Биофизика курсымен қалыпты физиология кафедрасы
жүктеу/скачать 152,81 Kb.
|
1 2
Байланысты:12.жарыктың затпен өзара асерлесуі 2
- Бұл бет үшін навигация:
- Тақырыбы : Жарықтың затпен өзара әсерлесуі. Мақсаты
- Оқытудың міндеті
- Тақырыптың негізгі сұрақтары
- Оқыту әдістері: Тақырып бойынша талдау, зертханалық жұмыс орындау, есептер шығару Қысқаша теория
Тақырыбы : Жарықтың затпен өзара әсерлесуі. Мақсаты: КФК-2 фотоколориметрі және концетрациялы колориметрдің көмегімен боялған сұйықтықтың концентрациясын анықтау Оқытудың міндеті: ● Студент жұтылу, шашырау заңдылықтарын білуі тиіс ● Медико-биологиялық зерттеулерде биофизиканың міндеттерінің шешу Тақырыптың негізгі сұрақтары: Фотоэлектрлік эффект (ағылшын тілінде) Столетов заңдары Эйнштейн теңдеуі Жарықтың жұтылуы Жарықтың шашырауы Фотоэлектрлік түрленгіштер Жұтылу спектрлері көмегімен фотобиологиялық үдерістерді зерттеу әдістері Оқыту әдістері: Тақырып бойынша талдау, зертханалық жұмыс орындау, есептер шығару Қысқаша теория Фотоэффект деп жарықтың заттармен өзара әрекеттесуінен электрондардың эмиссия құбылысына (сыртқы фотоэффект ) немесе заттардың электр өткізгіштік қасиеттерінің өзгеруі немесе ЭҚК-нің пайда болу (ішкі фотоэффект ) құбылыстар тобын айтамыз. Сыртқы фотоэффект газдардағы атомдар мен молекулаларында (фотоионизация) және конденсацияланған орталарда пайда болады. Жарықтың затпен әсерлесуі кезіндегі фотоэлектрлік құбылыстар Эйнштейннің фотоэффектіге арналған теңдеуімен сипатталады. Жұмыс істеу принциптері фотоэффект құбылысына негізделген электровакуумдік немесе жартылай өткізгіштік приборларды фотоэлектрондық деп атайды. Солардың бірнешеуінің құрылысын қарастырайық.. Фотоэлектрондық приборлардың кең тараған түрі фотоэлемент болып табылады Сыртқы фотоэффектіге негізделген фотоэлемент электрондардың көзі болып табылатын, жарық түсетін — фотокатод К, және А анодтан тұрады (1а - сурет). Барлық жүйе ішінен ауасы сорылып алынған шыны баллонға орналастырылған. Жарық сезгіш қабат түрінде жасалынған фотокатод баллонның ішкі бетіне тікелей жасалынуы мүмкін (1б- сурет). 1в- суретте фотокатодтың тізбекке қосылу схемасы көрсетілген. Вакуумдых фотоэлементтер үшін жұмыс режимі ретінде жарық ағынының әртүрлі мәндерінде алынған вольтамперлік сипаттамасының горизонталь бөлігіне сәйкес келетін қанығу режимі алынады (2 - сурет; Ф2>Ф1).Фотоэлементтің негізгі параметрі ретінде фототок күшінің сәйкес келетін жарық ағынына қатынасымен өрнектелетін сезімталдығы алынады. Бұл шама вакуумдық фотоэлементтерде 100 мкА/лм дейін жете алады..Фототокты күшейту үшін газ толтырылған фотоэлементтерді де қолданады, оларда металдардың бетін алғашқы электрондармен атқылау кезінде инертті газдарда өздігінен тыс қараңғы разрядтар пайда болады және екінші реттік электрондық эмиссия – электрондардың ұшып шығу құбылысы өтеді. Соңғысы фотоэлектрондық көбейткіштерде (ФЭК) қолданылады. ФЭК-тің үлгісі 3 - суретте көрсетілген. Фотокатод К-ға келіп түсетін фотондар бірінші электрод (динодта) Э1 фокустеледі де электрондарды өзгертеді. Екінші реттік электронды эмиссияның нәтижесінде бұл динодтан оған түскен электрондардан көп мөлшердегі электрондар ұшып шығады, яғни олар көбейеді. Келесі динодтарда да осылай көбеюдің нәтижесінде алғашқы фототоктан мыңдаған есе үлкен фототок пайда болады. 