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

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО 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

ЛАЗЕРНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ. ОЦЕНКА РАЗМЕРА ЭРИТРОЦИТА С ПОМОЩЬЮ ЛАЗЕРА

Учебно-методическая разработка  лабораторной работы для  студентов

по курсу медицинской и биологической физики

2009

Обсуждена на заседании кафедры  медицинской и биологической физики

№  протокола___

Дата__________________

«Утверждаю» зав. кафедрой медицинской и биологической физики                 Чистякова Н.Я.

Автор:  доцент Ушверидзе Лариса  Александровна 

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

ВВЕДЕНИЕ

Изучение основ лазерной биотехнологии представляет интерес как для формирования общих представлений о лазерном излучении и его воздействии на разнообразные объекты: физические, химические и биологические, так и развития представлений о применении лазерного излучения в медицине по трем главным направлениям: лазерная хирургия биотканей, клеток и биомолекул, лазерная терапия и фотобиохимия и, наконец, лазерная микро- и макродиагностика. Выполнение работы по оценке размеров эритроцита с помощью лазерного излучения знакомит студентов с основами лазерной микродиагностики и позволяет понять механизм взаимодействия лазерного излучения и биотканей.

Цель занятия:

- сформировать новые теоретические знания по теме:

·  свойства лазерного излучения;

·  индуцированное излучение;

·  принцип действия лазера;

·  активная среда с инверсной населенностью;

·  гелий – неоновый лазер;

·  интенсивность дифракционной картины;

·  явление дифракции лазерного излучения на круглом диске (эритроците);

·  зависимость угла дифракции от длины волны лазерного излучения и диаметра эритроцита;

-

-освоить практические умения на базе теоретических знаний:

·  изучить дифракцию лазерного излучения на дифракционной решетке;

·  определить расстояния от нулевого максимума до максимумов m-го порядка на дифракционной картине;

·  сделать расчет средних расстояний для максимумов m порядков;

·  вычислить длину волн лазерного излучения;

·  измерить радиус первого минимума на дифракционной картине;

·  вычислить средний радиус первого минимума на дифракционной картине, возникающей на кругло диске (эритроците);

·  сделать расчет среднего диаметра эритроцита;

·  оценить погрешности при определении размера эритроцита;

- закрепление теоретических знаний и сформированных практических умений:

·  выполнение заданий по полученным на практике данным;

·  тестирование на компьютере;

- развитие и воспитание личности:

·  обучение аккуратности, точности и ответственности при выполнении практических заданий (как элемент бережного и внимательного отношения к пациентам, чей диагноз находится в зависимости от исследовательских качеств оператора).

Конкретные задачи

Студент должен знать: Свойства лазерного излучения и принцип действия лазера, о явлении дифракции света и принципе действия дифракционной решетки.

Студент должен уметь:

·  уверенно определять расстояния от нулевого максимума до максимумов m-го порядка на дифракционной картине;

·  измерять радиус первого минимума на дифракционной картине, возникающей на круглом диске (эритроците);

·  делать расчет среднего диаметра эритроцита;

·  оценивать погрешности при определении размера эритроцита

    Межпредметные и внутрипредметные связи

Задания для самоподготовки:

1 – Представить схемы переходов частиц с одного энергетического уровня на другой при спонтанном и вынужденном излучении, а также при резонансном поглощении.

2 – Указать условия, необходимые для получения активной среды или среды с инверсной населенностью уровней.

3 – Представить трехуровневую энергетическую диаграмму, отражающую принцип действия гелий-неонового лазера.

4 – Показать на фрагменте дифракционной картины, создаваемой дифракционной решеткой, положения нулевого и m-го порядков максимумов. Вычислить средние расстояния для максимумов m порядков и длину волны лазерного излучения на представленной дифракционной картине 1.

5 – Получить четкую дифракционную картину на круглом диске (эритроците) и определить радиус 1-го минимума на дифракционной картине 2. Вычислить средний диаметр эритроцита.

			2-й max

 

Дифракционная картина 1

	1-й min		0-й max

2-й min

3-й min

1-й max

2-й max

3-й max

Дифракционная картина 2

Литература, рекомендуемая для самоподготовки: