Квантовые свойства света. Тепловое излучение тел, его законы.
Квантовые свойства света. Тепловое излучение тел, его законы. - Лабораторная Работа, раздел Философия, Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика Из Всего Многообразия Электромагнитных Излучений, Видимых И Невидимых Человеч...
Из всего многообразия электромагнитных излучений, видимых и невидимых человеческим глазом, можно выделить одно, которое присуще всем телам. Это излучение нагретых тел, или тепловое излучение. Оно возникает при любых температурах выше 0К, поэтому испускается всеми телами. В зависимости от температуры тела изменяются интенсивность излучения и спектральный состав.
Среднюю мощность излучения за время, значительно большее периода световых колебаний, принимают за поток излучения Ф.
Поток излучения, испускаемый 1м2 поверхности, называется энергетической светимостью. Она выражается в Вт/м2.
Энергетическая светимость, соответствующая интервалу длин волн от до
(1)
Где - cпектральная плотность энергетической светимости тела, равная отношению энергетической светимости узкого участка спектра к ширине этого участка.
Зависимость спектральной плотности энергетической светимости от длины волны называют спектром излучения тела.
Способность тела поглощать энергию излучения характеризуется коэффициентом поглощения, равным отношению потока излучения, поглощенного данным телом, к потоку излучения, упавшего на него:
(2)
Монохроматический коэффициент поглощения определяется как
(3)
Тело коэффициент поглощения, которого равен единице для всех частот, называют абсолютно черным.
Абсолютно черного тела в природе нет, но существуют их подобия: замкнутая непрерывная полость с малым отверстием, глазок мартеновской печи, сажа и т.д.
Луч, попавший в отверстие многократно отразившись от стенок, почти полностью будет поглощен.
Тело, коэффициент которого меньше единицы и не зависит от длины волны света, падающего на него, называют серым.
Тело человека иногда считают серым, имеющим коэффициент поглощения ≈0,9 в инфракрасной части спектра.
Закон Кирхгофа: при одинаковой температуре отношение спектральной плотности энергетической светимости к монохроматическому коэффициенту поглощения одинаково для любых тел, в том числе и для черных:
(4)
Где -спектральная плотность энергетической светимости абсолютно черного тела.
Излучение абсолютно черного тела имеет сплошной спектр. Существует максимум спектральной плотности энергетической светимости, который с повышением температуры смещается в сторону коротких волн. Энергетическая светимость абсолютно черного тела Re можно найти как площадь, ограниченную крикой и осью абсцисс, или
(5)
Энергетическая светимость увеличивается по мере нагревания абсолютно черного тела. Зависимость спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от температуры описывается формулой Планка, который высказал гипотезу о квантовом характере излучения и поглощения энергии:
(6)
Где h-постоянная Планка, k-постоянная Больцмана, T-абсолютная температура, -длина волны излучения, с –скорость света в вакууме.
Закон Стефана-Больцмана: энергетическая светимость абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры:
(7)
- постоянная Стефана-Больцмана
Закон смещения Вина: длина волны, соответствующая максимуму излучения абсолютно черного тела обратно пропорциональна его абсолютной температуре:
(8)
Где b-постоянная Вина.
2.Термография-это регистрация излучения различных участков поверхности тела с целью диагностической интерпретации. Определение температуры осуществляется жидкокристаллическими индикаторами, оптические свойства которых очень чувствительны к небольшим изменениям температуры. Другой метод основан на применении тепловизоров, в которых используются чувствительные приемники инфракрасного излучения.
В основе термографии лежит явление увеличения интенсивности ИК – излучения над патологическими очагами. Обычно это проявляется появлением «горячей зоны».
Термографическая диагностика не оказывает никакого внешнего воздействия или неудобства для пациента и позволяет «увидеть» аномалии тепловой картины на коже пациента, которые характерны для многих заболеваний и физических расстройств.
Ремизов А Н Медицинская и биологическая физика М г... Блохина М Е Эссаулова И А и др Руководство к лабораторным работам по... Кумыков В К Захохов Г М Физические методы в функциональной диагностике Нальчик КБГУ...
Колебания и волны
Гармонический осциллятор. Колебательные системы в биологии и медицине. Механические волны, их уравнение. Вектор Умова. Ультразвук, его применение в медицине. Эффект Доплера,
Колебательные системы в биологии и медицине
Большинство процессов, анализ которых дает основной объем диагностической информации, имеют колебательный характер. В технике это механические, электромагнитные и др. виды колебаний. В биологии и м
Механические волны
Механической волной называют механические возмущения, распространяющиеся в пространстве и несущие энергию.
Уравнение волны выражает зависимость смещения колебательной точки, участвующей в
Ультразвук
Природа и свойства. УЗ-механические колебания и волны с частотой от 20кГц до 1010ГЦ. Распространение УЗ в среде сопровождается его поглощением. Чем больше поглощение УЗ, тем меньш
Эффект Доплера
Его суть заключается в изменении частоты звука, воспринимаемого наблюдателем, вследствие относительного движения источника и приемника звука. Когда звук отражается от движущегося объекта, частота о
Течение и свойства жидкостей
1. Идеальная жидкость. Основные определения. Движение идеальной жидкости. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли.
2. Движение вязкой жидкости. Уравнение Ньютона. Формула Пуазейля.
