Излучение Солнца .Инфракрасное и ультрафиолетовое излучения и их применение в медицине.

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 8Следующая ⇒

Основным источником теплового излучения в природе является Солнце Полная плотность потока солнечного излучения на верхней границе земной атмосферы составляет 1, 93 кал/см²∙ мин и называется солнечной постоянной. При прохождении через атмосферу мощность солнечного излучения уменьшается. В зависимости от состояния атмосферы и высоты Солнца над горизонтом, уменьшается также и солнечная постоянная. Изменяется и спектральный состав излучения. Электромагнитное излучение, занимающее спектральную область от 0, 76 мкм до 400 мкм (от красной границы видимого света до коротковолнового радиоизлучения) называется инфракрасным (ИК) излучением.В медицине применяется более коротковолновая часть ИК-излучения. ИК-излучение невидимо для глаза. Основное его действие – тепловое, но может вызывать и химические реакции, например, действует на специальную фотоэмульсию.Первичное действие ИК-излучения на организм состоит в прогревании поверхностно лежащих тканей; при этом излучение проникает в ткани на глубину до 2 см.

Искусственными источниками ИК-излучения являются лампы накаливания и специальные ИК-излучатели мощностью 500-600 Вт. Такой излучатель состоит из металлической спирали, которая навивается на керамическое основание.

Спираль нагревается электрическим током до температуры 400-500⁰ и становится источником ИК-излучения.

Электромагнитное излучение, занимающие спектральную область от 380 нм до 10 нм (от фиолетовой границы видимого света до длинноволнового рентгеновского излучения) называется ультрафиолетовым (УФ) излучением.

Оно делится на 2 области: от 380 до 200 нм – ближнее или флуоресцентное УФ-излучение; от 200 до 10 нм – дальнее или вакуумное.

УФ-излучение поглощается простым стеклом, а при длине волны меньше 200 нм поглощается тонким слоем любого вещества, включая воздух.

УФ-излучение оказывает сильное биологическое действие на живые организмы, которое может быть и полезным, и вредным. Его первичное действие связано с фотохимическими реакциями, происходящими в тканях при поглощении излучения. В ткани оно проникает на глубину до 1 мм и проявляется на месте воздействия эритемой. В соответствии с особенностями биологического действия выделяют следующие зоны УФ-излучения: Зона А (380-315 нм) – антирахитная – отличается укрепляющим и закаливающим организм действием. Используется в профилактических и гигиенических целях.Зона В (315-280 нм) – эритемная – характеризуется эритемным действием и используется в лечебных целях.Зона С (280-200 нм) – бактерицидная – отличается бактерицидным действием; используется в качестве средства дезинфекции.

Терморегуляция (теплообмен) — это совокупность физиологических процессов в организме теплокровных животных и человека, обеспечивающих поддержание постоянства температуры тела на определенном уровне с очень небольшими колебаниями.
Температура внутренней среды организма поддерживается на сравнительно постоянном уровне по принципу саморегуляции, согласно которому отклонение температуры от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность, является стимулом, возвращающим ее к этому уровню. Совокупность структур, обеспечивающих саморегуляцию температуры организма, составляет так называемую функциональную систему терморегуляции (П. К. Анохин).
Постоянство температуры тела обеспечивается двумя противоположно направленными процессами — теплопродукцией и теплоотдачей.

Термография является пассивным бесконтактным методом измерения температуры поверхности объектов контроля. Приборы, позволяющие регистрировать тепловое излучение от объектов, называются тепловизорами, а полученные при этом инфракрасные (ИК) изображения (термограммы) отображают распределение интенсивноститеплового излучения на поверхности. Таким образом, с помощью тепловизора нельзя «заглянуть» вовнутрь объекта или увидеть его насквозь.

Физическая сущность тепловидения основана на том, что любое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля, испускает в пространство тепловое (инфракрасное) излучение. Величина этого излучения изменяется с изменением температуры. Поэтому термография позволяет нам видеть различия в температуре различных точек объекта.

Люминесценция –излучение, представляющее собой избыток над тепловым излучением тела, если его длительность после прекращения внешнего воздействия значительно превышает период световых колебаний.

