Лазерное излучение. Оценка размера эритроцита с помощью лазера: Учебно-методическая разработка лабораторной работы по курсу "Медицинская и биологическая физика", страница 2

Основная:

1 – «Медицинская и биологическая физика»  7-е изд., Ремизов А.Н. и др. Издательство Дрофа. 2007 (можно более ранние издания).

2 – «Биофизика» - Антонов В. Ф., и другие. Издательство: Владос. 2006

3 – « Краткий курс медицинской и биологической физики с элементами реабилитации: Лекции и семинары.» - Фёдорова В.Н. Степанова Л.А. Издательство: Физматлит. 2005

4 – «Медицинская биофизика» Самойлов В.О.СПб:Издательство: СпецЛит Учебник для вузов - 2004.               

Интернет – Электронная библиотека  http://www.sma.kz/.about/structure/lib2/lib/

 Дополнительная:

1 - Биофизика. Учебник для студентов фармацевтических и медицинских Вузов; Рыбари; 2004 г.

2 - Биофизика Рубин А.Б. 1999.  http://www.library.biophys.msu.ru/rubin/ 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

 - по базисным знаниям:

·  Волновые и корпускулярные свойства света. Фотон.

·  Дисперсия света. Спектр. Цвета спектра и их длины волн.

·  Интерференция света. Кольца Ньютона. Когерентные волны. Монохроматическая волна.

·  Дифракция света. Дифракционная решетка. Период дифракционной решетки.

- по данной теме:

·  Явления вынужденного излучения квантовых систем. Два типа квантовых переходов. Энергия фотона. Спонтанное и индуцированное излучение.

·  Лазер. Принцип действия гелий-неонового лазера. Свойства лазеров, на которых основано их применение.

·  Применение лазеров в медицине.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

Дифракция света

Дифракцией света называют явление отклонения света от прямолинейного распространения в среде с резкими неоднородностями, т.е. световые волны огибают препятствия, но при условии, что размеры последних сравнимы с длиной световой волны. Для красного света длина волны составляет λкр≈8∙10^-7м, а для фиолетового - λ_ф ≈4∙10^-7м. Явление дифракции наблюдается на расстояниях l от препятствия , где D – линейный размер препятствия, λ - длина волны. Итак, для наблюдения явления дифракции необходимо выполнять определенные требования к размерам препятствий, расстояниям от препятствия до источника света, а также к мощности источника света. На рис. 1 приведены фотографии дифракционных картин от различных препятствий: а) тонкой проволочки, б) круглого отверстия, в) круглого экрана.

Для решения дифракционных задач – отыскания распределения на экране интенсивностей световой волны, распространяющейся в среде с препятствиями, - применяются приближенные методы, основанные на принципах Гюйгенса и Гюйгенса-Френеля.

Принцип Гюйгенса: каждая точка S₁, S₂,…,S_n фронта волны AB (рис. 2) является источником новых, вторичных волн. Новое положение фронта волны A₁B₁ через время  представляет собой огибающую поверхность вторичных волн.

Принцип Гюйгенса-Френеля: все вторичные источники S₁, S₂,…,S_n, расположенные на поверхности волны, когерентны между собой, т.е. имеют одинаковую длину волны и постоянную разность фаз. Амплитуда и фаза волны в любой точке М пространства является результатом интерференции волн, излучаемых вторичными источниками (рис. 3).

Прямолинейное распространение луча SM (рис. 3), испущенного источником S в однородной среде, объясняется принципом Гюйгенса-Френеля. Все вторичные волны, излучаемые вторичными источниками, находящимися на поверхности фронта волны АВ, гасятся в результате интерференции, кроме волн от источников, расположенных на малом участке сегмента ab, перпендикулярно к SM. Свет распространяется вдоль узкого конуса с очень малым основанием, т.е. практически прямолинейно.

Дифракционная решетка.

На явлении дифракции основано устройство замечательного оптического прибора – дифракционной решетки. Дифракционной решеткой в оптике называется совокупность большого числа препятствий и отверстий, сосредоточенных в ограниченном пространстве, на которых происходит дифракция света.

Простейшей дифракционной решеткой является система из N одинаковых параллельных щелей в плоском непрозрачном экране. Хорошая решетка изготавливается с помощью специальной делительной машины, наносящей на специальной пластинке параллельные штрихи. Число штрихов доходит до нескольких тысяч на 1мм; общее число штрихов превышает 100000 (рис. 4).