Когерентными называются волны одинаковой частоты, колебания в которых отличаются постоянной во времени разностью фаз.

Когерентными называются волны одинаковой частоты, колебания в которых отличаются постоянной во времени разностью фаз.

Для получения когерентных световых волн применяют метод разделения волны, излучаемой одним источником, на две части, которые после прохождения разных оптических путей накладываются друг на друга, и в результате наблюдается интерференционная картина.

Произведение (геометрической длины) s пути световой волны в данной среде на показатель n (преломления) этой среды называется оптической длиной пути L, a величина D = L2 – L1 (разность оптических длин проходимых волнами путей) называется оптической разностью хода.

Если оптическая разность хода D равна целому числу длин волн l0, т.е. (= 0, 1, 2,…), то колебания, возбуждаемые в точке М обеими волнами, будут происходить в одинаковой фазе, и в точке М будет наблюдаться интерференционный максимум (m – порядок интерференционного максимума).

Если же оптическая разность хода D равна полуцелому числу длин волн l0, т.е. (= 0, 1, 2,…), то колебания, возбуждаемые в точке М обеими волнами, будут происходить в противофазе, и в точке М будет наблюдаться интерференционный минимум (m – порядок интерференционного минимума).

Интерферометр — измерительный прибор, действие которого основано на явлении интерференции. Принцип действия интерферометра заключается в следующем: пучок электромагнитного излучения (света, радиоволн и т. п.) с помощью того или иного устройства пространственно разделяется на два или большее количество когерентных пучков. Каждый из пучков проходит различные оптические пути и направляется на экран, создавая интерференционную картину, по которой можно установить разность фаз интерферирующих пучков в данной точке картины.

Просветле́ние о́птики — технология обработки поверхности линз, призм и других оптических деталей для снижения отражения света от оптических поверхностей, граничащих с воздухом. Это позволяет увеличить светопропускание оптической системы и повысить контрастность изображения за счёт снижения мешающих паразитных отражений в оптической системе.

Применяются пути снижения коэффициента отражения от поверхности, в том числе, просветления оптики:

· С использованием интерференционных тонкослойных покрытий.

· С использованием явления поляризации света.

В основном применяются интерференционные просветляющие покрытия оптических поверхностей. В таких покрытиях на оптические поверхности наносится один или несколько слоёв тонкой плёнки, соизмеримой по толщине с длиной световых волн. Показатель преломления этих слоёв отличается от показателя преломления материала оптической детали. Должным подбором толщин покрытия и их показателей преломления удаётся снизить коэффициент отражения практически до нуля для одной или нескольких, в случае многослойных покрытий, длин волн света.

Интерференционный микроскоп - Тип светового микроскопа, предназначенного для анализа прозрачных объектов: включает два оптических пути для раздваиваемого луча, один из которых проходит через объект, а другой не проходит, после соединения лучей происходит интерференция за счет запаздывания по фазе одного из лучей.

   Вопрос 2

Проникновение световых волн в область геометрической тени может быть объяснено с помощью принципа Гюйгенса-Френеля: каждая точка среды, до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных волн, и волновая поверхность представляет собой не просто огибающую вторичных волн, а результат их интерференции.

Дифракцией называется совокупность явлений, наблюдаемых при распространении света в среде с резкими неоднородностями, размеры которых сравнимы с длиной волны, и связанных с отклонениями от законов геометрической оптики. Дифракция представляет собой интерференцию когерентных волн, что приводит к проникновению света в область геометрической тени.

Явление дифракции используют для определения длины световой волны с помощью дифракционной решетки - совокупности щелей равной ширины а, находящихся на одинаковом расстоянии b друг от друга. Величина (a + b) называется периодом (шагом)дифракционной решетки.

Дифракционный спектр - спектр, полученный с помощью дифракционной решетки.                                                  Вопрос 3

Оптически активные вещества

При прохождении плоско поляризованного света через некоторые вещества имеет место поворот плоскости поляризации света на определенный угол вокруг направления распространения света. Такие вещества (к ним относятся кварц, сахара и многие органические соединения) называются оптически активными.

