Читайте также: |
|
Рис.1.
2. В чому полягає явище дзеркального і повного відбивання? | . Дзеркальне відбивання променів світла (або ТВ) – явище відбивання світла від ідеально плоскої поверхні О1 О2 (рис.1, а;б) за умови, коли кут β відбивання за абсолютним значенням дорівнює α - куту падіння променя (β = α). Відбивання від ідеально дзеркальної поверхні буде повним тоді, коли промінь 4 буде відсутнім (тобто, Ф2 - потік енергії випромінювання в промені 2 - буде рівним Ф2 - потоку енергії випромінювання в промені 1 (Ф2 = Ф1 ). (Це явище є обов’язковим при визначенні деяких з основних властивостей ЛВ, які й вивчаються в темі цього заняття). |
3. Дайте тлумачення поняттям: а) ” електромагнітні коливання ”; б) ” електромагнітні хвилі ”. | а) Електромагнітні коливання – взаємозв’язані коливання електричного (вектора напруженості електричного поля -![]() ![]() |
4. Дайте тлумачення поняттям: а) поляризоване світло; б) закон Брюстера. | а) Стан світлової хвилі, який полягає у тому, що певні з напрямів коливань вектора напруженості ![]()
( рис. 1 - природне світло, неполяризоване; рис. 2 - частково поляризоване; рис 3 - лінійно- або плоско поляризоване – коливання вектора ![]() |
Рис. 4
б) Закон Брюстера (див. рис. 4).
Умова повної поляризації світла відбитого – Пр2 (і часткова – заломленого – Пр3): tg iБ = n2-1, де iБ - кут Брюстера - кут падіння світлового променя Пр1 –; n2-1 – показник заломлення світла речовиною 2 відносно речовини 1 в He – Ne лазері.
При багатократному процесі ”відбивання-заломлення” промені стають повністю поляризованими.
5. В чому полягає квантово-механічна суть випромінювання та поглинання енергії атомами та молекулами? | ![]() | |
6. Що розуміють під поняттям: а) когерентність хвиль; б) дифракція хвиль; в) інтерференція хвиль? | а) Хвилі однакової частоти (монохроматичні хвилі), у яких різниця фаз постійна (або дорівнює нулю) називають когерентними.(Когерентність – від лат. cohaerentis – зв’язок, зчеплення). На практиці К.х. дістають розчепленням світлових (електормагнітних) променів від одного джерела на два пучки (рис.1:а,б,в), штучно створивши у них різницю ходу ∆ = dsinφ (див. нижче рис.2); наприклад,, в лазерах [ див.далі с.11-12, тест 2, рис.1, елементи 5,6 та рис.2 з текстом е) до нього].
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | |
8. Який існує зв’язок між λ та ν? |
ν = |
5. Самостійна робота студентів.
5.1. Перелік основних термінів, параметрів, характеристик (по
темі), які повинен засвоїти студент при підготовці до заняття:
№ з/п | Терміни, поняття, характеристики | Визначення |
1. | Рівень енергії (енер-гетичний рівень) | Можливе значення енергії квантової системи |
2. | Електронні енер-гетичні рівні (ЕЕР) | Рівні енергій, якими володіють в атомах електрони |
3. | Атомні енергетичні рівні (АЕР) | Рівні енергій, якими володіють атоми |
4. | Молекулярні енер-гетичні рівні (МЕР) | Рівні енергій, якими володіють молекули |
5. | Молекулярні енергетичні спектри речовини (МЕСР) | Сукупність енергетичних рівнів речовини складається з ЕЕР, АЕР та МЕР– рівнів, що відповідають їх коли-вально-обертальному рухам. Ця сукупність і утворює МЕСР. |
6. | Потік випроміювання (Ф) | Середня потужність випроміювання за проміжок часу, який значно перевищує період (Т) електромагнітних коливань: Ф = W/t |
7. | Лазеро... …діагностика, …терапія, …хірургія, ...біологія. | Лазеродіагностика –розділ медицини, який призначений для розпізнавання захворювання за допомогою ЛВ. (Діагностика – від ” διαγνωστιǽός”- здатний розпізнавати). Лазеротерапія – розділ медицини призначений лікуванням за допомогою ЛВ внутрішніх хвороб консервативними методами (без хірургічного втручання) (Терапія - від грец. ” Υεραπεία ” – лікування) Лазерохірургія – розділ медицини, який опікується хворобами, що потребують хірургічного втручання (Хірургія - від грец. ” χείρουργία ” – рука та ” έργον ”- дія; Лазеробіологія – розділ біології, в якому вивчають дію лазерного випромінювання на живі організми. (Біологія –від грец. ”bioz ” -життя та ”lόgoz” – вчення). |
5. Теоретичні питання до заняття.
