Занятие № 13. Люминесценция. Лазер.
Практическая работа «Лазер и его использование для определения размеров эритроцитов» Контрольные вопросы: 1. Люминесценция. Виды люминесценции. 2. Механизмы фотолюминесценции. 3. Спектры возбуждения и люминесценции. Правило Стокса. 4. Применение явления люминесценции в медицине. 5. Принцип Гюйгенса-Френеля. 6. Интерференция света. Условия максимума и минимума. 7. Дифракция света. Формула дифракционной решетки. 8. Лазер, принцип его действия. Инверсная заселенность. Метастабильные уровни. Индуцированное излучение. 9. Устройство лазера, работающего по трёхуровневой схеме. 10. Особенности лазерного излучения. 11. Применение лазерного излучения в медицине. . Литература: 1. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и биофизика. ГЭОТАР-Медиа.2007. 2. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и биофизика. Практикум. ГЭОТАР-Медиа.2008. Задачи для решения на занятии № 13 «Люминесценция. Лазер» 1. Какова пространственная протяженность L цуга волн, образующегося за время t высвечивания атома? 2. Разность хода волн от двух когерентных источников света в некоторой точке экран равна d=4,36мкм. Каков результат интерференции, если длина волны равна: 1) 670нм, 2) 438нм, 3) 536нм? 3. Длина волны света, падающего на дифракционную решетку перпендикулярно её плоскости, составляет 500нм. Период решетки – 0,005 мм. Под каким углом можно будет увидеть 5-ый дифракционный максимум? 4. Чем объясняется различие времен флуоресценции и фосфоресценции? 5. Почему форма спектра люминесценции не зависит от длины волны возбуждающего света? Домашнее задание № 13 «Люминесценция. Лазер» I. Решить задачи: 1. На дифракционную решетку нормально падает монохроматический свет с длиной волны 600нм. Определите наибольший порядок спектра, полученный с помощью этой решетки, если постоянная решетки d=2мкм. 2. Диапазон длин волн лазерного излучения, применяемого в медицине, лежит в пределе от 0,193мкм до 10,6мкм. Определить границы частотного диапазона лазерного излучения и диапазон энергии квантов. 3. Найти энергии квантов (в эВ и Дж) лазерного излучения, используемого в медицине, если 1 Дж= 6,25·1018 эВ: а) в терапии, l=0,63мкм (красный цвет); б) в хирургии для рассечения тканей, l=10,6мкм (ИК); и для коагуляции (ИК), l=1,06мкм. 4. Коэффициенты пропускания двух растворов составляют 10% и 1% соответственно. Каковы оптические плотности этих растворов? 5. Оптические плотности растворов составляют 0; 10; ∞. Каковы соответствующие коэффициенты пропускания? 6. Почему форма спектра фотолюминесценции не зависит от длины волны возбуждающего света? 7. При прохождении света через слой раствора поглощается ¼ первоначальной световой энергии. Определите коэффициент пропускания и оптическую плотность раствора. II. Самоподготовка: Подготовиться к коллоквиуму по физике! На коллоквиуме проводится проверка лекционных тетрадей! Литература для подготовки: 1. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и биофизика. ГЭОТАР-Медиа.2007. 2. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и биофизика. Практикум. ГЭОТАР-Медиа.2008. 3. Конспект лекций.
Занятие №14. Коллоквиум по физике ВОПРОСЫ К КОЛЛОКВИУМУ ПО ФИЗИКЕ 1. Виды колебаний. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Закон гармонических колебаний, физический смысл величин и единицы измерения. График гармонических колебаний. 2. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний. Закон затухающих колебаний, физический смысл величин и единицы измерения. График затухающих колебаний. 3. Гармонический спектр сложных колебаний. Теорема Фурье. 4. Какие процессы называется механическими волнами? Поперечные и продольные механические волны. 5. Уравнение и график плоской гармонической волны. Скорость распространения и длина волны. 6. Энергия механической волны, поток и плотность потока энергии, интенсивность, единицы измерения. 7. Звук, его природа. Физические и физиологические характеристики звука. 8. Кривые равной громкости. Кривая порога слышимости. Основы аудиометрии. 9. Ультразвук, его природа и характеристики. Закон поглощения УЗ в среде. Коэффициент отражения УЗ от границы раздела двух сред. 10. Физический принцип УЗ эхолокации. Эффект Доплера и его применение в медицине. 11. Основные положения теории Максвелла об электромагнитном поле. 12. Электромагнитные волны, уравнение и график плоской электромагнитной волны. 13. Скорость распространения электромагнитной волны в вакууме, в средах, длина волны. Поток, плотность потока энергии электромагнитной волны, интенсивность; единицы измерения. 14. Тепловое излучение тел, его физическая природа. Основные характеристики теплового излучения: энергетическая светимость, монохроматический коэффициент поглощения. Законы теплового излучения: Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина. Укажите связь этих законов со спектром излучения. Тепловизоры, их применение в медицине. 15. Квантовая механика как метод познания микромира. Корпускулярно-волновой дуализм. Энергия фотона, её связь с длиной волны и частотой излучения. Волна де-Бройля, опыты по дифракции электронов. 16. Уровни энергии атомов. Атомные спектры. Уровни энергии молекул. Молекулярные спектры. 17. Люминесценция. Виды люминесценции. Механизмы фотолюминесценции. Спектры возбуждения и люминесценции. Правило Стокса. 18. Лазер. Механизм получения излучения. Свойства лазерного излучения. Вопросы для самостоятельного излучения: 1. Шкала электромагнитных волн. Свойства ЭМ волн в различных диапазонах. 2. Механизмы излучения ЭМ волн в радио, ИК, видимом, УФ, рентгеновском и гамма- диапазонах. 3. Собственные физические поля организма человека: низкочастотные электрическое и магнитное, электромагнитное (тепловое излучение); их источники, основные характеристики. 4. Магнитные поля организма, их источники. Измерение индукции магнитного поля органов, градиометр. Исследование магнитных полей органов: магнитокардиография и магнитоэнцефалография. 5. Тепловое излучение организма человека. Спектр теплового излучения организма. Поток теплового излучения в ИК и СВЧ диапазонах. Диагностическая информация теплового излучения организма в ИК и СВЧ диапазонах. [1] Нумерация для всего курса «Физика, Математика» единая.
|
