Домашнее задание № 13 «Люминесценция. Лазер»

1. 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, =0,63мкм (красный цвет);

б) в хирургии для рассечения тканей, =10,6мкм (ИК); и для коагуляции (ИК), =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.

1Нумерация для всего курса «Физика, Математика» единая.