Питання, з яких необхідно провести:
- самопідготовку до заняття з теми № 18.1+18.2;
- обговорення на занятті матеріалу з теми №18.1+18.2.
- тестування з матеріалу тем №18.1 + №18.2.
5.1. Механізм виникнення cпонтанного випромінювання атомами; [ 6.1 ]: с.6.:
5.2. Механізм виникнення Індукованого випромінювання атомами; [ 6.1 ]: c.7.
5.3. Механізм створення інверсної заселеності енергетичних рівнів атомів активної
речовини (в He-Ne лазері – атомів Ne) шляхом резонансної передачі збуджен -
ня;[ 6.1 ]: с.13.
5.4. Будова і принцип дії He-Ne лазера;[ 6.1 ]: c.11, п.1.5.
5.5. Основні властивості лазерного випромінювання (ЛВ) і їх суть; [ 6.1 ]: c.14.
а) висока ступінь когерентності;
б) монохроматичність;
в) значна концентрація в просторі енергії ЛВ;
г) повна поляризованість;
д) велика потужність;
е) вузька направленість.
5.6. Завдяки яким фізичним явищам (процесам) та елементам He - Ne лазера
(див.[ 6.1 ]: рис.1.3., рис.1.5. і пояснення до них) забезпечується кожна з тих властиво-
стей [ а)…е) ], які вказані вище в п. 5.4.?
5.7. Яка з вказаних в п. 5.5. властивостей [ а)…е) ] використовується в медицині:
- з метою діагностики; [ 6.1 ]: c.27, п.2.2,
- для терапії (лікування); [ 6.1 ]: с.28, п.2.3,
- в хірургі ї; [ 6.1 ]: с.35, п.2.4.
5.8. Дифракція та інтерференція променів ЛВ на дифракційній гратці. Умова утворення
дифракційних максимумів 0-го, 1-го, 2-го і т.д. порядків; [2]: c.213.
5.9. Визначення довжини хвилі λ та енергії кванта ε ЛВ за допомогою дифракційної грат
ки (решітки); [ 6.2 ]: с.214.
5.10. Як в лабораторній роботі №26 як обраховуються:
- середні арифметичні значення довжини хвилі λ та енергії ε кванта ЛВ;
- абсолютні похибки δλ, δε;
- як записують значення λ і ε у вигляді інтервалу; [ 6.2 ] c.216-217?
6. Завдання з самопідготовки до заняття (домашнє завдання):
Вивчити і коротко законспектувати ( в обсязі рекомендоаного навч. Посібника
[ 6.1 ]) матеріал з теми заняття до наведених вище питань (п.п. 5.1.– 5.9.)
Вказівка: В конспекті розмістити необхідні рисунки:
(див. [ 6.1.],рис. 1.1;1.2;1.3;1.5;1.6; 2.8; 2.9) з поясненнями до них в тексті конспекту).
7. Завдання для самоконтролю ( Тести ).
Виберіть вірні відповіді до кожного з тестів
УВАГА! Правильну відповідь визначаєте Ви самі!
