Zanimatelnaya_fizika

излучения) на одной единой шкале.

Вся шкала условно подразделена на шесть диапазонов: радиоволны (длинные, средние, короткие), инфракрасные, видимые, ультрафиолетовые, рентгеновские волны и гамма-излучение. Классификация определяется механизмом образования волн, их частотой, либо возможностью их зрительного восприятия человеком.

Радиоволны обусловлены переменными токами в проводниках и электронными потоками (макроизлучатели ). Инфракрасное, видимое и ультрафиолетовое излучения исходят из атомов, молекул и быстро заряженных частиц (макроизлучатели). Рентгеновское излучение возникает при внутриатомных процессах, гамма излучение имеет ядерное происхождение.

Некоторые диапазоны перекрываются, так как волны одной и той же длины могут образоваться в разных процессах. Наиболее коротковолновые ультрафиолетовое излучение перекрывается длинноволновым рентгеновским.

В этом отношении очень характерна пограничная область инфракрасных волн и радиоволн. До 1922 г. Между этими диапазонами был пробел. Наиболее коротковолновые излучения этого незаполненного промежутка имело молекулярное (атомное) происхождение (излучение нагретого тела), а наиболее длинноволновое излучалось макроскопическими вибраторами Герца. Российским физиком А. А. ГлаголевойАркадьевой было предложено пропускать искру через смесь большого числа мелких металлических опилок в масле. При этом можно было получать различные электромагнитные волны длиной 82 мкм и более. Таким образом, диапазоны инфракрасных и радиоволн были сомкнуты.

Сейчас никого не удивляет, что даже миллиметровые волны могут генерировать не только радиотехническими средствами, но и молекулярными переходами. Появился раздел –радиоспектроскопия, которая изучает поглощение и излучение радиоволн различными веществами.

В медицине принято следующее условное разделение электромагнитных колебаний на частотные диапазоны. Низкие (НЧ) до 20 Гц. Звуковые (ЗЧ) 20 Гц-20 Кгц. Ультразвуковые или надтональные (УЗЧ) 20 кГц – 200 кГц. Высокие (ВЧ) 200 кГц30 МГц. Ультравысокие (УВЧ) 30 МГц-300 МГц. Сверхвысокие (СВЧ) 300 МГц300 ГГц. Крайневысокие (КВЧ) свыше 300 ГГц.

Часто физиотерапевтическую электронную аппаратуру низкой и звуковой частот называют низкочастотной. Электронную аппаратуру всех других частот называют обобщающим понятием высокочастотная.

5.Биологическое действие электромагнитного излучения на организм. Электротравматизм.

Электромагнитные излучения

Электромагнитные излучения — электромагнитные волны (электромагнитные колебания), излучаемые различными объектами и распространяющиеся в пространстве. Э. и. имеют двойственную природу, т.е. проявляют как волновые, так и корпускулярные свойства. В зависимости от длины волны (или частоты колебаний) различают радиоволновое излучение, оптическое излучение (инфракрасное излучение, свет, ультрафиолетовое излучение), рентгеновское и гамма-излучение. Диапазоны Э.

и. условны, они не имеют четких границ и частично могут перекрываться. Формальным признаком принадлежности к тому или иному диапазону является источник получения конкретного вида Э. и.

Электромагнитные излучения радиоволнового диапазона принято подразделять на

следующие области,			высокие	частоты (100 кГц —30 МГц),	которым	соответствуют
длинные,	средние	и	короткие	волны (3000—10 м), ультравысокие		частоты (30—
300 МГц),	которым	соответствуют ультракороткие волны			(10—1 м);	сверхвысокие

частоты (300 МГц — 300 ГГц), которым соответствуют микроволны (1—0,001 м). Э. и. с частотами менее 100 кГц подразделяются на следующие области:низкие частоты (до 20 Гц), звуковые частоты (20 Гц — 20 кГц) и ультразвуковые частоты (20 кГц —

100 кГц).

Инфракрасное излучение условно подразделяют на близкую (0,76—2,5 мкм), среднюю (2,5—50 мкм) и далекую (50—2000 мкм) области спектра длин волн.

