42. Лазер

– квантовый генератор видимого диапазона излучения. Виды рабочего вещества лазера: газовые, жидкостные, полупроводниковые и твердотельные. Обычно состоит из трёх основных элементов:Источник энергии (механизм «накачки»).Рабочее тело.Система зеркал («оптический резонатор») Распределение частиц по потенциальным энергиям в силовых полях – гравитационном, электрическом и др. – называют распределение Больцмана.

когерентностью называется скоррелированность (согласованность) нескольких колебательных или волновых процессов во времени, проявляющаяся при их сложении. Колебания когерентны, если разность их фаз постоянна во времени и при сложении колебаний получается колебание той же частоты

. Когерентность излучения.

Лазер – квантовый генератор видимого диапазона излучения.

Виды рабочего вещества лазера: газовые, жидкостные, полупроводниковые и твердотельные.

Когерентность - согласованное протекание во времени нескольких колебательных волновых процессов одной частоты и поляризации, свойство двух или более колебательных волновых процессов, определяющее их способность при сложении взаимно усиливать или ослаблять друг друга.Распределение частиц по потенциальным энергиям в силовых полях – гравитационном, электрическом и др. – называют распределение Больцмана.

где  — кратность состояния частицы с энергией  — число возможных состояний частицы с энергией .Инверсная населенность - неравновесное состояние среды, при котором концентрация атомов в возбужденном состоянии больше, чем концентрация атомов в основном состоянии.

Вынужденное излучение — индуцированное излучение или испускание электромагнитных волн квантовыми системами под действием падающего на них излучения. При этом выполняется важное условие — лучи испускаемые сохраняют все характеристики лучей, вызывающих их излучение.Виды источников энергетической накачки: возбуждение очень интенсивным светом – «оптическая накачка», электрическим газовым разрядом, в полупроводниковых лазерах – электрическим током.Основными компонентами конструкции лазерной установки являются активная среда лазера, лазерная энергия накачки, высокий отражатель, прибор сцепки и лазерный луч. Активная среда лазера – это материал, обладающий определенными свойствами, которые позволяют усиливать свет стимулируемой эмиссией. Свет, проходя через активную среду, неоднократно усиливается, выходя пучком лучей со стороны прозрачного зеркала. Лазерное излучение уникально благодаря трем только ему присущим свойствам. 1) Когерентность. 2) Монохромность (временная когерентность). Это означает, что световые волны имеют одинаковую длину. 3) Коллимация.

43. сама

44. сама и плюс еще:

Взаимодействие заряженных (α-, β- и μ-излучений) с веществом.

Взаимодействие с веществом α – излучения

α -частицы сильно взаимодействуют с различными веществами, т. е. легко поглощаются ими. Тонкий лист бумаги или слой воздуха толщиной несколько сантиметров достаточны для того, чтобы полностью поглотить α - частицы.

Взаимодействие с веществом β - излучения

β -частицы - это электроны (или позитроны), испускаемые ядрами радонуклидов при β - распаде.

Вероятность взаимодействия b-частиц с веществом меньше, чем для a-частиц, так как β - частицы имеют в два раза меньший заряд и приблизительно в 7300 раз меньшую массу.

Для снижения излучения защиту для b-источников выполняют из материалов с малым атомным номером - алюминий, органическое стекло.

Взаимодействие с веществом μ - излучения

μ -кванты отдают всю или, по крайней мере, большую часть своей энергии при однократном взаимодействии. Однако вероятность этого взаимодействие очень низка, поэтому μ -кванты обладают гораздо большей проникающей способностью, чем заряженные частицы.

45. Взаимодействие рентгеновского и γ-излучений с веществом. При прохождении γ -излучения через вещество происходит ослабление интенсивности пучка -квантов, что является результатом их взаимодействия с атомами вещества.

Рентгеновское излучение в веществе поглощается или рассеивается. При этом могут происходить различные процессы, которые определяются соотношением энергии рентгеновского фотона hv и энергии ионизации Аи.