(Див. далі)
Ваша правильна відповідь, наприклад, n I – m I → 1 – в) Вказуєте номер теста (n і ) – в стовбчику 1, і через тире – номер (m і ) або(і) літеру(и) - в стовбчику 3 (тобто варіант(и) тієї відповіді, яка є правильною серед наведених в ньому варіантів відповідей), або вказується: література, сторінка, де наведена вірна віповідь або розв’язок задачі, яка подана в тесті. Наприклад (див. нижче таблицю тестів),: 1 - в) Номер теста Формула або Формуліровка або Графік в стовбчику 1 └ ……….. В стовбчику 3…………┘ УВАГА! На кожне питання давати тільки правильну + повну відповідь. Часткова відповідь є несприйнятною |
№ тесту | Тести (завдання для самоконтролю) | Варіанти відповідей (m i ) |
Механізм виникнення індукованого випромінювання атомами такий (на прикладі He – Ne лазера): | ![]() |
2а 2б 2в 2г 2д 2е 2ж 2з | Завдяки “роботі” яких елементів Не-Nе лазера ( див. рис.1 в стовбчику 3) та яким фізичним процесам (явищам)в них забезпечується: - Повна поляризація лазерного випромі- нювання (ЛВ)? - Велика потужність ЛВ. - Монохроматичність ЛВ. - Фокусування проме- нів ЛВ. - Вузька спрямова- ність променів ЛВ. - Велика інтенсив- ність ЛВ. - Висока ступінь ко- герентності ЛВ. - Величезна концен- трованість енергії ЛВ в просторі. | ![]() |
а).Завдякинапівпрозоростіплоского дзеркала 5 (рис.1) потік фотонів ЛВ не одразу після включення лазера виходить з нього, а згодом. Відбуваєтьсянакопичення великої кількості цих фотонів, а значить і великої кількості енергіїї ЛВ (відомо:I ~ E). | ||
б).Завдяки малому діаметру газорозрядної трубки 1 (1,5...7мм) та високому ступеню когерентності і монохроматичності лазерних променів відбувається їхфокусування дзеркалами 5,6 у світлову пляму діаметром 1...10 мкм (відомо, що Р= ![]() | ||
в ). Багатократне відбиванняквантів ЛВ віддзеркал 5,6 резонатора і завдякипроцесу генераціїнових збуджених атомів Ne призводить до повної поляризованості ЛВ. | ||
г ). Промені ЛВ падають напластинки 7під кутом падіння – кутом Брюстера iБ і проходять через ці пластинки, багатократно відбиваються від дзеркал 5,6. | ||
д ). Завдяки використанням дзеркал 5 (плоского) і 6 ( сферичного), що мають багатошарове діелектричне покриття, та явищу інтерференції, в результаті якого гасяться хвилі непотрібних довжин хвиль. |
![]() | ||
ж) Лазерні промені складаються в основному з фотонів, які з’явилися в процесі узгоджених індукованих переходів між певними енергетичними рівнями. Тому такі фотони (або електромагнітні коливання) мають однакові частоту, постійну різницю фаз (або співпадають по фазі) тобто є когерентними і розповсюджуються в одному напрямку. | ||
з).Промені ЛВ падають на пластинки 7 під кутом падіння – кутом Брюстера iБ і відбиваються від них, будучи при цьому вже поляризованими. | ||
і). Фокусування променів ЛВ дзеркалами 5,6 та миттєвому переходу атомів з метастабільного рівня забезпечують значну концентрацію енергії ЛВ (Е) і випромінювання її за малий проміжок часу (Δt→0) на малій площі S (відомо, що Р~Е та Р~1/ Δt). | ||
к). Подачависокої напругинаелектроди 2.3 резонатора, що забезпечує утвореннявеликої кількості збуджених атомів Не, в результаті чого закороткий час (Δt→0) збільшується загальна енергія Е цих атомів (відомо, що Р=Е/Δt). |
Які з наведених характеристик належать ЛВ? |
|
Поєднайте наведені вище в тесті №3 ( в правій частині таблиці – стовбчик 3) характеристики 1, 2,...8) з їх тлумаченням (а, б,...д) в цьому тесті – ( див. правий стовбчик 3 цього тесту ): Наприклад: 2 - в Відпов. у тесті 3 відпов. у тесті 4 | а..., бо воно має однакову густину потоку енергії
у всіх точках простору, який заповнений цим ЛВ.
б..., бо всі можливі напрямки його розповсюджен-
ня в просторі, що заповнений цим ЛВ, рівноможливі.