Оптически активные вещества подразделяются на два типа. Относящиеся к 1-му типу оптически активны в любом агрегатном состоянии (сахара, винная кислота), ко 2-му- активны только в кристаллической фазе (кварц, киноварь). У веществ 1-го типа оптическая активность обусловлена асимметричным строением их молекул, 2-го типа - специфической ориентацией молекул (ионов) в элементарных ячейках кристалла (асимметрией поля сил, связывающих частицы в кристаллической решётке). Кристаллы оптически активных веществ всегда существуют в двух формах - правой и левой; при этом решётка правого кристалла зеркально-симметрична решётке левого и не может быть пространственно совмещена с нею.

Поляриметрия – оптический неспектральный метод анализа, основанный на вращении плоскополяризованного монохроматического луча света оптически активными веществами. Метод предназначен для определения только оптически активных веществ, способных вращать плоскость поляризации света.

Сахариметрия, метод определения концентрации растворов оптически-активных веществ (главным образом сахаров, откуда название метода).

Условия измерения стандартизуют, а шкалу измерительного прибора (сахариметра) градуируют так, чтобы при измерении в этих стандартных условиях непосредственно отсчитывать концентрацию оптически-активного вещества в %. Концентрацию сахара определяют по Международной сахарной шкале, 100 градусов которой (100 °S) соответствуют вращению плоскости поляризации света водным раствором 26,000 г чистой сахарозы в 100мл раствора, измеренному при 20 °С в трубке длиной 200 мм. 100 °S = 34,620 кругового градуса. Стандартные условия предусматривают освещение раствора сахара белым светом (объяснение этому см. в ст. Сахариметр). При измерении концентрации др. веществ (например, камфары) их освещают монохроматическим светом определённой длины волны. Сахариметрия широко применяется в пищевой и химико-фармацевтической промышленности.

Вопрос 5

  Сферическая аберрация заключается в том, что параллельные лучи, проходящие через края линзы (краевые параллельные лучи),пересекаются в точке, расположенной ближе к линзе, чем лучи, проходящие ближе к оптической оси линзы (центральные параллельные лучи). В результате вместо изображения точки получается нерезкое светлое круглое пятно.
Явление сферической аберрации можно устранить присоединением к собирательной линзе рассеивающей, т. е. совмещением положительной и отрицательной линз, имеющих противоположный характер аберрации.

 

- Хроматическая аберрация. Вследствие того, что лучи с различной длиной волны имеют различный угол преломления (а любой участок линзы можно рассматривать как призму), то при выходе из линзы пучок параллельных лучей разложится на отдельные цветные лучи, которые соберутся в различных точках. Вместо изображения точки получится пятно с радужной каймой.
Для устранения этого недостатка применяют линзы из оптического стекла с разными показателями преломления.. Если устранена хроматическая аберрация в двух основных участках спектра, то объективы называются ахроматами. Объективы, у которых устранена хроматическая аберрация для трех основных участков спектра, называются апохроматами.

 

- Астигматизм заключается в том, что изображение вертикальных и горизонтальных линий получается неодинаково резким. При фокусировке на горизонтальные линии вертикальные получаются нерезкими и наоборот. Этот вид аберрации наиболее трудно устраним. Для устранения астигматизма линзы подбираются соответствующим образом по кривизне, толщине, коэффициенту преломления. Величина воздушных промежутков между отдельными линзами должна быть также определенной. Объективы с устраненным астигматизмом называются анастигматами.

 

Вопрос 6

 Полное внутреннее отражение — внутреннее отражение, при условии, что угол падения превосходит некоторый критический угол. При этом падающая волна отражается полностью, и значение коэффициента отражения превосходит его самые большие значения для полированных поверхностей. Коэффициент отражения при полном внутреннем отражении не зависит от длины волны.

 

В оптике это явление наблюдается для широкого спектра электромагнитного излучения, включая рентгеновский диапазон.