Видимый свет — узкий участок Э. и., воспринимаемый зрительными рецепторами глаза человека, условно можно представить следующими спектральными цветами: фиолетовый и синий (380—470 нм), сине-зеленый (470—500 нм), зеленый (500— 560 нм), желто-оранжевый (560—590 нм), красный (590—760 нм).

Ультрафиолетовое излучение условно делят на три области: А (400—315 нм), В (31,5—280 нм) и С (280—200 нм). Часть ультрафиолетового спектра с длиной волны менее 200 нм сильно поглощается тонким слоем вещества и специального интереса для медицины не представляет.

Рентгеновское и гамма-излучение (и частично коротковолновое ультрафиолетовое излучение) относят к ионизирующим излучениям;взаимодействуя с веществом, они вызывают ионизацию атомов и молекул.

Человек постоянно подвергается воздействию Э. и., которое может быть как полезным, так и вызывающим неблагоприятные изменения в организме. Биологическое действие Э. и. зависит от длины волны (или частоты) излучения, режима генерации (импульсное, непрерывное), условий воздействия (постоянное, прерывистое; общее, местное), интенсивности и длительности облучения; оно определяется количеством поглощенной энергии и ее распределением в организме. Наряду с энергетической концепцией разрабатывается теория информационного взаимодействия Э. и. с внутренними полями биологических объектов.

Дозированную солнечную радиацию применяют в медицине, а также как средство накаливания организма. Повышение чувствительности организма к действию солнечной радиации называют фотосенсибилизацией.

Основным биологическим действием радиоволн и инфракрасных излучений является тепловой эффект, обусловленный превращением поглощаемой энергии во внутреннюю энергию организма.

В медицине используются излучения различного диапазона волн и разнообразные излучатели, которые позволяют воздействовать как излучениями с одинаковыми средними значениями энергии электрического и магнитного поля, так и преимущественно электрическим или магнитным переменным полем. Это дает возможность прогревать ткани и органы, оптимально воздействуя на отдельные участки тела. Наряду с тепловым эффектом радиоволны обладают и специфическим действием на живые организмы. Например, микроволны изменяют проницаемость мембран, влияют на биохимические процессы. Этот эффект зависит от интенсивности и времени воздействия, а также может иметь резонансную частотную зависимость.

Видимый свет и ультрафиолетовое излучение также оказывают тепловое воздействие, которое может вызывать изменения в поверхностных структурах тканей, поглощающих Э. и. Однако более существенным, особенно для ультрафиолетового излучения, является действие на физико-химические и биохимические реакции, происходящие в

организме. В медицине все большее применение находят лазеры — приборы, испускающие сфокусированное в виде пучка электромагнитное излучение в диапазоне от инфракрасного до ультрафиолетового.

Диагностическое применение Э. и. основано либо на регистрации таких излучений, испускаемых самими биологическими объектами (например, термография, тепловидение), либо на воздействии этими излучениями извне (например, ЯМР-томография, рентгенодиагностика), либо на введении источников Э. и.

в организм (радионуклидная диагностика,эндорадиозонд).

Чувствительным к воздействию Э. и. являются система кроветворения, центральная нервная и нейроэндокринная системы. При действии на глаза Э. и. высоких (тепловых) уровней возможно образование катаракты, умеренных — изменения сетчатки по типу ангиопатии, склероз ретинальных сосудов, иногда дистрофические очаги в макулярной области. Имеются данные об индукции Э. и. злокачественных новообразований (в первую очередь опухолей кроветворной ткани илейкозов).

Симптомы и течение хронических форм радиоволновых поражений не имеют строго специфических проявлений. В их клинической картине выделяют три ведущих синдрома: астенический, астеновегетативный (или синдром нейроциркулярной дистонии) и гипоталамическии.

Электортравматизм

Электромагнитное излучение при определённых уровнях может оказывать отрицательное воздействие на организм человека, животных и других живых существ, а также неблагоприятно влиять на работу электрических приборов. Различные виды неионизирующих излучений (электромагнитных полей, ЭМП) оказывают разное физиологическоевоздействие. На практике различают воздействие магнитного поля (постоянного и квазипостоянного, импульсного), ВЧ- и СВЧ-излучений, лазерного излучения, электрического и магнитного поля промышленной частоты от высоковольтного оборудования, СВЧ-излучения и др..

Всвязи со всё большим распространением источников ЭМП в быту (СВЧ — микроволновые печи, мобильные телефоны, теле-радиовещание) и на производстве (оборудование ТВЧ,радиосвязь), большое значение приобретает нормирование уровней ЭМП.

Вбыту источниками высокочастотного электромагнитного излучения могут быть неисправные микроволновые печи, компьютеры, мобильные телефоны и телевизоры.

Под влиянием электромагнитного излучения могут возникнуть очень тяжелые заболевания. В прессе описаны случаи нарушения свертываемости крови, гипотонии, нарушения функций спинного мозга и т.д. Назвать все последствия и симптомы сейчас не в состоянии ни один ученый или врач. На данный момент эта угроза считается намного опаснее воздействия продуктов полураспада и тяжелых металлов после Чернобыльской аварии.

6.Диатермия. УВЧ-терапия. Индуктотермия. Микроволновая терапия.

Диатермия – электротерапевтический метод, основанный на использовании высокочастотного переменного электрического тока, который пропускается через ткань и используется в физиотерапевтических процедурах. Сопровождается теплообразованием. При диатермии применяют ток частотой около 1 мгц со слабозатухающими колебаниями, напряжение 100-150 В; сила тока несколько ампер. В основе физиологического действия диатермии лежит в основном ее тепловой эффект. В соответствии с законом Джоуля

Ленца количество выделяемого при диатермии тепла будет пропорционально квадрату силы тока в тканях. Поскольку ткани организма неоднородны по своим электрическим свойствам, то и теплообразование в них будет различным. При поперечном расположении электродов поверхностные ткани, имеющие высокое омическое сопротивление, будут нагреваться сильнее, чем глубоколежащие ткани.

УВЧ-терапия.

Ультравысокочастотная (УВЧ) терапия - это воздействие на ткани переменным электромагнитным полем ультравысокой частоты (40,68 или 27,12 мГц), причем преимущество отдается воздействию электрического поля, а не магнитного. За счет этого в тканях возникают токи смещения и токи проводимости. Для того чтобы оценить эффективность действия УВЧ, необходимо рассчитать количество теплоты, выделяющейся в проводниках и диэлектриках. В итоге получим, что выделяемое количество теплоты пропорционально квадрату эффективной напряженности электрического поля. Она также зависит и от другим характеристик. Данная методика широко применяется в физиотерапии.

Индуктотермия

Индуктотермия – метод электролечения, в основе которого лежит воздействие на организм переменным магнитным полем (точнее, преимущественно магнитной составляющей электромагнитного поля) высокой частоты (3-30 МГц). Суть метода заключается в образовании действующего на организм переменного магнитного поля. Как известно, магнитные поля, пересекая проводники, наводят (индуктируют) в них электрический ток. В теле человека при действии высокочастотных магнитных полей возникают хаотические вихревые токи (токи Фуко). Одним из наиболее характерных свойств их является высокое теплообразование. Количество тепла, образующегося под действием высокочастотного магнитного поля, согласно закону Джоуля – Ленца, прямо пропорционально квадрату частоты колебаний, квадрату напряженности магнитного поля и удельной проводимости ткани. Аналогично диатермии при индуктотермии больше тепла образуется в тканях с хорошей электропроводностью. Неотъемлемым от теплового является осцилляторный компонент действия индуктотермии, который проявляется физико-химическими изменениями в клетках и тканях, субклеточных структурах. Чем выше интенсивность воздействия, тем осцилляторный эффект проявляется слабее.

Микроволновая терапия.

Метод электролечения, основанный на воздействии на больного электромагнитных колебаний с длиной волны от 1 мм до 1 м (или соответственно с частотой 300-30000 МГц). Микроволны занимают промежуточное положение между электромагнитными волнами ультравысокочастотного диапазона и инфракрасными лучами. Поэтому по некоторым своим физическим свойствам они приближаются к световой, лучистой энергии. Они могут, как свет, отражаться, преломляться, рассеиваться и поглощаться, их можно концентрировать в узкий пучок и использовать для локального направленного воздействия.

Попадая на тело человека, 30-60 % микроволн поглощается тканями организма, остальная часть отражается. Электромагнитная волна поляризует молекулы вещества и переориентирует их. Также электромагнитная волна воздействует на ионы биологических систем и вызывает переменный ток проводимости. Все это приводит к нагреванию вещества.

Наряду с этим имеет место и специфический осцилляторный эффект.

Т.к. все перечисленные выше процессы ведут нагреванию внутренних сред организма, то конечный эффект будет одинаков.

Под влиянием этих терапий происходит расширение кровеносных сосудов, усиливается кровоток, уменьшается спазм гладкой мускулатуры, нормализуются процессы торможения и возбуждения нервной системы, ускоряется прохождение импульсов по нервному волокну, изменяется белковый, липидный, углеводный обмен; стимулируется функция симпатико-адреналовой системы, оказывается противовоспалительное, спазмолитическое, гипосенсибилизирующее, обезболивающее действие.

7.Глубина проникновения неионизирующих электромагнитных излучений в биологическую среду. Ее зависимость от частоты. Методы защиты от электромагнитных излучений.

Неионизирующие магнитные излучения – излучения с длиной волны более 1000 нм и энергией меньше 10 кэВ, заведомо недостаточной, чтобы ионизировать вещество. Излучение будет неионизирующим в том случае, если оно не способно разрывать химические связи молекул, то есть не способно образовывать положительно и отрицательно заряженные ионы. Глубина проникновения электромагнитных волн в биологические ткани зависит от способности этих тканей поглощать энергию волн, которая, в свою очередь, определяется как строением тканей (главным образом содержанием воды), так и частотой электромагнитных волн. Так сантиметровые электромагнитные волны, используемые в физиотерапии, проникают в мышцы, кожу, биологические жидкости на глубину около 2см., а в жир, кости – около 10 см. Для дециметровых волн эти показатели приблизительно в два раза выше. Согласно формуле

где С - скорость распространения света в вакууме; f - частота поля, Гц. – глубина проникновения в обратной зависимости от частоты (при меньшей частоте, глубина проникновения больше).

К организационным мероприятиям по защите от действия ЭМП относятся: выбор

режимов работы излучающего оборудования, обеспечивающего уровень излучения, не

превышающий предельно допустимый, ограничение места и времени нахождения в зоне

действия ЭМП (защита расстоянием и временем), обозначение и ограждение зон с

повышенным уровнем ЭМП.

Медицинская оптика

1. Физическая природа света. Волновые свойства света. Длина световой волны. Физические и психофизические характеристики света.

Оптика – раздел физики, в котором изучаются природа света, законы его распространения и взаимодействия с веществом.

Оптика оказалась одним из первых разделов физики, где проявилась ограниченность классических представлений о природе. Была установлена двойственная природа света: Корпускулярная теория света, берущая начало от Ньютона, рассматривает его как поток частиц — квантов света или фотонов. В соответствии с идеей Планка любое излучение происходит дискретно, причём минимальная порция энергии (энергия фотона) имеет величину , где частота ν соответствует частоте излучённого света, а h есть постоянная Планка. Использование представлений о свете, как потоке частиц, объясняет явление фотоэффекта и закономерности теории излучения.

Волновая теория света, берущая начало от Гюйгенса, рассматривает свет как совокупность поперечных монохроматических электромагнитных волн, а наблюдаемые оптические эффекты как результат сложения (интерференции) этих волн. При этом считается, что в отсутствие перехода энергии излучения в другие виды энергии, эти волны не влияют друг на друга в том смысле, что, вызвавшая в некоторой области пространства интерференционные явления, волна продолжает распространяться дальше без изменения своих характеристик. Волновая теория электромагнитного излучения нашла своё теоретическое описание в работах Максвелла в форме уравнений Максвелла. Использование представления о свете, как о волне, позволяет объяснить явления, связанные с интерференцией и дифракцией, в том числе структуру светового поля (построение изображений и голографию).

