Физикохимическая природа, возникающих первичных информационных сигналов.
Аналитические методы в биофизике Введение Аналити́ческие — разделы биофизики и биохимии, изучающие химический состав и структуру веществ; имеют целью определение элементов или групп элементов, входящих в состав различных веществ. во многом базируется на методы спектрального анализа. Спектральный анализ — совокупность методов качественного и количественного определения состава объекта, основанная на изучении спектров взаимодействия материи с излучением, включая спектры электромагнитного излучения, акустических волн, распределения по массам и энергиям элементарных частиц и др. Часть1
Физикохимическая природа, возникающих первичных информационных сигналов. 1.2 Электромагн и тная среда спектрального анализа. Многие приборы, работающие в среде электромагнитного поля, имеют источник и приемник излучения. Структура построения, элементная база и материалы приборов будут зависеть от назначения и спектрального диапазона работы прибора. Так, например, радиоволны с длинами волн 5·10−5—1010 метров,хорошо распространяются в воздухе и окружающем пространстве, в то время как ультрафиоле́товое излуче́ние (диапазон длин волн 380 — 10 нм) при длине волны менее 200нм. в атмосфере воздуха затухает. Рентгеновское и гамма излучение в атмосфере воздуха не работает. В зависимости от целей анализа и типов спектров выделяют несколько методов спектрального анализа. В эмиссионном и абсорбционном методах состав исследуемого образца определяется по спектрам испускания и поглощения. (Атомные и молекулярные спектры) В масс-спектрометрическом анализе осуществляется по спектрам масс атомарных или молекулярных ионов и позволяет определять изотопный состав объекта. Существуют следующие диапазоны излучения электромагнитного поля: Радиоизлуче́ние Это электромагнитное излучение с длинами волн 5·10−5—1010 метров и частотами, соответственно, от 6·1012 Гц и до нескольких Гц. Радиоволны используются при передаче данных в радиосетях., радиоастрономии, радиолокаторах, медицине. Инфракра́сное излуче́ние Это — электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом диапазона видимого света (с длиной волны λ = 0,74 мкм) и микроволновым излучением (λ ~ 1—2 мм). Инфракрасное излучение также называют «тепловым» излучением, так как инфракрасное излучение от нагретых предметов воспринимается кожей человека как ощущение тепла. При этом длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Инфракрасные лучи применяются в физиотерапии, в пультах дистанционного управления, системах автоматики, охранных системах, приборах ночного видения, некоторых мобильных телефонах и т. п. Инфракрасные лучи не отвлекают внимание человека в силу своей невидимости. Оптическое (видимое) излуче́ние Излучение оптического диапазона (видимый свет и ближнее инфракрасное излучение) свободно проходит сквозь атмосферу, может быть легко отражено и преломлено в оптических системах. Источники: тепловое излучение (в том числе Солнца), флюоресценция, химические реакции, светодиоды. Цвета видимого излучения, соответствующие монохроматическому излучению, называются спектральными. Спектр и спектральные цвета можно увидеть при прохождении узкого светового луча через призму или какую-либо другую преломляющую среду. Традиционно, видимый спектр делится, в свою очередь, на диапазоны цветов:
Ультрафиоле́товое излуче́ние Электромагнитное излучение, занимающее диапазон между фиолетовой границей видимого излучения и рентгеновским излучением (380 — 10 нм, 7,9·1014 — 3·1016 Гц). Диапазон условно делят на ближний (380—200 нм) и дальний, или вакуумный (200-10 нм) ультрафиолет, последний так назван, поскольку интенсивно поглощается атмосферой и исследуется только вакуумными приборами.
Рентгеновское излучение.
Рентгеновские кванты излучаются в основном при переходах электронов в электронной оболочке тяжёлых атомов на низколежащие орбиты. Вакансии на низколежащих орбитах создаются обычно электронным ударом. Рентгеновское излучение, созданное таким образом, имеет линейчатый спектр с частотами, характерными для данного атома. Это позволяет, в частности, исследовать состав веществ (рентгено-флюоресцентный анализ). В рентгеновских лучах наблюдается дифракция на кристаллических решётках, поскольку длины электромагнитных волн на этих частотах близки к периодам кристаллических решёток. На этом основан метод рентгено-дифракционного анализа Гамма-γ-излучение. Гамма-лучи имеют энергию выше 124 000 эВ и длину волны меньше 0,01 нм = 0,1 Å;. Источники: космос, ядерные реакции, радиоактивный распад, синхротронное излучение. Прозрачность вещества для гамма-лучей, в отличие от видимого света, зависит не от химической формы и агрегатного состояния вещества, а в основном от заряда ядер, входящих в состав вещества, и от энергии гамма-квантов.. Оптических зеркал и линз для γ-лучей не существует.
|