 

В геометрической оптике явление объясняется в рамках закона Снеллиуса. Учитывая, что угол преломления не может превышать 90°, получаем, что при угле падения, синус которого больше отношения меньшего показателя преломления к большему показателю, электромагнитная волна должна полностью отражаться в первую среду.

Впервые явление полного внутреннего отражения было описано Иоганном Кеплером в 1600 году[1].

 

Нарушенное полное внутреннее отражение — явление нарушения полного внутреннего отражения из-за поглощения отражающей средой части излучения. Широко применяется в лабораторной практике и оптической промышленности.

 

Волоконная оптика — под этим термином понимают

 

● раздел оптики, который изучает физические явления, возникающие и протекающие в оптических волокнах, либо

● продукцию отраслей точного машиностроения, имеющую в своём составе компоненты на основе оптических волокон.

К волоконно-оптическим приборам относятся лазеры, усилители, мультиплексоры, демультиплексоры и ряд других. К волоконно-оптическим компонентам относятся изоляторы, зеркала, соединители, разветвители и др. Основой волоконно-оптического прибора является его оптическая схема — набор волоконно-оптических компонентов, соединённых в определённой последовательности. Оптические схемы могут быть замкнутые или разомкнутые, с обратной связью или без неё

 

Объединители и разветвители

Представляют собой два параллельных волокна, лишённые оболочки и соприкасающиеся между собой. Соприкосновение и фиксация волокон достигается при высоких температурах — выше температуры плавления волокна. Таким образом, участки волокон сплавляются воедино. В зависимости от длины общего участка в результате интерференции волн можно получить произвольный коэффициент деления выходного сигнала по двум выходным волокнам.

 

Объединители и разветвители могут также строиться на элементах микрооптики, включая микролинзы и частично-прозрачные зеркала с заданным коэффициентом деления.

 

Активное волокно

Волокно, способное усиливать или генерировать сигнал определённой частоты. Это достигается введением в кварцевое волокно редкоземельных металлов в зависимости от требуемой частоты усиления. Так, иттербиевые (Yb) примеси дают усиление на длине волны 1,06 мкм, а эрбиевые (Er) на длине волны 1,5 мкм. Пик усиления определяется пиком прозрачности той или иной примеси.

 

Пассивное волокно      

Волокно, не обладающее свойствами усиления. Используется для соединения волоконно-оптических компонентов между собой, а также для увеличения общей протяженности оптической схемы, если это необходимо.

 

Диоды накачки              

Как и в случае обычных лазеров для начала усиления и генерации необходима накачка активной среды. Для накачки активных волокон используют полупроводниковые лазерные диоды. На выходе из полупроводникового кристалла лазерный пучок коллимируют и вводят в волокно. Выбор длины волны диодов накачки обусловлен пиками поглощения активных волокон, которые приходятся на узкие диапазоны в районах 0,81 мкм, 0,98 мкм и 1,48 мкм. Для иттербиевых волокон наиболее эффективна накачка в диапазоне 0,95—0,98 мкм.

 

Глядя на отношение длин волн накачки и сигнала можно определить максимально возможный КПД лазеров и усилителей. Для иттербиевых волокон он будет 0,95: 1,06 = 90%. На практике, КПД, конечно оказывается ниже.

 

Эндоскопи́я — способ осмотра полостей человеческого тела при помощи эндоскопа. При эндоскопии эндоскопы вводятся в полости через естественные пути, например, в желудок — через рот и пищевод, в бронхи— через гортань, в мочевой пузырь — через мочеиспускательный канал, а также путём проколов или операционных доступов (лапароскопия и др.)

В настоящее время эндоскопические методы исследования используются как для диагностики, так и для лечения различных заболеваний. Современная эндоскопия играет особую роль в распознавании ранних стадий многих заболеваний, в особенности — онкологических заболеваний (рак) различных органов (желудок, мочевой пузырь, лёгкие).

