- •“Затверджено”
- •Завідувач кафедри
- •Методичні вказівки для самостійної роботи студентів при підготовці до практичного (семінарського) заняття
- •1. Тема: Теплове випромінювання тіл і його використання в медицині
- •2.Навчальні цілі:
- •Міждисциплінарна інтеграція
- •Забезпечення вихідного* рівня.
- •5. Самостійна робота студентів.
- •5.1. Перелік основних термінів, параметрів, характеристик (по
- •5.2. Теоретичні питання до заняття.
- •Завдання з самопідготовки до заняття (домашнє завдання):
- •5.4. Завдання для самоконтролю (Тести ). Виберіть вірні відповіді до кожного з тестів увага! Правильну відповідь визначаєте Ви самі !
- •6. Література.
- •Аудиторна робота ( 90 хв.)
- •Основна частина:
- •Заключна частина заняття:
5. Самостійна робота студентів.
5.1. Перелік основних термінів, параметрів, характеристик (по
темі), які повинен засвоїти студент при підготовці до заняття:
№ з/п |
Терміни, поняття, характеристики |
Визначення |
1. |
Рівень енергії (енергетичний рівень) |
Можливе значення енергії квантової системи |
2. |
Електронні енергетичні рівні (ЕЕР) |
Рівні енергій, якими володіють в атомах електрони |
3. |
Атомні енергетичні рівні (АЕР) |
Рівні енергій, якими володіють атоми |
4. |
Молекулярні енергетичні рівні (МЕР) |
Рівні енергій, якими володіють молекули |
5. |
Молекулярні енергетичні спектри речовини (МЕСР) |
Сукупність енергетичних рівнів речовини складається з ЕЕР, АЕР та МЕР – рівнів, що відповідають їх коли-вально-обертальному рухам. Ця сукупність і утворює МЕСР . |
6. |
Рівноважне випроміювання |
Н а рисунку: Тіло А розміщено в по-рожнині В, яка обме-жена ідеально відбива-ючою (непроникною для ТВ) оболонкою С.
Якщо розподіл енергії в системі “тіло А – випромі-нювання в порожнині В“ між тілом і випромінюван-ням залишається незмінним для кожної довжини хвилі ТВ, то таке випромінювання є рівноважним. Примітка: Це означає, що випромінювання в межах порожнини залишається незмінним, але між тілом А і випромінюванням, що заповнює порожнину В, буде відбуватися неперервний обмін тепловою енергією W ): W AB – від А до В і W BA – від В до А W AB = W AB
|
7. |
Ізотропність випромінювання |
Ізотропне випромінювання характерне тим, що всі можливі напрямки його розпов-сюдження в прос-торі, який заповнений цим ТВ, - рівноможливі. |
8. |
Однорідність випроміювання |
ТВ однорідне тоді, коли воно має однако-ву густину потоку енергії (Ii – Const) у всіх i - точках простору, заповненому цим ТВ.
|
9. |
Інтегральна енергетична світність - Me |
Me - це фізична величина, яка дорівнює кількості енергії електромагнітного впромінювання W у всьому діапазоні хвиль теплового випромінювання (760 нм…1 мм), що випускається тілом з одиниці площі його поверхні за одиницю часу: Ме = W / ( S . t ) |
10. |
Спектральна густина енергетичної світності – М λ,Т |
Це – фізична величина, яка дорівнює кількості енергії теплового випромінювання тіла при певній температурі Т і на певній довжині хвилі λ (у вузькому діапазоні!), що випускається тілом з одиниці площі його поверхні за одиницю часу: М λ٫Т = W λ,Т / ( S . t )
|
11. |
Спектр випромінювання тіла (СВТ) |
Функціональну залежність спектральної густини енергетичної світності : М λ,Т = f ( λ ), називають СВТ; ( Т – const , конкретна для даного стану тіла). |
12. |
Потік випроміювання (Ф) |
Середня потужність випроміювання за проміжок часу, який значно перевищує період (Т) електромагнітних коливань: Ф = W/t |
13.
|
Коефіцієнт поглинання ТВ (К.п.ТВ) - α |
К.п.ТВ – α - називають величину, яка ви- значає долю падаючого на тіло теплового випромінювання, що поглинається цим тілом: α = ∆Фпогл / ∆Фпад ;
|
14. |
Монохроматичний коефіцієнт поглинання ТВ (Мхр.К.п.ТВ) – α λ,Т
|
Мхр.К.п.ТВ - α λ,Т - називають величину, котра визначає яку долю від падаючого на тіло теплового випромінювання відповідної довжини хвилі λ поглинає це тіло, температура якого Т: α λ,Т = ( ΔФпогл)λ,Т / ( ΔФпад )λ,Т .