Х р кт р ст к св т

Длина световой волны λ зависит от скорости распространения волны в среде и связана с нею и частотой соотношением:

λ=υ/ν=с/nν

На практике принято считать, что показатель преломления среды является функцией длины волны: n = n(λ). Зависимость показателя преломления от длины волны (точнее -от частоты) проявляется в виде явления дисперсии света.

Характеристиками света являются:

-спектральный состав, определяемый диапазоном длин волн света.

-интенсивность, пропорциональная квадрату амплитуды электрического вектора электромагнитной волны.

-поляризация, определяемая изменением пространственной ориентации электрического вектора по мере распространения волны в пространстве.

-направление распространения луча света, совпадающее с направлением нормали к волновому фронту (при отсутствии явления двойного лучепреломления)

2. Отражение и преломление света. Полное внутреннее отражение. Волоконная оптика, ее применение в медицине.

Из теории электромагнитного поля, разработанной Дж. Максвеллом, следовало: электромагнитные волны распространяются со скоростью света — 300 000 км/с, что эти волны поперечны, так же как и световые волны. Максвелл предположил, что свет — это электромагнитная волна. В дальнейшем это предсказание нашло экспериментальное подтверждение.

Как и электромагнитные волны, распространение света подчиняется тем же законам. Закон отражения. Угол падения равен углу отражения (α=β). Падающий луч АО, отраженный луч ОВ и перпендикуляр ОС, восставленный в точке падения, лежат в одной плоскости.

Закон преломления. Луч падающий АО и преломленный ОВ лежат в одной плоскости с перпендикуляром CD, проведенным в точке падения луча к плоскости раздела двух сред. Отношение синусов угла падения а и угла преломления у постоянно для данных двух сред и называется показателем преломления второй среды по отношению к первой: .

Законы отражения света учитываются при построении изображения предмета в зеркалах (плоском, вогнутом и выпуклом) и проявляются в зеркальном отражении в перископах, в прожекторах, автомобильных фарах и во многих других технических устройствах.Законы преломления света учитываются при построении изображения во всевозможных линзах, призмах и их совокупности (микроскоп, телескоп), а также в оптических приборах (бинокли, спектральные аппараты, фотоаппараты и проекционные аппараты).

Если световой луч следует из оптически менее плотной среды (например, из воздуха; nвозд. = 1) в оптически более плотную среду (например в стекло с показателем преломления nст. = 1,5), то на их границе произойдет частичное отражение и частичное преломление света.

sin α

Отсюда следует, что sin γ = 1,5 , то есть синус угла преломления g меньше, чем синус угла падения a, в 1,5 раза. А если sin g < sin a, то и g < a; то есть световой луч, преломляясь в этих обстоятельствах, как бы старается прижаться к нормали (см. схему на рис.3).

sin α nв зд. 1

= = ; sin γ nст. 1,5

Если же световой луч пустить из оптически более плотного стекла в оптически менее плотный воздух, то угол преломления окажется, наоборот, больше угла падения, g > a. Для обсуждаемого обратного хода луча закон преломления:

следовательно, sin g = 1,5 sina; g > a
Эта	ситуация	иллюстрируется	схемой	А	на	рисунке

			й
			ы
A			н
			ен
			л
			м
			о ч
			л у
			е л
			р
		п
воздух
стекло

B		C
	o		Преломления
	=90		нет
	Преломленный
	луч
пр		пр

Частичноеотражение

Полноевнутреннееотражение

Если угол падения a увеличить до некоторого предельного значения aпр, то угол преломления g > a достигает наибольшего значения g=900. Преломленный луч скользит по границе раздела двух сред. При углах падения a >aпр явление преломления не происходит, а вместо частичного отражения на границе раздела фаз происходит полное отражение света внутрь оптически более плотной среды, или полное внутреннее отражение. Это оптическое явление составляет основу целого физико-технического направления, которое называется волоконная оптика.

