Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
35)Из теории Максвелла вытекает, что различные электромагнитные волны, в том числе и световые, имеют общую природу. В связи с этим целесообразно представить всевозможные электромагнитные волны в виде единой шкалы . Вся шкала условно подразделена на шесть диапазонов: радиоволны(длинные, средние и короткие), инфракрасные, видимые, ультра фиолетовые, рентгеновские и гамма-излучение. Эта классификация определяется либо механизмом образования волн, либо возможностью зрительного восприятия их человеком. Радиоволны обусловлены переменными токами в проводниках и электронными потоками (макроизлучатели). Инфракрасное, видимое и ультрафиолетовое излучения исходят из атомов, молекул и быстрых заряженных частиц (макроизлучатели). Рентгеновское излучение возникает при внутриатомных процессах, гамма-излучение имеет ядерное происхождение. Некоторые диапазоны перекрываются, так как волны одной и той же длины могут образоваться в разных процессах. Так, наиболее коротковолновое ультрафиолетовое излучение перекрывается длинноволновым рентгеновским. В этом отношении очень характерна пограничная область инфракрасных волн и радиоволн. Появился раздел - радиоспектроскопия, который изучает поглощение и излучение радиоволн различными веществами. В медицине принято следующее условное разделение электромагнитных колебаний на частотные диапазоны Низкие (НЧ) до 20 Гц Звуковые (34) 20 Гц - 20 кГц. Ультразвуковые или надтональные (У3Ч) 20 кГц - .200 кГц Высокие (ВЧ)200 кГц - 30 МГц Ультравысокие (УВЧ) 30МГц - 300 МГц Сверхвысокие (СВЧ) 300 МГц -300 ГГц Крайневысокие (КВЧ) свыше 300ГГц
36)Геометрическая оптика – раздел физики, в котором законы распространения света рассматриваются на основе представления о световых лучах (нормальных к волновым поверхностям линий, вдоль которых распространяется поток световой энергии). Полное отражение света - явление, при котором луч, падающий на границу раздела двух сред, полностью отражается, не проникая во вторую среду. Полное отражение света происходит при углах падения света на границу раздела сред, превышающих предельный угол полного отражения при распространении света из оптически более плотной среды в среду менее оптически плотную. Это явление используется в оптоволоконной оптике. Свет, под определенным углом попадая в оптически прозрачную трубку, и многократно отражаясь от ее стенок изнутри выходит через другой ее конец. Так передаются сигналы. При прохождении света из оптически менее плотной среды в более плотную, например из воздуха в стекло или воду, согласно закону преломления показатель преломления n>1, поэтому: преломленный луч приближается к перпендикуляру к границе раздела сред. Если направить луч света в обратном направлении – из оптически более плотной среды в оптически менее плотную вдоль бывшего преломленного луча, то закон преломления запишется так: Преломленный луч по выходе из оптически более плотной среды пойдет по линии бывшего падающего луча, т. е. преломленный луч отклоняется от перпендикуляра. По мере увеличения угла, угол преломления растет, оставаясь всё время больше угла. При некотором угле падения значение угла преломления приблизится к 90 и преломленный луч пойдет почти по границе раздела сред. Полное отражение используют в так называемой волоконной оптике для передачи света и изображения по пучкам прозрачных гибких волокон – световодов. Световод представляет собой стеклянное волокно цилиндрической формы, покрытое оболочкой из прозрачного материала с меньшим, чем у волокна, показателем преломления. За счет многократного полного отражения свет может быть направлен по любому (прямому или изогнутому) пути. Волокна набираются в жгуты. При этом по каждому из волокон передается какой-нибудь элемент изображения. Жгуты из волокон используются в медицине для исследования внутренних органов. Волоконная оптика - раздел оптики, в к-ром рассматривается передача света и изображения по световодам и волноводам оптич. диапазона, в частности по многожильным световодам и пучкам гибких волокон. В волоконно-оптич. деталях световые сигналы передаются с одной поверхности (торца световода) на другую (выходную). Распространение света по световодам, диаметр к-рых велик по сравнению с длиной волны, происходит по законам геометрической оптики; по более тонким волокнам (порядка длины волны) распространяются лишь отд. типы волн или их совокупности, что рассматривается в рамках волновой оптики.