 

Чаще всего эндоскопию сочетают с прицельной (под контролем зрения) биопсией, лечебными мероприятиями (введение лекарств), зондированием.

 

Виды эндоскопии        

● Назофарингоскопия — осмотр полости носа и гортани.

● Бронхоскопия — осмотр бронхов

● Гистероскопия — осмотр полости матки

● Колоноскопия — слизистой оболочки толстой кишки

● Кольпоскопия — входа во влагалище и влагалищных стенок

● Лапароскопия — брюшной полости

● Отоскопия — наружного слухового прохода и барабанной перепонки

● Ректороманоскопия — прямой кишки при использовании жесткого ректоскопа (на приеме у проктолога) и дистального отдела сигмовидной кишки при использовании гибкого эндоскопа на приеме у эндоскописта

● Уретероскопия — мочеточника

● Холангиоскопия — желчных протоков

● Цистоскопия — мочевого пузыря

● Эзофагогастродуоденоскопия — осмотр пищевода, полости желудка и двенадцатиперстной кишки

● Фистулоскопия — исследование внутренних и наружных свищей

● Торакоскопия — грудной полости

● Кардиоскопия — полостей (камер) сердца

● Ангиоскопия — сосудов

● Артроскопия — суставов

● Вентрикулоскопия — желудочков мозга

Вопрос

Оптическая система глаза- состоит из светопроводящей (преломляющей) части, которая содержит роговицу, переднюю камеру, хрусталик и стекловидное тело, и световоспринимающей части, которая представлена сетчаткой глаза

Оптическая сила глаза- равна алгебраической сумме оптических сил роговицы (~ 40 дптр) и хрусталика (~ 20 дптр) около +60дптр (диоптрий).

Угол зрения - угол между лучами, идущими от крайних точек предмета через узловую точку (оптический центр глаза)

.

                                                                                       Вопрос 8

К самым распространенным дефектам зрения относятся близорукость (миопия) и дальнозоркость (гиперметропия), связанные с излишней или недостаточной выпуклостью хрусталика.

При близорукости (хрусталик излишне выпукл, т.е., избыточная оптическая сила глаза) положение заднего фокуса при ненапряженной кольцевой мышце оказывается перед сетчаткой.

Такой глаз не может четко видеть удаленные предметы. Для компенсации близорукости используют очки с рассеивающими линзами.

При дальнозоркости (хрусталик недостаточно выпукл, т.е., недостаточная оптическая сила глаза) положение заднего фокуса при ненапряженной кольцевой мышце оказывается за сетчаткой.

Дальнозоркий глаз может четко видеть удаленные предметы только при напряжении кольцевой мышцы (это быстро утомляет). Для компенсации дальнозоркости используют очки с собирающими линзами.

Астигматизм(в офтальмологии) – глаз не способен видеть взаимно перпендикулярные линии одинаково резко (человек видит искаженное изображение, в котором одни линии четкие, другие — размытые). Это обусловлено нарушением формы роговицы (реже – хрусталика). Астигматизм вызван преломлением лучей в различных сечениях неодинаково. Лучи проецируются на сетчатку не в одной, а в нескольких точках и получается нечеткое изображение. Для компенсации астигматизма используют «цилиндрические» линзы, асимметрия которых противоположна асимметрии глаза.

Гимнастика «Зоркость» академика Ю.А. Утехина

Для снижения близорукости

Суть методики заключается в том, что необходимо читать одним глазом. Один глаз нужно закрыть. Читать надо на максимально возможном расстоянии от глаз.

Каждые пять минут 2–3 раза приближайте книгу к глазу наполовину и продолжайте читать (это обеспечит своеобразный массаж хрусталика).

Длительность чтения одним глазом – от 15 до 30 минут. Затем открытый глаз нужно закрыть, а закрытый – открыть и продолжить читать. Затем снова поменять и т. д. Таким образом можно читать несколько часов подряд.