В медицине волоконная оптика нашла применение в эндоскопах - устройствах для осмотра внутренних полостей (например, желудка). Световод, представляющий собой жгут из большого числа тонких стеклянных волокон, помещенных в общую защитную оболочку, вводится в исследуемую полость. Часть волокон используется для организации освещения полости от источника света, расположенного вне тела пациента. Световод может использоваться и для передачи во внутреннюю полость лазерного излучения в лечебных целях.

Полное внутреннее отражение происходит и в некоторых структурах сетчатки глаза.

3. Оптическая система глаза. Недостатки зрения, методы их коррекции.

Оптическая система глаза обеспечивает получение на сетчатке глаза уменьшенного действительного обратного (перевернутого) изображения. Если светопреломляющую систему глаза рассматривать как одну линзу, то общая оптическая сила этой системы получается как алгебраическая сумма следующих четырёх слагаемых:

а) Роговица: D = +42,5 дптр

б) Передняя камера: D от +2 до +4 дптр const; от +19 до +33 дптр

г) Стекловидное тело;D от –5 до –6 дптр.

Благодаря тому, что оптическая сила хрусталика - величина переменная, суммарная оптическая сила глаза лежит в пределах от 49 до 73 дптр.

Редуцированный глаз, как единая линза, обращён одной стороной - к воздуху, (абсолютный показатель преломления nвозд = 1), а другой - соприкасается с жидкостью, nж=1,336. Так что левый и правый фокусные расстояния не одинаковы; если переднее фокусное расстояние в среднем F1 = 17 мм, то заднее - F2 = 23 мм. Оптический центр системы - в глубине глаза на расстоянии 7,5 мм от наружной поверхности роговицы.

Основной преломляющий элемент этой системы – роговица - имеет не сферическую, а более сложную форму преломляющих поверхностей, и это - хороший удар по сферической аберрации.

Хрусталик меняет свою оптическую силу при сокращении или расслаблении цириальных мышц; этим достигается аккомодация глаза - его приспособление к фокусировке изображения на сетчатке как при рассматривании удалённых, так и близких предметов. Необходимое напряжение этих мышц даёт информацию о расстоянии до рассматриваемого предмета, даже если мы рассматриваем его одним глазом. Общее

количество света, поступающее в глаз, регулируется радужной оболочкой. Она может быть разной по цвету, и потому люди бывают голубоглазые, кареглазые и т.п. Она управляется парой мышц. Имеется мышца, сужающая зрачки (циркулярная мышца), имеется мышца, его расширяющая (радиальная мышца).

Рассмотрим далее особенности строения сетчатки. Её назначение - преобразовать оптическое изображение, полученное на её поверхности, в потоки электрических нервных импульсов, поступающих в мозг. Эти преобразования осуществляются клеткамифоторецепторами двух типов, получивших, в связи с особенностями своей формы, название колбочек и палочек.

Колбочки-фоторецепторы дневного зрения. Обеспечивают цветовое зрение. Палочки - рецепторы сумеречного зрения. Каждый глаз человека содержит примерно 125*106 палочек и 5*106 колбочек, итого 130*106 фоторецепторов. Колбочки и палочки распределены по сетчатке очень неравномерно: на периферии размещены только палочки, чем ближе к области жёлтого пятна, тем больше встречается колбочек; в жёлтом пятне размещены только колбочки и их плотность (количество на единицу площади) очень велика, так что здесь эти клетки даже «изготавливаются» в малогабаритном варианте - они более мелкие, чем в других областях сетчатки.

Область жёлтого пятна сетчатки - это область наилучшего зрения. Здесь мы фокусируем изображение предмета, если хотим разглядеть этот предмет особо тщательно.

Плотность «упаковки» колбочек в жёлтом пятне определяет остроту нашего зрения. Плотность эта, в среднем, такова, что на отрезке длиной 5 мкм умещаются три колбочки. Для того, чтобы глаз различал две точки предмета, необходимо, чтобы между двумя засвеченными колбочками непременно находилась одна не засвеченная.