1- сурет. 2 – сурет. 3 – сурет. 4 – сурет. ФЭК-ті негізінен өте аз мөлшердегі сәулелер ағынын өлшеу үшін, дербес жағдайда кейбір маңызды биофизикалық зерттеулерде, өте әлсіз биолюминесценцияларды тіркеуде қолданады. Кескіндерді спектрдің бір облысынан екіншісіне түрлендіруге, сол сияқты кескіннің жарықталынуын күшейтуге арналған сыртқы фотоэффект құбылысына негізделген электронды-оптикалық түрлендіргіштер (ЭОТ) қолданылады. Фотоэффектіге негізделетін электровакуумді немесе жартылай өткізгішті приборлардың жұмысының принципін фотоэлектронды деп атайды. Электронды-оптикалы түрленгіштерде (ЭОТ) ішкі фотоэффект бір аймақтан спектрдің кескінін екінші аймақта түрлендіру және кескіннің жарықтылығын күшейту үшін пайдаланылады. Медицинада ЭОТ рентгендік кескіннің жарықтылығын күшейту арқылы адамның сәулелену дозасын азайту үшін қолданылады. ЭОТ науқастың термографиялық диагностикасын жасауда инфрақызыл сәулені көрінетін сәулеге түрлендіреді. Қарапайым ЭОТ-тің үлгісі 4 -суретте көрсетілген. Жартылай жылтыр фотокатод К-да проекцияланған 1 объектінің жарықталынған бейнесі 2 электрондық түрге айналады. Э электродтың электр өрісімен күшейтілген және фокустелген электрондар люминесценттік экран L-ге түседі. Бұл жерде электрондар бейнесі катодолюминесценцияның әсерінен қайтадан жарық бейнеге 3 айналады. Медицинада ЭОТ ренгендік бейнелердің жарықталынуын күшейту үшін қолданылады, бұл адамның сәулелену дозасын біршама кемітуге жағдай жасайды. Жарық толқыны зат арқылы өткенде оны құрайтын атомдардың электрондарын еріксіз тербеліске түсіреді. Оған жарық толқынының біраз энергиясы жұмсалады. Сөйтіп жарық толқыны бірте-бірте өше береді. Осы процесті жарықтың әлсіреуі немесе жұтылуы деп атайды. Мысалы, жарық атомдар мен молекулалардың жылулық қозғалысының қарқындылығының артуына (жылулық эффект), атомдардың қозуына, иондалуға жарық толқынының энергиясына жұмсалады. Жарық толқынының энергиясы заттың ішкі энергиясының басқа түріне айналып кеткенде жарықтың жұтылуы құбылысы байқалады. Жарықтың жұтылуы деп қандай да бір заттан жарық өткенде қарқындылығының әлсіреуін айтамыз: I= I0 e-kλl. (1) Бұл Бугердің жарықтың жұтылуын сипаттайтын формуласы. kλ – жұтылу көрсеткіші, ол ортадағы е еселенген жұтылудан жарықтың қарқындылығы әлсірейтін ара қашықтығына кері шама болып табылады. Бугер – Ламберт – Бер заңы: (2) Берілген денеден өтетін сәуле шығару ағынының осы денеге түсетін сәуле шығару ағынына қатынасын өткізгіштік коэффициенті деп атайды. Осы қарқындылықтың қатынасын мына түрге келтіреміз: . (3) Өткізгіштік коэффициентіне кері ондық лоарифмдік шаманы ерітіндінің оптикалық тығыздығы дейді: D= Lg(l/ ) =Lg(Io/Il)= Cl. (4) Бугер – Ламберт – Бер заңының негізінде боялған ерітіндіде заттың концентрациясын анықтау фотометрлік әдістері (концентрациялық колориметрия) жасалған. Бұл әдістерде ерітіндіден өтетін жарық ағындары өлшенеді. және байланыстары заттың өткізгіштік спектрлері болып табылады. Егер С1мен С2 концентрациялары, l1 және l2 қалыңдықтары заттың екі ерітінділердегі жарықтың жұтылуы бірдей, онда оптикалық тығыздықтары тең болады. , жүктеу/скачать 152,81 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||
1 2