При выполнении гимнастики очки должны быть слабее обычных очков на 3 диоптрии для детей и 2,5 диоптрии для подростков и взрослых. Если ваша близорукость от 2,5 до 5 диоптрий, гимнастикой можно заниматься и вовсе без очков, главное – выдерживать максимальное расстояние до книги.

Если один глаз имеет бо? льшую степень близорукости, тогда его следует тренировать дольше и активнее (например, читая им 30 минут, а лучшим – 15).

Для снижения дальнозоркости

Тот же самый принцип, что и выше, но с одной поправкой: читать книгу необходимо на минимально возможном расстоянии от глаз.

Научная подоснова гимнастики: два открытых глаза не могут работать центрами сетчаток одновременно, так как это вызвало бы двоение. Поэтому один глаз неизбежно перестает работать центром сетчатки, что вызывает снижение общей остроты зрения. В некоторых случаях оба глаза не работают центрами сетчаток. Таким образом, если читать то одним, то другим глазом попеременно, то работающий глаз устанавливает свою сетчатку именно центром, так как второй глаз ему не мешает. Привыкание каждого глаза к такому режиму повышает остроту зрения.

Склеропластика (англ. Scleroplasty) — операция по укреплению склеры глазного яблока. Проводится с целью остановки прогрессирования близорукости, если последняя происходит вследствие изменения размеров глазного яблока. Показания для этой операции обычно возникают, когда близорукость увеличивается со скоростью больше 1 диоптрии в год. Зрение после склеропластики не улучшается, смысл операции — не допустить дальнейшего ухудшения зрения и стабилизировать близорукость.

Технически операция заключается во введении за заднюю стенку глаза через небольшие разрезы полосок специальной склеропластической ткани. Полоски спаиваются со склерой и укрепляют заднюю стенку глаза, предотвращая его дальнейший рост. Кроме того, улучшается кровоснабжение глазного яблока.

Операция практически не имеет противопоказаний, относительно проста в исполнении и не имеет серьёзных побочных эффектов. С подросткового возраста и старше склеропластика проводится под местной анестезией.Склеропластика может быть дополнена лазерной коррекцией зрения для устранения близорукости

Очки — оптический прибор для компенсирования недостатков оптической системы глаза (корригирующие очки) или для защиты глаз от различных воздействий (защитные очки).

Для исправления близорукости применяются очки с рассеивающими линзами (), которые уменьшают оптическую силу преломляющей системы глаза. Оптическая сила таких очков отрицательна (например, d = -2,5 дптр). Для исправления дальнозоркости применяются очки с собирающими линзами (), которые увеличивают оптическую силу преломляющей системы глаза.

Световые лучи, идущие в глаз, испытывают первое преломление, проходя через роговицу, далее в передней глазной камере, хрусталике, задней глазной камере. Преломлённые лучи собираются на сетчатке. Если изображение предмета получается не на сетчатке (перед ней или за ней), то человек видит предмет нечётким, размытым, без деталей. Контактные линзы, как и очки, корректируют близорукость, дальнозоркость, астигматизм. Контактные линзы имеют форму «чаши», изготавливаются из проницаемого для кислорода материала. Поверхность, контактирующая с роговицей, соответствует форме роговицы, передняя поверхность исправляет неправильную оптическую систему глаза, фокусирует изображение на сетчатке, не искажает форму предметов. Контактные линзы соприкасаются через слёзную плёнку с роговицей глаза и находятся с ним «в контакте». Глаза дальнозоркие исправляются контактными собирающими линзами, глаза близорукие — контактными рассеивающими линзами. Диапазон коррекции контактных линз достаточно широкий: от +20 до -20 диоптрий.

 

 

Вопрос 9

Поглощение света – это поглощение фотонов, то есть неупругое столкновение фотонов с частицами (атомами, электронами). Поглощаясь при столкновении с электроном, фотон передаѐт ему свою энергию. В результате электрон получает кинетическую энергию мгновенно, а не постепенно (этим объясняется безынерционность фотоэффекта: при освещении катода излучением сколь угодно слабой интенсивности (с частотой выше красной границы) фотоэффект начинается мгновенно – в момент включения освещения).

