РОЗДІЛ 8. ОПТИЧНІ МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ МЕДИКО-БІОЛОГІЧНИХ СИСТЕМ

РОЗДІЛ 8. ОПТИЧНІ МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ МЕДИКО-БІОЛОГІЧНИХ СИСТЕМ

“А если это так, то что есть красота,

И почему её обожествляют люди?

Сосуд она, в котором пустота.

Или огонь, мерцающий в сосуде.”

М. Заболоцький

Оптичні методи знаходять дуже широке використання в теоретичній і практичній медицині. Мікроскопи, рефракто­метри, поляриметри, нефелометри, концентраційні колори­метри, спектрофотометри, лазери – це далеко не повний перелік оптичних приладів, що застосовуються в клініках, санітарно-епідеміологічних станціях, лабораторіях медико-біологічного профілю.

В широкому розумінні оптика – це наука про світло та його взаємодію з речовиною. Оптика вивчає не тільки ви­диму частину спектра електромагнітних хвиль (l» 400 нм – 760 нм), тобто світло у вузькому значенні цього терміну, але й більш короткі електромагнітні хвилі – ультрафіолетове випромінювання (l» 10 нм – 400 нм) та більш довгі електромагнітні хвилі – інфрачервоне випромі­нювання (l» 760 нм – 1–2 мм). Інколи до оптичного випромінювання відносять навіть м’яке рентгенівське випромінювання (l» 0.2 нм – 80 нм) та радіохвилі мілі­метро­вого діапазону.

Оптику умовно поділяють на геометричну, фізичну та фізіологічну.

Геометрична оптика вивчає закони розповсюдження світла з урахуванням відбивання і заломлення світлових пучків на межах різних середовищ, пояснює умови формування оптичних зображень і нехтує такими понят­тями, як довжина електромагнітної хвилі і, відповідно, явищами інтерференції, дифракції, дисперсії.

Фізична оптика, що вивчає природу світла та світлових явищ, в свою чергу поділяється на окремі розділи: хви­льова оптика, яка досліджує такі явища як інтерферен­ція, дифракція, дисперсія та інші, де проявляється хвильова (електромагнітна) природа світла; квантова оптика, яка вивчає явища, в яких проявляється квантова природа світла та нелінійний характер взаємодії оптичного (зокрема лазерного) випромінювання з речовиною; такі розділи фі­зич­ної оптики як кристалооптика, металооптика, опто­електроніка, магнітооптика, електрооптика тощо.

Фізіологічна оптика має своїм предметом дослідження зорового сприйняття (саме ця мета найкраще відповідає семантиці грецького терміну opticg – наука про зір). Фізіоло­гічна оптика вивчає роботу зорового аналізатора від процесів, що відбуваються в сітківці ока, до процесів формування зорових зображень в головному мозку.

Різноманітні зв’язки між природними явищами створю­ють внутрішню красу науки, пізнання якої є велика насолода для кожної людини, особливо для її творців. Разом з тим розвиток науки завжди проходив і проходить через “проби та помилки”. Нільс Бор сказав якось, що спеціаліст – це той, хто знає типові помилки своєї професії і вміє їх уникнути. Оптика (може, як жодний з інших розділів фізичної науки) дає дуже багато прикладів людських драм та щасливих осяянь вчених, що її створили.

Якщо у когось з студентів-медиків можуть виникнути сумніви щодо необхідності вивчення оптичних явищ, то досить згадати велику кількість оптичних приладів, що використовуються в медицині і які згадувалися вище. Без цих приладів, так само як і без розуміння досить складних процесів, що відбуваються в біологічних об’єктах під дією оптичного випромінювання, неможлива плідна робота сучасного лікаря.

Один з творців операційного числення (є в математиці такий розділ, за допомогою якого можна розв’язувати диференціальні рівняння, переводячи їх з “простору оригіна­лів”, де вони задані, у так званий “простір зображень”, де ці рівняння стають алгебраїчними) Хевісайд говорив: “Чи стану я відмовлятися від свого обіду тільки тому, що я не повністю розумію процес травлення?”. Нехай ця фраза надих­не шановних читачів на уважне вивчення цього розділу, присвяченого оптичним методам дослід­ження медико-біологічних систем.