37) Рефрактометрия - это метод исследования веществ, основанный на определении показателя (коэффициента) преломления (рефракции) и некоторых его функций. Рефрактометрия (рефрактометрический метод) применяется для идентификации химических соединений, количественного и структурного анализа, определения физико-химических параметров веществ. Показатель преломления n, представляет собой отношение скоростей света в граничащих средах. Для жидкостей и твердых тел n обычно определяют относительно воздуха, а для газов - относительно вакуума. Значения n зависят от длины волны света и температуры. Для рефрактометрии растворов в широких диапазонах концентраций пользуются таблицами. Влияние температуры на показатель преломления определяется двумя факторами: изменением количества частиц жидкости в единице объема и зависимостью поляризуемости молекул от температуры. Рефрактометром называют прибор, служащий для определения показателя преломления световых лучей в прозрачных жидкостях. Принцип действия прибора основан на явлении полного внутреннего отражения, возникающем на границе раздела двух сред, при переходе луча из оптически более плотной в оптически менее плотную среду. Главной частью рефрактометра является система двух прямоугольных призм – осветительной и измерительной, сделанных из стекла с большим показателем преломления. У осветительной призмы грань матовая, а грань измерительной призмы полированная. Призмы расположены так, что между гранями остается узкое плоско-параллельное пространство, которое заполняется исследуемой жидкостью. При работе в проходящем свете лучи от источника света проходят через грань осветительной призмы и падают на матовую поверхность грани. Вследствие рассеяния света матовой поверхностью в исследуемую жидкость входят лучи под всевозможными углами. Благодаря этому, углы падения лучей, падающих на границу жидкость-стекло, будут иметь значения от 0° до 90°. Для луча, скользящего по границе раздела, угол падения i0 = 90° Если на пути лучей, выходящих из измерительной призмы, поставить зрительную трубу, то нижняя половина её поля зрения будет освещена, а верхняя остается темной. При этом положение границы светотени определяется лучом, соответствующим предельному углу. Описание рефрактометра РДУ : На основании установлена стойка, к которой крепится корпус. На корпусе укреплена зрительная труба и микроскоп. Микроскоп позволяет рассмотреть шкалу показателей преломления изучаемого вещества. Перед зрительной трубой внутри корпуса установлен дисперсионный компенсатор, который поворачивается вращением ручки. На одной оси с корпусом находится камера измерительной призмы, связанная шарниром с камерой осветительной призмы. Для удобства нанесения раствора на измерительную призму, корпус совместно с камерами можно повернуть вращением ручки. Для направления светового потока на входную грань осветительной призмы служит зеркало.
38) Микроскопия (МКС) изучение объектов с использованием микроскопа. Подразделяется на несколько видов: оптическая микроскопия, электронная микроскопия, многофотонная микроскопия, рентгеновская микроскопия или рентгеновская лазерная микроскопия, отличающиеся использованием электромагнитных лучей с возможностью рассмотрения и получения изображений микроэлементов вещества в зависимости от разрешающей способности приборов (микроскопов). Человеческий глаз представляет собой естественную оптическую систему, характеризующуюся определённым разрешением, т. е. наименьшим расстоянием между элементами наблюдаемого объекта (воспринимаемыми как точки или линии), при котором они ещё могут быть отличены один от другого. Размеры микроорганизмов, большинства растительных и животных клеток, мелких кристаллов, деталей микроструктуры металлов и сплавов очень малые. Для наблюдения и изучения подобных объектов и предназначены оптические микроскопы различных типов. Для получения больших увеличений применяется микроскоп. Оптическая система микроскопа состоит из двух частей более или менее сложной конструкции: объектива (обращенного к объекту) и окуляра (обращенного к глазу). Как и лупа, микроскоп дает возможность рассматривать изображение предмета под большим углом, чем это возможно для невооруженного глаза. Небольшой предмет помещается перед объективом микроскопа на расстоянии, немного большем фокусного расстояния объектива; его действительное изображение находится вблизи переднего фокуса окуляра — между окуляром и его передним фокусом. Это изображение рассматривается глазом через окуляр, как через лупу; на сетчатке глаза образуется изображение, которое воспринимается глазом как исходящее от мнимого увеличенного изображения. Расстояние между задним фокусом объектива и передним фокусом окуляра — называется оптической длиной тубуса микроскопа; от нее зависит увеличение микроскопа. Изображение находится в передней фокальной плоскости окуляра, т. е. изображение лежит в бесконечности; при этом глаз находится в ненапряженном состоянии. Фокусное расстояние микроскопа как системы из двух линз может быть сделано значительно меньше, чем фокусное расстояние объектива или окуляра в отдельности. В соответствии с этим увеличение микроскопа значительно больше увеличения, даваемого объективом или окуляром. Как показывает расчет, увеличение микроскопа равно произведению увеличения объектива и увеличения окуляра. Основные части оптической системы микроскопа — объектив 1 и окуляр 2 — размещаются на концах цилиндрической трубки, укрепленной в штативе (рис. 252). Объект помещается на предметном столике и освещается снизу с помощью зеркала и конденсора. Оправы объектива и окуляра устанавливаются в металлической трубке — тубусе. Наводка на резкое изображение осуществляется с помощью винта кремальеры (грубая наводка) или микрометрического винта (точная наводка). Смена объективов с разным увеличением производится с помощью револьвера. Тубус и столик укреплены на массивном штативе.