Основной закон светопоглощения — закон Бугера – Ламберта – Бера. При прохождении монохроматического светового потока через поглощающий раствор интенсивность прошедшего светового потока I отличается от интенсивности падающего светового потока Io на поглощение света раствором (рис.1). Отношение I/Io называют пропусканием (или прозрачностью) раствора и обозначают Т.

Спектр поглощения — зависимость показателя поглощения вещества от длины волны (или частоты, волнового числа, энергии кванта и т. п.) излучения. Он связан с энергетическими переходами в веществе. Для различных веществ спектры поглощения различны.

 

 

 

 

 

 

Вопрос 10

Рассеянием света -называют явление, при котором распространяющийся в среде световой пучок отклоняется по всевозможным направлениям.

Необходимое условие для возникновения рассеяния света — наличие оптических неоднородностей, т. е., в частности, областей с иным, чем основная среда, показателем преломления.

Рассеяние света возникает на оптических неоднородностях среды:

(явление Тинделя)

 

Закон Рэлея - интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна четвертой степени длины волны

Нефелометрия – это метод количественного анализа вещества, который базируется на измерении интенсивности светового потока, рассеянного взвешенными частицами мутной среды. Данный метод применяется не только в медицине, но и в геологии, минералогии.

· В медицинских целях нефелометрия применяется для проведения анализа воды, некоторых продуктов питания, форменных элементов крови, тканей глаза и др. Очень широко данный метод используется в фармацевтике – для анализа суспензий, эмульсий, экстрактов, растворов.

Для проведения анализа используют специальные приборы – нефелометры. Суть метода нефелометрии состоит в том, что с помощью прибора перпендикулярно световому потоку, который проходит через исследуемое вещество, наблюдают рассеивание света. При этом интенсивность пучка света, проходящего через исследуемую мутную среду, снижается за счет рассеивания и поглощения света взвешенными частицами. Иногда требуется удержать твердые частиц во взвешенном состоянии, это достигается при помощи различным веществ-стабилизаторов, самый простой из них – желатин

 

Вопрос 11

Линзой называется прозрачное тело, ограниченное двумя криволинейными или криволинейной и плоской поверхностями.

Линза называется собирающей, если она преобразует параллельный пучок света в сходящийся (в середине такая линза толще, чем по краям). Если параллельный пучок света превращается в расходящийся, линза называется рассеивающей (в середине она тоньше, чем по краям)

Прямая, на которой лежат центры кривизны линзы, называется главной оптической осью (лучи, идущие вдоль этой оси, проходят через линзу, не преломляясь).

Точка F на главной оптической оси линзы, в которой собираются лучи, падающие на линзу параллельно ее главной оптической оси, называется главным фокусом линзы. У каждой линзы имеются два главных фокуса. Расстояние от оптического центра до фокуса называется фокусным расстоянием.

Единица измерения оптической силы – диоптрия. Одна диоптрия – это оптическая силы линзы, фокусное расстояние которой равно 1 метр:1 дптр =1/м

Светоси́ла — величина, характеризующая светопропускание оптической системы, то есть соотношение освещённости действительного изображения, даваемого ей в фокальной плоскости, и исходной яркости отображаемого объекта.

Оптическая система, образованная сферическими (в частности плоскими) отражающими и преломляющими поверхностями, называется центрированной, если центры кривизны всех поверхностей лежат на одной прямой.

 

 

Вопрос 12

 Фотоэффект — явление взаимодействия света или любого другого электромагнитного излучения с веществом, при котором энергия фотонов передаётся электронам вещества. В конденсированных (твёрдых и жидких) веществах выделяют внешний (поглощение фотонов сопровождается вылетом электронов за пределы тела) и внутренний (электроны, оставаясь в теле, изменяют в нём своё энергетическое состояние) фотоэффект. Фотоэффект в газах состоит в ионизации атомов или молекул под действием излучения.

Различают фотоэффект внешний, внутренний, вентильный и многофотонный фотоэффект.