в. …тому, що площини коливань, напрямки і зна-
чення векторів (![]() ![]() ![]() ![]() |
д. … ЛВ має вузьку спрямованість і розповсюджу- ється в одному напрямку. е....хвилі ЛВ мають однакові частоту, постійну різницю фаз (або співпадають по фазі). |
Зазначте варіант відповіді, в якій вірно вказано “властивість лазерного випромінювання – область застосування в медицині”: | а)утворення вторинного випромінювання при дії ЛВ на біотканини → діагностика атипової тканини (в онкології) чи тріщин на емалі (в стоматології); б) велика інтенсивність ЛВ → коагуляція тканин + ударна хвиля → діагностика; в)велика потужність → ударна хвиля + вузька спрямованість (сфокусованість)→ лікувальна дія (знеболююча, покращення регіонального кровообігу тощо); г)вузька спрямованість (сфокусованість) → бактерицидна та бактеріостатична дії (лікувальна дія); д)монохроматичність і когерентність → сфокусованість → руйнування тканин (в хірургії). |
В якій речовині та між якими її енергетичними рівнями здійснюються переходи атомів в результаті чого і утворюється лазерне випромінювання потрібної довжини хвилі (λ = 0.63 мкм)?: | ![]() |
За якою формулою в лабораторній роботі (№26по [ 6.2.]), можна обрахувати довжину хвилі ЛВ за максимумом 2-го порядку?: Примітка. В нижчезазначених формулах d – період дифракційної гратки, α – кут під яким видно максимум вибраного нами порядку (1-го або 2-го, і т.д. порядку). | А) λ = d sinα / 3; б) λ = d sinα / k; в) λ = d sinα / 4; г) λ = d sinα / 2; д) λ = d sinα. |
За якою формулою в лабораторній роботі (№26по [ 6.2.]), можна обрахувати енергію кванта ЛВ?: | а) ε = m . c2 b) ε = m . c2 / 2 c) ε = h . ν d) ε = h . c / λ e) ε = ∆ E |
Перерахуйте де у медицині і для чого може використовуватися ЛВ та лазер? | Варіанти відповіді знайдете на с.с. 28-38 в навчальному посібнику [ 6.1 ] : Желіба В.Т., Іваницький Б.Г., Хаїмзон І.І. Лазери в медицині. Вінниця: ВДМУ, 2000.- с.57, іл. 20. |
Ваша правильна відповідь: Вказуєте номер теста (n і) – в стовбчику 1, і через тире – номер (m і ) або(і) літера(и) - в стовбчику 3 (тобто варіант(и) тієї відповіді, яка є правильною серед наведених в ньому варіантів відповідей), або вказується: література, сторінка, де наведена вірна віповідь або розв’язок задачі, яка подана в тесті. Наприклад (див. вище таблицю тестів),: 8 - d) Номер теста Формула або Формуліровка або Графік в стовбчику 1 └ ……….. В стовбчику 3……………┘ УВАГА! На кожне питання давати тільки правильну + повну відповідь. Часткова відповідь є несприйнятною |
Перелік правильних відповідей на вище наведені тести: Тест 1 – в Тест 2а – г) Тест 2б – і) Тест 2в – д) Тест 2г – б) Тест 2д – б), ж) Тест 2е – а),і) Тест 2ж –е), ж) Тест 2з – б) Тест 3 – 5, 6, 8 Тест 4 – 5 – д.; 6 – г.; 8 – е. Тест 5 - а), д) Тест 6 – д) Тест 7 - г) Тест 8 – д) |
8. Порядок проведення заняття:
8.1. Вступна частина заняття:
- відмітка відсутніх; доведення до уваги студентів теми занят-
тя і порядку його проведення………… ……..….- 4хв.
8.2. Основна частина заняття: …………………………………………….…..- 81 хв.
8.2.1. Перевірка виконання студентами домашнього завдання……...- 10 хв.
8.2.2. Розгляд матеріалу з найважчих питань тем №18.1
і №18.2 (п. 3)……………………………….…………………..……………- 41 хв.