Формула Пуазейля
Наибольшей скоростью обладают частицы, движущиеся вдоль оси трубы; самый близкий к трубе слой жидкости неподвижен.
Для установления зависимости
Электростатика
1. Взаимодействие электрических зарядов в вакууме. Закон Кулона. Электрическое поле и его напряженность. Силовые линии электрического поля.
2. Электрический диполь. Поле диполя.
3
Работа перемещения заряда в электрическом поле. Потенциал.
На всякий заряд в электрическом поле действует сила, которая может перемещать этот заряд. Определить работу А перемещения точечного положительного заряда q из точки О в точку n, совершаемую силами
Контактные явления
1. Контактная разность потенциалов. Законы Вольта.
2. Термоэлектричество.
3. Термопара, ее использование в медицине.
4. Потенциал покоя. Потенциал действия и его распрост
Электромагнетизм
1. Природа магнетизма.
2. Магнитное взаимодействие токов в вакууме. Закон Ампера.
3. Напряженность магнитного поля. Формула Ампера. Закон Био-Савара-Лапласа.
4. Диа-, пар
Лекция №6
1. Действие магнитного поля на проводник с током
2. Движение заряженных частиц в электрическом поле.
3. Движение заряженных частиц в магнитном поле.
4. Электромагнитные с
Частица в электрическом поле
Пусть частица массой m и с зарядом e влетает со скоростью v в электрическое поле плоского конденсатора. Длина конденсатора x, напряженность поля равна Е. Смещаясь в электрическом поле вверх, электр
Лекция №7
1. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца.
2. Взаимная индукция и самоиндукция. Энергия магнитного поля.
3. Переменный ток. Работа и мощность переменного тока.
Электрические колебания и электромагнитные волны
1. Электромагнитные волны
2. Закрытый колебательный контур.Формула Томсона.
3. Открытый колебательный контур. Электромагнитные волны.
4. Шкала электромагнитных волн. Клас
Эндоскопическая аппаратура и ее применение в клинической практике.
Эндоскопия-метод исследования полых органов и полостей тела с помощью специального прибора-эндоскопа, который вводится в организм через естественные отверстия или произведенные под наркозом небольш
Волновые свойства света
1. Интерференция света.
2. Дифракция света. Разрешающая способность оптических приборов.
3. Дифракция от одной щели. Дифракционные спектры. Дифракционная решетка.
Лекция №11
1. Поляризация света. Закон Малюса.
2. Вращение плоскости поляризации. Оптически активные вещества.
1. Свет, излучаемый отдельным атомом, представ
Строение атома.
В 1911г. Резерфорд предложил ядерную модель атома, согласно которой весь положительный заряд и почти вся масса (>99,94%) атома сосредоточены в атомном ядре, размер которого ничтожно мал (~10
Дискретность энергетических состояний атома. Постулаты Бора.
Линейчатый характер спектров излучения и поглощения атомов свидетельствует о том, что атом может излучать (поглощать) энергию не в любых количествах, а только вполне определенными порциями (квантам
Квантовая теория строения атома водорода.
В атоме водорода вокруг ядра (протона), несущего заряд e, движется один электрон. Ядро можно считать неподвижным, поскольку его масса в 1840 раз больше массы электрона; орбиты электрона в первом пр
Рентгеновское излучение, его использование в медицине
1. Природа и свойства рентгеновского излучения. Закон Мозли. Интенсивность Р.И.
2. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом. Эффект Комптона.Закон Бугера.
3. Использова
Использование Р.И. в медицинской практике
3.1. Рентгеновская диагностика
Рентгеновская диагностика основана на избирательном поглощении тканями и органами рентгеновского излучения.
Рентгеноскопия. При рентгеноскопи
Лазерное излучение, его использование в медицине.
1. Оптические квантовые генераторы (ОКГ)
2. Природа и свойства лазерного излучения.
3. Воздействие лазерного излучения на организм.
4. Использование лазера в медицине.
Использование лазера в медицине
Высокоэнергетические лазеры применяются в качестве лазерного скальпеля в онкологии. При этом достигается рациональное иссечение опухоли с минимальным повреждением окружающих тканей, причем операцию
Магнито-резонансные явления, их применение в медицине.
1. Расщепление энергетических уровней в магнитном поле. Эффект Зеемана.
2. Резонансные методы исследования вещества.
3. Магнитный резонанс.
4. Электронный парамагнитный р
Магнитный резонанс
Если облучать вещество переменным э/м полем, то при некоторой частоте будет происходить резонансное поглощение энергии э/м поля, которое можно измерить экспериментально. На практике удобнее частоту
Основы ядерной физики. Понятия ядерной медицины.
1. Общие сведения об атомных ядрах. Изотопы.
2. Искусственная радиоактивность
3. Природа радиоактивного излучения. Альфа-, бета- и гамм-лучи.
4. Законы радиоактивного рас
Биологическое действие радиационного излучения на организм.
Под действием ионизирующих излучений происходят химические превращения вещества, получившие название радиолиза. В процессе воздействия ионизирующего излучения на живой организм образуются возбужден
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
до 
(1)
- cпектральная плотность энергетической светимости тела, равная отношению энергетической светимости узкого участка спектра к ширине этого участка.
(2)
(3)
(4)
-спектральная плотность энергетической светимости абсолютно черного тела.
(5)
(6)
(7)
- постоянная Стефана-Больцмана
(8)
Новости и инфо для студентов