Внешним фотоэффектом называется испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения. Внешний фотоэффект наблюдается в твердых телах (металлах, полупроводниках, диэлектриках), а также в газах на отдельных атомах и молекулах (фотоионизация).

Внутренний фотоэффект – это вызванные электромагнитным излучением переходы электронов внутри полупроводника или диэлектрика из связанных состояний в свободные без вылета наружу. В результате концентрация носителей тока внутри тела увеличивается, что приводит к возникновению фотопроводимости (повышению электропроводности полупроводника или диэлектрика при его освещении) или к возникновению электродвижущей силы (ЭДС).

Вентильный фотоэффект является разновидностью внутреннего фотоэффекта, – это возникновение ЭДС при освещении контакта двух разных полупроводников или полупроводника и металла (при отсутствии внешнего электрического поля). Вентильный фотоэффект открывает пути для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую.

Многофотонный фотоэффект возможен, если интенсивность света очень большая (например, при использовании лазерных пучков). При этом электрон, испускаемый металлом, может одновременно получить энергию не от одного, а от нескольких фотонов.

Вопрос 14

Радиоактивность - явление самопроизвольного распада ядер с образование ядер др.элементов, при этом происходит испускание радиоактивного излучения.

Основной закон радиоактивного распада - физический закон, описывающий зависимость интенсивности радиоактивного распада от времени и от количества радиоактивных атомов в образце.

Основные типы радиоактивного распада

Активность - количество или содержание радиоактивного материала. Активность указывает на число распадов, происходящих в единицу времени, не указывая на вид распада и величину энергии излучения.

Количественные характеристики взаимодействия ионизирующего излучения с веществом:

Заряженные частицы, α- и β- частицы, сталкиваясь с частицами вещества, передают веществу часть своей энергии. Для характеристики такого взаимодействия вводят следующие величины: линейная плотность ионизации i, линейная тормозная способность вещества S, средний линейный пробег частицы R.

Вопрос

Дозиметрия. Поглощенная, экспозиционная, эквивалентная и эффективная эквивалентные дозы. Соотношение между различными дозами. Мощность дозы. Коэффициент относительной биологической эффективности. Способы защиты от ионизирующего излучения.

· Дозиметрией –это раздел ядерной физики и измерительной техники, в котором изучают величины, характеризующие действие ионизирующего излучения на вещества, а также методы и приборы для их измерения.

· Поглощённая доза соответствует энергии ионизирующего излучения, которая поглощена единицей массы вещества за время облучения. Эта величина не зависит от вида ионизирующего излучения: Dп = Е / m,

где Dп - поглощенная доза, Е - энергия, поглощенная телом, m - масса тела.

В СИ [Dп ] = 1 Гр (грей).

Мощность поглощенной дозы – доза, поглощенная за единицу времени.

· Экспозиционная доза (X) характеризует ионизирующее действие рентгеновского и γ - излучения в воздухе, окружающем облучаемое тело. Единицей экспозиционной дозы является кулон на килограмм. 1 Кл/кг соответствует экспозиционной дозе фотонного излучения, при которой в результате ионизации в 1 кг сухого воздуха (при нормальных условиях) образуются ионы, несущие заряд, равный 1 Кл каждого знака. На практике пользуются единицей, которая называется рентген [Р]. 1 Р = 2,58 • 10-4 Кл/кг.

 

· Эквивалентная доза. Действие ионизирующего излучения на биологические системы зависит от природы излучения. Тяжелые частицы, такие как α– частицы, протоны, нейтроны, быстрые ионы, оказывают больший биологический эффект (физиологические нарушения), чем легкие частицы (β-частицы) или фотоны рентгеновского и γ-излучения.

