Тема: « Лазер и его применение для оценки размеров эритроцитов».

Протокол практической работы №3.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1. Изучить принцип работы лазера и свойства лазерного излучения.
2. Понять сущность явления дифракции света и картину дифракции света на дифракционной решетке и клетках крови.
3. Определить размер эритроцита, используя явление дифракции лазерного излучения.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ БЛОК

1. Свет –

2. Интерференция света — сложение интенсивностей двух или нескольких световых волн, в результате которого в пространстве чередуются максимумы и минимумы интенсивности.

Условия наблюдения интерференции:

1)Условия максимума (УСИЛЕНИЕ СВЕТА):

2) Условия минимума (ГАШЕНИЕ СВЕТА):

3. Дифракция света - явление огибания светом преграды или прохождения через узкое отверстие (условие наблюдения -).

4. Дифракционная решётка — оптический прибор, работающий по принципу дифракции света, представляет собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов (щелей, выступов), нанесённых на некоторую поверхность.

5. Принцип Гюйгенса - Френеля: Каждый элемент волнового фронта можно рассматривать как источники вторичных сферических волн, а результирующее световое поле в каждой точке пространства будет определяться интерференцией этих волн

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ:

Задание 1. Изучите схему работы лазера, составьте логическую цепочку, описывающую этапы работы лазера.

Задание 2. Определение длины волны лазерного излучения.

Основная расчетная формула:

L=300мм.

d =0,01 мм

Схема наблюдения дифракционной картины.

Результаты измерений расстояний от нулевого максимума до максимумов m-го и -m-го порядков занесите в таблицу, найдите длину волны лазерного излучения.

Порядок максимумов, m	Расстояние до максимумов-	Среднее расстояние	tg φ m ≈ sin φ m	Длина волны λ, мм	Длина волны λ с р.., м м
x m, мм	x -m, мм	Х m, мм

Задание3. Изучение дифракции лазерного излучения на круглом диске. Определение размеров эритроцита.

Измерьте радиус середины темного кольца по трем различным направлениям. Результаты измерений занесите в таблицу.

Расчетная формула:

№ п/п	Расстояние до центра первого темного кольца r,мм	r, мм	Длина волны λср. ,мкм	L, мм	Среднее значение диаметра эритроцита, D, мкм

Задание 4. Решите задачи:

1. Какова пространственная протяженность L цуга волн, образующегося за время t высвечивания атома?

2. Разность хода волн от двух когерентных источников света в некоторой точке экран равна d=4,36мкм. Каков результат интерференции, если длина волны равна: 1) 670нм, 2) 438нм, 3) 536нм?

3. Длина волны света, падающего на дифракционную решетку перпендикулярно её плоскости, составляет 500нм. Период решетки – 0,005 мм. Под каким углом можно будет увидеть 5-ый дифракционный максимум?

4. 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.

5. 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.

6. Найти энергии квантов (в эВ и Дж) лазерного излучения, используемого в медицине, если 1 Дж= 6,25·10¹⁸ эВ:

а) в терапии, l=0,63мкм (красный цвет);

б) в хирургии для рассечения тканей, l=10,6мкм (ИК); и для коагуляции (ИК), l=1,06мкм.

Дата добавления: 2015-10-26