Рефракция (преломление) света в глазе является нормальной, если изображение предмета, даваемое оптической системой глаза, ложится на наружные сегменты фоторецепторов, и при этом мышцы, управляющие кривизной хрусталика, расслаблены. Такая (нормальная) рефракция называется эмметропией.

Отклонение от эмметропии – аметропия – встречается в двух разновидностях. Миопия (близорукость) – изображение фокусируется не на сетчатке, а перед ней, то есть преломление света в глазе происходит «слишком хорошо». Эта избыточность устранима рассеивающими очковыми линзами (оптическая сила отрицательная).

Гиперметропия (дальнозоркость) – разновидность аметропии, при которой изображение формируется за сетчаткой. Чтобы вернуть изображение на сетчатку, надо «помочь» глазу собирающей очковой линзой (оптическая сила положительная). Говоря иначе, если оптическая сила глаза недостаточна, её можно увеличить дополнительным слагаемым - оптической силой собирающей очковой линзы.

Появление контактных линз вместо классических очков поначалу воспринималось чуть ли не как революция.

При обсуждении возможностей контактной линзы необходимо принять во внимание, что относительный показатель преломления на первой (по ходу луча) поверхности контактной линзы фактически равен абсолютному показателю преломления материала линзы, а на второй поверхности он равен отношению абсолютных показателей преломления роговицы и линзы.

При внедрении любого изобретения рано или поздно обнаруживаются как достоинства, так и недостатки. Классические очки и контактные линзы, в их нынешнем виде, можно сопоставить следующим образом:

-классические очки легко одевать и снимать, но не удобно носить;

-контактные линзы удобно носить, но не удобно надевать и снимать.

Лазерная коррекция зрения – это микрооперация на наружной поверхности роговицы. Напомним, что роговица - основной светопреломляющий элемент оптической системы глаза. Коррекция зрения достигается изменением кривизны наружной поверхности

роговицы. Например, если сделать поверхность более плоской, (т.е. увеличить радиус кривизны R), то согласно формуле (4) оптическая сила D этой поверхности уменьшится. Серьёзные проблемы со зрением возникают при отслоении сетчатки. В этих случаях нашёл применение метод закрепления сетчатки на предусмотренном природой месте с помощью фокусированного лазерного луча. Этот способ закрепления подобен точечной сварке металлов в технике. Сфокусированный луч создаёт малую зону повышенной температуры, в которой происходит «сварка» биологических тканей (в прямом и переносном смысле).

Ретиналь - одна из двух основных компонент родопсина – это альдегид витамина А. С учётом того, что наружные сегменты фоторецепторов постоянно обновляются, полноценное обеспечение организма витамином А отвечает интересам поддержания зрительной системы в хорошем состоянии.

4. Оптический микроскоп. Ход лучей в микроскопе. Полезное увеличение

микроскопа.

Микроскоп — прибор, предназначенный для получения увеличенных изображений, а также измерения объектов или деталей структуры, невидимых или плохо видимых

невооружённым глазом. Представляет собой совокупность линз.
	Совокупность технологий изготовления и практического
	использования микроскопов называют микроскопией.,	В
микроскопе	различают механическую и оптическую части. Механическая
часть	представлена штативом (состоящим из основания и
	тубусодержателя) и укрепленным на нем тубусом с револьвером
для	крепления и смены объективов. К механической части относятся
также:	предметный столик для препарата, приспособления	для

крепления конденсора и светофильтров, встроенные в штатив механизмы для грубого (макромеханизм, макровинт) и тонкого (микромеханизм, микровинт) перемещения предметного столика или тубусодержателя.

Оптическая часть представлена объективами, окулярами и осветительной системой, которая в свою очередь состоит из расположенных под предметным столиком конденсора Аббе и встроенного осветителя с низковольтной лампой накаливания и трансформатором. Объективы ввинчиваются в револьвер, а соответствующий окуляр, через который наблюдают изображение, устанавливают с противоположной стороны тубуса.

К механической части относится штатив, состоящий из основания и тубусодержателя. Основание служит опорой микроскопа и несет всю конструкцию штатива. В основании микроскопа находится также гнездо для зеркала или встроенный осветитель.

Тубусодержатель служит для крепления тубуса микроскопа - встроенные в штатив механизмы для грубого (макромеханизм, макровинт) и тонкого(микромеханизм, микровинт) вертикального перемещения предметного столика или тубусодержателя кронштейн для крепления предметного столика; предметный столик, служащий для размещения препаратов и горизонтальногоих перемещения; узел для крепления и вертикального светофильтров.

Полезное увеличение – это видимое увеличение, при котором глаз наблюдателя будет полностью использовать разрешающую способность микроскопа, то есть разрешающая способность микроскопа будет такая же, как и разрешающая способность глаза Максимальное полезное увеличение микроскопа, т. е. увеличение, с которым выявляются детали рассматриваемого предмета, определяется по формуле

М = d1/d

где d1 – максимальная разрешающая способность человеческого глаза, равная 0,3 мм; d – максимальная разрешающая способность оптической системы.

5.Разрешающая способность и предел разрешения микроскопа. Пути повышения разрешающей способности.

Качество изображения определяется разрешающей способностью микроскопа, т.е. минимальным расстоянием, на котором оптика микроскопа может различить раздельно две близко расположенные точки. разрешающая способность зависит от числовой апертуры объектива, конденсора и длины волны света, которым освещается препарат. Числовая апертура (раскрытие) зависит от угловой апертуры и показателя преломления среды, находящейся между фронтальной линзой объектива и конденсора и препаратом.

Угловая апертура объектива - это максимальный угол, под которым могут попадать в объектив лучи, прошедшие через препарат. Числовая апертура объектива равна произведению синуса половины угловой апертуры на показатель преломления среды, находящейся между предметным стеклом и фронтальной линзой объектива. N.A. = n • sinα где, N.A. - числовая апертура; n - показатель преломления среды между препаратом и объективом; sinα - синус угла α равного половине угла АОВ на схеме.

Таким образом, апертура сухих систем (между фронтальной линзой объектива и препаратом-воздух) не может быть более 1 (обычно не более 0,95). Среда, помещаемая между препаратом и объективом, называется иммерсионной жидкостью или иммерсией, а объектив, рассчитанный для работы с иммерсионной жидкостью, называют иммерсионным. Благодаря иммерсии с более высоким показателем преломления чем у воздуха, можно повысить числовую апертуру объектива и, следовательно, разрешающую способность.

Числовая апертура объективов всегда гравируется на их оправах.

Один из способов уменьшения предела разрешения микроскопа – использование света с меньшей длиной волны. В связи с этим применяют ультрафиолетовый микроскоп, в котором микрообъекты исследуются в ультрафиолетовых лучах. Принципиальная оптическая схема такого микроскопа аналогична схемам обычного микроскопа.

Другой способ уменьшения предела разрешения – увеличение числовой апертуры, что достигается увеличением как показателя преломления среды между предметом и объективом, так и апертурного угла.

Условия освещения объекта также влияют на разрешающую способность микроскопа, что важно учитывать в биологических исследованиях.

6.Специальные методы микроскопии. Иммерсионный микроскоп. Микроскоп темного поля. Поляризационный микроскоп.

Разработано множество модификаций микроскопов. Используются различные схемы освещения, различные типы предметных столиков, монокулярные и бинокулярные насадки с окулярами. Препараты можно фотографировать с помощью микрофотонасадок, зарисовывать с помощью рисовально-проекционных аппаратов, демонстрировать с помощью демонстрационного окуляра.

Иммерсионный микроскоп — оптическая система, в которой пространство между первой линзой и предметом заполнено жидкостью. Применяемая так жидкость называется иммерсионной. Принцип действия ИМ.

Из основной формулы разрешающей способности микроскопа: d = 0,61λ/А, следует, что предел разрешения определяется длиной волны λ и числовой апертурой объектива А. Так как не всегда возможно изменить длину волны (особенно если исследование производится в белом свете), то для достижения лучшего разрешения стремятся применять объектив, имеющий большую числовую апертуру.

Однако для «сухого» объектива, с показателем преломления среды перед его передней линзой n=1, максимальное значение числовой апертуры объектива не может превысить значение около 0,95.