Эквивалентная доза учитывает эффективность соответствующего вида излучения: Dэкв = Dn*ОБЭ, где ОБЭ – коэффициент биологической активности или коэффициент качества: рентгеновское, гамма- и бета- излучения ОБЭ=1; тепловые нейтроны (до 0,02 МэВ) ОБЭ=3; нейтроны (0,5 МэВ) ОБЭ=7, протоны (5 МэВ) ОБЭ=10, альфа-излучение ОБЭ=20. Так как K (ОБЭ) - безразмерный коэффициент, то эквивалентная доза излучения имеет ту же размерность, что и поглощенная доза излучения, но называется зивертом (Зв). Внесистемная единица эквивалентной дозы - бэр, 1 бэр = 10^-2 Зв. Эквивалентная доза в бэрах равна дозе излучения в радах, умноженной на коэффициент качества.

· Эффективная эквивалентная доза (Н_эф) - это величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека с учетом радиочувствительности отдельных его органов и тканей.

Эффективная доза равна сумме произведений эквивалентных доз в органах и тканях на соответствующие им весовые коэффициенты:

 Эффективные дозы, как и эквивалентные, измеряются в бэрах и зивертах.

· Соотношение между различными дозами выражаются следующими формулами: Экспозиционная доза (X) Поглощенная доза излучения (D) Эквивалентная доза (Н) D= f∙X,Н = K∙D

· Мощность дозы. Дозу, отнесенную ко времени, называют мощностью дозы, выражается в Греях в секунду (Гр/с). Внесистемная единица дозы излучения – рад (1 рад=10-2 Гр=100 эрг/г), ее мощности – рад в секунду (рад/с).

· Коэффициент относительной биологической эффективности (коэффициент качества) определяется из опыта и показывает, во сколько раз действие определенного вида излучения на живую ткань вызывает больше физиологических нарушений, чем действие принимаемых за стандарт рентгеновского или γ-излучения при одинаковых поглощенных дозах.

ОБЭ=(Поглощенная доза рентгеновского излучения (180-200 кэВ), вызывающая биологический эффект)/(Поглощенная доза ионизирующего излучения другого вида, вызывающая тот же биологический эффект) Коэффициент качества устанавливают на основе опытных данных. Он зависит не только от вида частицы, но и от ее энергии.

· Способы защиты от ионизирующего излучения.

- уменьшение мощности источников до минимальных величин («защита количеством»);

-сокращение времени работы с источниками («защита временем»);

- увеличение расстояния от источников до работающих («защита расстоянием»);

-экранирование источников излучения материалами, поглощающими ионизирующее излучение («защита экранами»).

1.«Защита количеством», т.е. проведение работ с минимальной активностью радионуклидов, основывается на уменьшении мощности излучения в прямой пропорции. Этот способ защиты не имеет широкого применения, так как он ограничен требованиями того или иного процесса технологии. Кроме того, уменьшение активности источника увеличивает срок облучения различных объектов, подвергаемых воздействию ионизирующего излучения.

2.«Защита временем» основывается на тех же закономерностях, что и «защита количеством». Сокращая срок работы с источниками, можно в значительной степени уменьшить дозы облучения персонала. Этот принцип защиты особенно часто следует соблюдать при работе с источниками относительно малой активности, при прямых манипуляциях с ними персонала.

3.«Защита расстоянием» - простой и надежный способ защиты, который обеспечивается достаточным удалением работающих от излучателя.

4..«Защита экраном» В зависимости от вида ионизирующих излучений для изготовления экранов применяют различные материалы, а их толщина определяется мощностью и излучением.

Защита персонала рентген-кабинета от ионизирующего излучения — обязательная составляющая рентгенодиагностики.

 

 

 

 

 

Когерентными называются волны одинаковой частоты, колебания в которых отличаются постоянной во времени разностью фаз.

Для получения когерентных световых волн применяют метод разделения волны, излучаемой одним источником, на две части, которые после прохождения разных оптических путей накладываются друг на друга, и в результате наблюдается интерференционная картина.

Произведение (геометрической длины) s пути световой волны в данной среде на показатель n (преломления) этой среды называется оптической длиной пути L, a величина D = L2 – L1 (разность оптических длин проходимых волнами путей) называется оптической разностью хода.