Фотоэффект. Если энергия кванта больше энергии связи электрона оболочки атома, происходит фотоэффект. Это явление состоит в том, что фотон целиком поглощается атомом, а один из электронов атомной оболочки выбрасывается за пределы атома. Используя закон сохранения энергии, можно определить кинетическую энергию фотоэлектрона Eе:

E_е =  - I_i - E_n,где Ii - ионизационный потенциал оболочки атома, из которой выбивается электрон; En - энергия отдачи ядра, - энергия гамма-кванта.

Комптоновское рассеяние- это рассеяние -квантов на свободных электронах. Электрон можно считать свободным, если энергия -квантов во много раз превышает энергию связи электрона. В результате комптон-эффекта вместо первичного фотона с энергией появляется рассеянный фотон с энергией

 < , а электрон, на котором произошло рассеяние, приобретает кинетическую энергию E_е = -..

Образование пары электрон–позитрон. Процесс образования пар происходит лишь в кулоновском поле частицы, получающей часть энергии и импульса.

Образование пар в поле ядра может иметь место, если энергия кванта удовлетворяет соотношению

 > 2m_ec² + E_я,где первый член справа соответствует энергии покоя пары электрон - позитрон, а второй - энергия отдачи ядра.

Порог рождения пар в поле электрона равен 4m_eс². Это связано с тем, что энергию отдачи получает электрон, имеющий малую массу, и пренебречь ею уже нельзя.

Коэффициент ослабления зависит от энергии фотона и от атомного номера вещества – поглотителя и не зависит ни от длины волны первичных лучей, ни от рода рассеивающего вещества.

46. Поглощённая и эквивалентная дозы ионизирующего излучения.

Поглощенная доза показывает, какое количество энергии излучения поглощено в единице массы любого облучаемого вещества и определяется отношением поглощенной энергии ионизирующего излучения на массу вещества.

Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент- коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ) или коэффициент качества.

Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв).

Коэффициент качества—усредненный коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ). Характеризует опасность данного вида излучения (по сравнению с γ-излучением). Чем коэффициент больше, тем опаснее данное излучение.

Коэффициент качества а-излучения= 20; для остальных коэф.=1

Радиационный фон — ионизирующее излучение, обусловленное совместным действием естественных и техногенных радиационных факторов. Измеряется в микрозиверт в час (мкЗв/ч). Нормой радиационного фона принято считать значение не превышающее 0.20 мкЗв/час.

47. . Виды детекторов ионизирующих излучений.

Детекторами ионизирующих излучений называют приборы, регистрирующие α,β,γ-излучения, нейтроны, протоны.

-следовые (позволяют наблюдать траекторию частицы) Камера Вильсона

-счетчики - газоразрядные устройства (пропорциональные счетчики, счетчик Гейгера-Мюллера, импульсные ионизационные камеры), а так же люминесцентные, полупроводниковые.

-интегральные приборы-фотопленки (фиксируется степень почернения после проявления пленки, ионизационные камеры непрерывного действия.

Сцинтилляционный счетчик регистрирует частицы по световому излучению, вызываемому ими в кристалле. Часть светового излучения попадает в световод. Свет выбивает из фотокатода фотоэлектронного умножителя электроны, которые ускоряются и умножаются системой его динодов, создавая ток, который дополнительно усиливается.

Гейгера - Мюллера счетчик - газоразрядный прибор для обнаружения и исследования различного рода радиоактивных и др. ионизирующих излучений: α- и β-частиц, γ-квантов, световых и рентгеновских квантов, частиц высокой энергии в космических лучах и на ускорителях.

Основными элементами детекторов являются вещество, люминесцирующее под действием заряженных частиц, и фотоэлектронный умножитель.

Дозиметр — прибор для измерения эффективной дозы или мощности ионизирующего излучения за некоторый промежуток времени. Само измерение называется дозиметрией.