использованием волоконной оптики разработаны гастроскопы, формирующие голографическое объёмное изображение внутренней полости желудка.
Когерентность	Излучаемая лазером электромагнитная волна является когерентной : ее амплитуда, частота, фаза, направление распространения и поляризация постоянны или

Слайд 70Различные мощности лазерного излучения
Терапевтические лазеры

Низкая интенсивность:
≤10 Вт/см2

Хирургические лазеры

Высокая интенсивность:
до 106

Вт/см2

Различные мощности лазерного излученияТерапевтические лазерыНизкая интенсивность:≤10 Вт/см2Хирургические лазерыВысокая интенсивность:до 106 Вт/см2

Слайд 71Действие лазерного излучения на биоткани
На клеточном уровне: изменение активности

клеточных мембран; активация ядерного аппарата клеток и систем ДНК-РНК-белок; окислительно-восстановительных

реакций, различных ферментативных систем, и т.д.
На тканевом уровне: снижение рецепторной чувствительности, снижение длительности фаз воспалительного процесса, отека, и напряжения тканей; усиление поглощения тканями кислорода, увеличение скорости кровотока, активация транспорта веществ через сосудистую стенку и др. Глубина проникновения до 2 мм.

Действие лазерного излучения на биоткани На клеточном уровне: изменение активности клеточных мембран; активация ядерного аппарата клеток и

Слайд 72высокие дозы – разрушающее

средние дозы – угнетающее

малые дозы – стимулирующее

очень

маленькие – отсутствие действия.
Действие лазерного излучения на организм в зависимости

от поглощенной дозы
высокие дозы – разрушающеесредние дозы – угнетающеемалые дозы – стимулирующееочень маленькие – отсутствие действия.Действие лазерного излучения на

Слайд 73Применение в медицине
Безоперационное лечение отслойки сетчатки. Применяется специальный прибор –

офтальмокоагулятор.
Световой бескровный нож (не нуждается в стерилизации).
Лечение глаукомы, посредством «прокалывания»

лазером отверстий размером 50-100мкм.
Уничтожение раковых клеток.
Разрушение дентина при лечении зубов.
Получение голографических изображений, позволяющих с помощью волоконной оптики получить объёмное изображение внутренних полостей.
При лечении трофических язв, послеоперационных швов.
При лечении ишемической болезни сердца и др.
Применение в медицинеБезоперационное лечение отслойки сетчатки. Применяется специальный прибор – офтальмокоагулятор.Световой бескровный нож (не нуждается в стерилизации).Лечение

Слайд 74бескровный разрез из-за фотокоагуляции
надежность в работе (не сломается об косточку)
прозрачный,

что расширяет поле зрения хирурга
абсолютная стерильность (луч + убивает микробы

вследствие высокой температуры) локальность
анальгетический эффект
быстрое ранозаживление

Лазерный скальпель

бескровный разрез из-за фотокоагуляциинадежность в работе (не сломается об косточку)прозрачный, что расширяет поле зрения хирургаабсолютная стерильность (луч

Слайд 75Локальность действия на биологическую ткань

Локальность действия на биологическую ткань

Слайд 76Применение лазеров в офтальмологии
Безоперационное лечение отслойки сетчатки. Применяется специальный прибор

– офтальмокоагулятор.

Применение лазеров в офтальмологииБезоперационное лечение отслойки сетчатки. Применяется специальный прибор – офтальмокоагулятор.

Слайд 77Применение лазера в эндоскопии
Использование лазерного излучения в эндоскопии является крупнейшим

достижением современной науки. Применяют для: остановка кровотечений из изъязвлений, опухолей

и других источников; ликвидация новообразований, гемангиом, телеангиэктазий; ускорение регенерации хронических язв. Лазерный луч проводят по кварцевому световоду. Для наведения невидимого лазерного луча, используемого для деструкции, используют видимый (красный) луч гелий-неонового лазера.

Деструкция тканей происходит в результате генерации в них тепла и нагревания их до 1000°С. Положительными качествами фотокоагуляции является отсутствие контакта инструмента с тканями, небольшая (до 2 мм) зона коагуляции, гемостатический эффект, эпителизация дефектов без образования рубцов. Безопасность применения лазерного излучения в эндоскопии обеспечивается концентрацией энергии в поверхностных слоях ткани, направленным воздействием, регулируемой экспозицией.

Применение лазера в эндоскопииИспользование лазерного излучения в эндоскопии является крупнейшим достижением современной науки. Применяют для: остановка кровотечений

Слайд 78 Лазерная стоматология — высокоэффективный современный метод лечения заболеваний слизистой оболочки

рта и пародонта.
Лазер не затрагивает ткани зуба, а выпаривает воду,

в них содержащуюся. При этом гибнут бактерии, уплотняется зубная эмаль. Лазерная стоматология универсальна и применяется при: болезней дёсен, отбеливании зубов, протезировании и установке брекетов, а также при вживлении имплантатов.

Применение лазеров в стоматологии

Лазерная стоматология — высокоэффективный современный метод лечения заболеваний слизистой оболочки рта и пародонта.	Лазер не затрагивает ткани зуба,

Слайд 79Первое правило лазерной безопасности: НИКОГДА НИ ПРИ КАКИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ НЕ

СМОТРИТЕ ГЛАЗАМИ НА ЛАЗЕРНЫЙ ЛУЧ!
Матовые поверхности стен и оборудования

во избежание отражения лазерного луча
Персонал должен быть обеспечен лазерозащитными очками
Наладка и ремонт лазерной системы могут проводиться исключительно специально обученным персоналом.

Техника безопасности при работе с лазерами

Солнцезащитные очки не защищают от лазерного излучения

Лазерозащитные очки

Первое правило лазерной безопасности: НИКОГДА НИ ПРИ КАКИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ НЕ СМОТРИТЕ ГЛАЗАМИ НА ЛАЗЕРНЫЙ ЛУЧ! Матовые поверхности

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика