Опытная проверка закона Бугера: Учебно-методическая разработка лабораторной работы по курсу "Медицинская и биологическая физика"

Федеральное агенство по здравоохранению и социальному развитию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМ.И.И. МЕЧНИКОВА»

ГОУВПО СПбГМА им. И.И.Мечникова Росздрава

ОПЫТНАЯ ПРОВЕРКА ЗАКОНА БУГЕРА

Учебно-методическая разработка

лабораторной работы для студентов

 по курсу медицинской и биологической физики

Обсуждено на заседании кафедры                     

№ протокола                      

Дата                    

«Утверждаю»

Зав.кафедрой                                                         Ф.И.О.

Автор        Смирнова Т.А.                                 (Ф.И.О.преподавателя)

Рецензенты: Ф.И.О., должность, место работы

ВВЕДЕНИЕ

Закон Бугера-Ламберта-Бера – закон классической оптики, открыт в конце ХУIII века. Лишь в середине ХХ века были найдены границы применимости этого закона. Установлено, что в тех областях, где этот закон не выполняется, действуют законы новой области знания – нелинейной оптики. На базе законов нелинейной оптики был создан первый лазер. Глубокое осмысление этого закона классической оптики и границ его применения позволяет лучше понять принцип действия и особенности воздействия любых современных лазеров, которые находят свое применение в различных областях медицины, косметологии и при решении проблем экологии.

Цель занятия:

٠сформировать новые теоретические знания по данной теме:

-  уметь выводить закон Бугера;

-освоить понятия натурального показателя поглощения, монохроматического натурального показателя поглощения;

- изучить факторы, влияющие на показатель поглощения;

- овладеть  понятиями коэффициента пропускания и оптической плотности растворов;

- изучить принцип действия приборов для измерения спектров поглощения;

٠освоить практические умения на базе теоретических знаний:

-   изучить установку для проверки закона Бугера;

- исследовать зависимость показателя поглощения от толщины слоя поглощения;

-построить график зависимости отношения исходной интенсивности к интенсивности света, прошедшего слой вещества от толщины слоя поглощающего вещества;

-построить логарифмическую зависимость отношения интенсивностей от толщины слоя и нахождение показателя поглощения;

- сравнить полученные экспериментальные значения толщины слоя половинного поглощения и показателя поглощения с рассчитанными по рабочим формулам.

٠ закрепление теоретических знаний и сформированных практических умений:

- выполнение заданий по полученным на практике  измерениям

- тестирование на компьютере

٠      развитие и воспитание личности:

-обучение аккуратности и ответственности при анализе  экспериментальных данных (как элемент бережного и внимательного отношения к пациентам, чей диагноз находится в зависимости от исследовательских качеств оператора)

-   знать устройство и принципы действия нефелометра, колориметра и спектрофотометра. Уметь обращаться с этими приборами, которые используются в клинической лаборатории для обработки анализов пациентов.

Способствовать формированию устойчивого стремления к получению знаний  и пониманию высокой их значимости и практической ценности в дальнейшей профессиональной деятельности.

Конкретные задачи

      Студент должен знать:

1.  вывод закона Бугера;

2.  закон Бера;

3.  закон Бугера-Ламберта-Бера;

4.  определение и формулы для:

а) оптической плотности;

б) коэффициента пропускания

Студент должен уметь:

1.  пользоваться методом определения интенсивности света с помощью фотоэлемента;

2.  доказать справедливость закона Бугера;

3.  находить аналитическое и графическое значение натурального показателя поглощения и толщины слоя половинного поглощения

Межпредметные и внутрипредметные связи.

Математика, физика, химия, биология

Межпредметные связи

Терапия, хирургия, офтальмология, косметология, экология

Закон Бугера, закон Бера, показатель поглощения, спектры поглощения

внутрипредметные связи

колориметрия, фотометрия нелинейная оптика

Задания для самоподготовки

- указать метод, которым можно проверить справедливость закона Бугера

- перечислить условия, при которых выполняется закон Бера

- каким образом, зная коэффициент пропускания, можно определить оптическую плотность вещества

- указать, что характеризует оптическая плотность вещества

Литература, рекомендуемая для самоподготовки

                                              Основная

1.Ремизов А.Н., Максина А.Г., Потапенко А.Я. Медицинская и биологическая физика, Дрофа, М., 2006 с.440450

2.Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики, т.3, Физматлит, М., 2006, с.655.

3.Ландсберг Г.С. Оптика, Физматлит, М., 2007, с.525-540

4.Физический энциклопедический словарь, Энциклопедия, М.,2005,с.60

Дополнительная

1. Матвеев А.Н. Оптика, М., 2007 с.320

2.Савельев И.В. Курс общей физики, т.2, Физматлит, 2004,с.462-463

3. Закон Бугера-Ламберта-Бера ru.wikipedia.org

Вопросы для самоподготовки

- по базисным знаниям:

1. Вывод закона Бугера.

2. Физический смысл закона Бугера

3. Закон Бера и границы его применимости

4.Понятие натурального показателя поглощения и его физический смысл

- по данной теме :

1. Толщина слоя половинного поглощения, ее опытное и графическое