|
15. |
Абсолютно чорне тіло (ачт) |
Тіла, які ідеально поглинають, називають ачт. ( для них: α = 1 та α λ,T = 1 ) |
16. |
Сіре тіло |
Для ”сірих“ тіл α < 1, але є постійним для всіх довжин хвиль діапазону ТВ. |
17. |
Розподіл спектральної густини енергетичної світності – функція Мλ,Т = f (λтв) – для тіла, температура якого Т : а) ачт, б) ”сірого”, в) реального тіл. |
a) Мλ,Т = σ . T4 ; б) Мλ,Т = δ . σ . T4
в) α λ,Т ≠ Const
|
18. |
“Ультрафіолетова катастрофа” |
Див. в [6.1., c.20-21] |
19. |
Закон зміщення ( З.зм. ) |
З. зм. – це інша назва закону Віна ( див.нижче на с. , в п.5.4. тест № 6, варіант відповіді - В. ) Закон Віна: Довжина хвилі λ max , на яку припадає максимум спектральної густини енергетичної світності ( u λ , T ) max ачт обернено пропорційна його абсолютній температурі Т: λ max = b /T ( b = 2,8978 . 10 -3 м *K ) Т1 > Т 2 → λ 1 < λ 2 |
|
20. |
Закон Стефана – Больцмана;
|
Інтегральна ( сумарна, повна ) енерге-тична світність АЧТ Ме у всьому діапа-зоні довжин хвиль ТВ пропорційна четвер-тому степеню абсолютної температури Т тіла: Ме = σТ4
|
|
21. |
Закон Кірхгофа;
|
Відношення спектральної густини енергетичної світності тіла до його моно-хроматичного коефіцієнту поглинання, взя-тих при однакових температурі Т тіла і довжині хвилі λ , яку випромінює (поглинає) це тіло не залежить від природи тіла і є для всіх тіл однією й тією ж універсальною функцією – u ( λ , T ) , яка, в свою чергу, є спектральною густиною енергетичної світності АЧТ при тих самих λ і Т.
|
|
22. |
Закон ( формула) Планка |
Тіла випромінюють енергію не неперервно, як за класичною фізикою, а окремими порціями – квантами. * Своєю формулою ( 1900 р.) М.Планк узгодив результати експериментів з ТВ з теорією
|
23. |
Сонячна постійна |
Це кількість енергії W, яку приносять сонячні промені за t =1 с на площину S =1 м2 , постав-лену за межами земної атмосфери (на висоті h = 82 км) перпендикулярно до сонячних про-менів: I = W / ( t . S ) ≈ 1.4 . 103 Вт/м2 . |
24. |
Тепловізор (термограф) |
Термографія (від грец.“υερμη” – тепло , “γράφω” – пишу, зображую і ”…візор” від лат. ”visus” - зір). Також див. [6.1., c.41-43 – принцип будоби і роботи тепловізора]. |
25. |
Термоіндикатор |
Від грец. ”υέρμη” – тепло… і лат. ”indicator” – прилад, який відображає хід певного процесу або стан об’єкта спостереження. ( В термографії – це холестерики, які відобра-жають, змінюючи свій колір під дією змінної температури дільниці тіла,на яку вони накла-дені, або (в термографах - фотоопори, тер-моелементи, 0фотохімічні індикатори і т.п.). Див. [6.1., с.39-43] |
26. |
Контактна холестерична термографія (К.х.т.) |
К.х.т. – це метод термографії, в якому викори-стовуються властивості холестеричних рід-ких кристалів рідкокристалічних термоінди-каторів - багатокомпонентних сумішів склад-них ефірів і деяких інших похідних холесте-рина ) . Одна з цих властивостей – в залежності від температури термоіндикатора вибірково відбивати різні довжини хвиль по різному - дає можливість в термографії одержувати на плівках, які контактують з поверхнею тіла людини, одержувати зображення теплового поля цієї поверхні. |
27. |
Зони Захар’їна-Геда |
Це дерматоми або дільниці шкіри, функціо-нально пов’язані через центральну нервову систему з внутріш-німи органами людини, тварини. Проводячи термографію цих зон, можна одержати інформацію про появу патологічних процесів в організмі. |
28.
|
Кріо-(терапія, хірургія, біологія…) |
Кріо- від грец. ”ǽρύοζ”)- холод ; Терапія - від грец.”υεραπεία”- лікування; Хірургія - від грец. ”χείρουργία” – рука та ”έργον”- дія; Кріобіологія – розділ біології, в якому вивчають дію на живі організми низьких і наднизьких температур. |
29. |
Болометр |
Від грец.“βολή” – промені і “μετρέω” – вимі-рюю. В термографії використовують для пере-творення теплової енергії в електричну (в електричні сигнали, які легко зафіксувати, виміряти). |