Виды люминесценции:

А.по виду возбуждения различают:

Фотолюминесценция(возбуждение светом)

Радиолюминесценция(возбуждение проникающей радиацией)

Кандолюминесценция(возбуждения при механических воздействиях)

Электролюминесценция(возбуждение электрическим полем)

Хемилюминесценция(возбуждение при химических реакциях), биолюминесценция

радикалорекомбинационная люминесценция

лиолюминесценция (возбуждение при растворении кристаллов)

Б.По длительности свечения различают

флуоресценцию (быстрозатухающая люм-ия)

фосфоресценцию(длительная люм-ия)

В.По механизму элементарных процессов:

Резонансная

Метастабильная(вынужденная)

Спонтанная

Рекомбинационная

Механизм и свойства люминесценции. При возбуждении люминесценции атом, поглощая энергию, совершает переход от 1 3. В атомных парах люминесценция может происходить непосредственно при переходе 3 1, тогда люминесценция является резонансной. При взаимодействии с окружающими атомами возбужденный атом может передать им часть энергии и перейти на 2 уровень, что называется спонтанной люминесценцией.

1.основной уровень энергии

2.уровень испускания

3.уровень возбуждения

Пунктирная линия-переход при резонансной люминесценции, волнистая линия-безызлучательный переход

Обычно уровень 2 лежит ниже уровня 3, и часть энергии при возбуждении теряется на тепло, а длина волны испущенного света больше, чем поглощенного – это стоксова люминесценция. Правило Стокса: спектр излучения в целом и его максимум сдвинуты по отношению к спектру поглощенного излучения и его максимуму в сторону более длинных волн.

Во зможны и процессы, когда излучающий атом получает дополнительную энергию от других атомов, тогда испущенный квант может иметь меньшую длину волны –антистоксова люминесценция

Может образоваться ситуация, когда атом перед переходом на уровень испускания 2 оказывается на метастабильном уровне 4. Для перехода на уровень 2 атому нужно сообщить дополнительную энергию. Возникающая при таких случаях люминесценция называется метастабильной.

В медицине и фармации.

Дерматология - при выявлении некоторых грибковых заболевании волос. Например, при микроспории поражённые грибком волосы в отличие от здоровых люминесцируют зелёным цветом при освещении ультрафиолетовым излучением.

Офтальмология - если поверхность роговицы смочить водным раствором люминесцирующего красителя флуоресцеина, то изъязвленная поверхность люминесцирует зелёным цветом.

Онкология - при освещении ультрафиолетовым светом операционного поля чётко выявляются границы злокачественных опухолей по различию в интенсивности и цвете люминесценции.

Микробиология - при обработке препаратов люминесцирующими красителями выявляются бактерии туберкулёза, дифтерии и других возбудителей болезней.

Биохимия - для определения в растворе количественного содержания биологически активных веществ: каротинов, витамина А, В и др.

Судебная медицина - для определения пятен крови на одежде и различных предметах. При специальной обработке пятна крови и освещении ультрафиолетовом светом пятна люминесцируют красный цветом.

В фармации явление люминесценции используется для анализа лекарственных веществ и их изменений при порче и длительном хранении. Например, при гидролизе аспирина образуется салициловая кислота, которая в отличие от аспирина, приобретает способность к яркой синей люминесценции.

Многие биологически активные вещества типа алкалоидов имеют интенсивную характерную люминесценцию. Например, атропин люминесцирует синим цветом, гиосциамин - красным, стрихнин - сине-зеленым.

Люминесцентными свойствами обладают наркотики морфин, кокаин, что используется для их обнаружения.

Очень перспективно применение люминесцентного анализа в фармации для разделения и анализа смесей лекарственных веществ методами люминесцентной хроматографии.

Вынужденным (индуцированным, стимулированным) излучением называется излучение возбужденных атомов (молекул, ионов) вещества, вызванное действием на вещество падающего на него света. Атом, находящийся в возбужденном энергетическом состоянии, может перейти в низшее (обычно нормальное, основное) энергетическое состояние под действием электромагнитного поля. Электромагнитное поле как бы «сваливает» атом с возбужденного энергетического уровня вниз, на основной или менее возбужденный уровень.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 678 Следующая ⇒