8.3. Тестування з тем №18.1 і №18.2.. …….……………………….……...- 15 хв.
8.4. Перевірка викладачем тестів з одночасною самопідготовкою
студентів до теми наступного заняття…… ………………………….- 15 хв.
8.5. Заключна частина заняття:
8.5.1. Оголошення результатів тестування з теми № 18.1+18.2 …....- 3 хв.
8.5.2. Завдання до наступного заняття………….………………...………..- 2 хв.
9. Література.
Основна:
[ 6.1 ]. Желіба В.Т., Іваницький Б.Г., Хаїмзон І.І. Лазери в медицині. Вінниця: ВДМУ,
2000.- с.57, іл. 20.
[ 6.2 ]. Лабораторний практикум з медичної і біологічної фізики. Для студ. медвузів.
Дяков В.А., Гудзь В.О., Желіба В.Т., Іваницький Б.Г., Ковальчук П.П., Назарен-
ко Н.С., Хаїмзон І.І. – Вінниця: Вид-во ВНМУ, 1999,- 258с.: 121 іл.
[ 6.3 ]. Фізичні основи променевих методів дослідження в медицині. Хаїмзон І.І., Дя-
ков В.А., Іваницький Б.Г., Желіба В.Т. Навч. пос. для ВМЗО 3-4 рівнів акредитації.-
Вінниця-Київ: “Глобус-пресс”, 2002.- 240с., 166 іл.
[ 6.4 ]. Чалий О.В. та інші. Медична і біологічна фізика. Підр. для студ. ВМЗО.-К.: Книга-
плюс, 2004.- 760 с.
Додаткова:
[ 6.5 ]. Біленко І.І. Фізичний словник.-2-ге вид.-К.: Вища школа, 1993.- 319 с.6 іл.
[ 6.6 ]. Гончаренко С.У., Ляшенко О.І. Основні поняття і закони фізики.Довідник для учнів.-
К.:Рад.шк.,1986.-286с.
[ 6.7 ]. Брюханов А.В., Пустовалов Г.Е., Рыдник В.И. Толковый физический словарь.
Основные термины: около 3600 терминов.- М.: Рус.яз., 1987 – 232 с.
[ 6.8 ]. Краткий словарь физических терминов./ Сост. А.И.Болсун. – Х.:Вища шк. Изд-во при
Харьковском ун-те, 1986.- 200 с.
[ 6.9 ]. Физический энциклопедический словарь. Гл. ред. Б.А. Веденский, Б.М. Вул.- В 5-ти
томах. Советская энциклопедия, 1960-1965.
[ 6.10]. Чертов А.Г. Физические величины (терминология, определения, обозначения,
размерности, единицы): Справ. пособие.-М.: Высш.шк.,1990.- 335 с.
Аудиторна робота (90 хв.)
Порядок проведення заняття:
10.1. Вступна частина заняття:
10.1.1. Відмітка відсутніх; доведення до уваги студентів теми
заняття і порядку його проведення........……………………………………… 4хв.
10.2. Основна частина заняття …………………………………………………..……… 81 хв.
10.2.1. Перевірка виконання студентами домашнього завдання.................. 10 хв.
10.2.2. Розгляд матеріалу з найважчих питань тем №18.1 і №18.2
(питання див. вище в п.3).......……………….. ……….………….……….…… 41 хв.
10.2.3. Тестування з тем №18.1 і №18.2 …………………………………….……… 15 хв.
10.2.4. Перевірка викладачем тестів з одночасною самопідго-
товкою студентів до теми наступного заняття………………….….………. 15 хв.
10.3. Заключна частина заняття:
10.3.1. Оголошення результатів тестування з теми № 18.1 і 18.2..…….…...... 3 хв.
10.3.2. Завдання до наступного заняття………....…………………………….…….….. 2 хв.
Автор: Завуч,ст.викл. каф. МБФ Желіба В.Т.
10.11.2009
Дата добавления: 2015-10-26; просмотров: 160 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Твоя жизнь и твоё здоровье только в твоих руках! | | | Глава 1 О потерянном государственном суверенитете |