39) Волновая о́птика — раздел оптики, который описывает распространение света с учётом его волновой природы. Явления волновой оптики — интерференция, дифракция,поляризация и т. п. Дифракционная решётка — оптический прибор, работающий по принципу дифракции света, представляет собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов (щелей, выступов), нанесённых на некоторую поверхность. Дифракционнsqспектр- Он получается при прохождении света сквозь большое число малых отверстий и щелей.
40) Разрешающая способность (разрешающая сила) оптических приборов, характеризует способность этих приборов давать раздельные изображения двух близких друг к другу точек объекта. Z=1/d=sinα/λ α- угол дифрации лучей, дающих усиление первого порядка необходимо, чтобы такие лучи входили в общий поток лучей от объектива на линзу объектива. В окончательной формуле этот угол альфа заменяется апертурным углом. Под этим углом понимают половину угла раскрытия. Угол раскрытия θ называют угол между крайними лучами, падающими от предмета на обьъектив. Полезное увеличиние микроскопа- это величина, равная отношению линейного размера изображения, получаемого в микроскопе, к линейному размеру самого предмета, рассматриваемого в микроскопе. U=A2B2/Ab.
41) Электромагнитную волну, в которой векторы E и, следовательно, векторы B лежат во вполне определенных плоскостях, называют плоскополяризованной. Плоскость, проходящая через электрический вектор E и направление распространения электроман волны, является плоскостью поляризации. Поляризация света — свойство света, характеризующееся пространственно-временной упорядоченностью ориентации электрического и магнитного векторов. Спсобы получения 1)поляризатором: при отражении от границ двух диэлектриков естественный свет частично поляризуется. Граница раздела двух диэлектриков или диэлектрика и вакуума служит поляризатором. 2)Двоякопреломляещие кристаллы( непрозрачные кристаллы обладают свойством двойного лучепреломления) — поляризаторы. Из них изготавливают специальные поляризационные призмы. 3) Вращение плоскости поляризации( кристаллы кварца), заключается в повороте плоскости поляризации плоскополяризованного свет при прохождениее через вещество. Вещества, обладающие таким свойством, называют оптически активными.
42) Рассеянием света называют явление, при котором распространяющийся в среде световой пучок отклоняется по всевозможным направлениям. Виды оптич. неоднородностей ( области с иным, чем основная среда, показателем преломления). •мелкие инородные частицы в однородном прозрачном веществе. Мутные (дым, газ, взвеси). Рассеивание в мутной среде называется явлением Тиндаля. •Оптический неоднородности, возникающие в чистом веществе из-за статического отклонения молекул от равномерного распределения. Такое рассеивание называется молекулярным, например рассеивание света в атмосфере. Уменьшение интенсивности света вследствие рассеивания. Закон Рэлея: При рассеивания в мутной среде на неоднородностях приблизительно меньших 0,2λ(λ — длина волны света), а так же при молекулярном рассеянии интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна четвертой степени длины волны.
43) Поглощением света называют ослабление интенсивности света при прохождении через любое вещество вследствие превращения световой энергии в другие виды энергии. где kl- натуральный показатель поглощения, его величина обратна расстоянию, на котором интенсивность света ослабляется в результате поглощения в среде в е раз. Закон Бугера-Ламберта-Бера: чем больше концентрация цветного раствора, тем больше света поглащается и меньше проходит через р-р.Xλ Натуральный молярный показатель поглощения — суммарное эффективное сечение поглощения всех молекул одного моля в-ва. Xλ/ln10- молярный показатель поглощения. Коэффицент пропускания Т определяют измерением потоков падающего и прошедшего через раствор монохраматичного света. оптическая плотность десятичный лографм величины, обратный коэффиценту пропускания. D=lg(1/T)
44) Теплово́е излуче́ние — электромагнитное излучение с непрерывным спектром, испускаемое нагретыми телами за счёт их тепловой энергии. Примером теплового излучения является свет от лампы накаливания. Абсолютно черное тело — это физическая абстракция (модель), под которой понимают тело, полностью поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение. Серое тело - это тело, коэффицент поглощения которого меньше единицы и не зависит от длины волны света,падающего на него, называют серым. Характеристики теплового излучения: среднюю мощеность излучения за время, значительно большее периода световых колбеаний, принимают за поток излучения Ф. Поток излучения, испускаемый 1 м2 поверхности называют энергетической светимостью. Спектральная плотность энергетической светимости — отношения энергетической светимости узкого участка спектра к ширине этого участка. Зависимость спектральной плотности энерегетической светимости от длины волны называют спектором излучения тела. Способность тела поглощать энергию излучению характеризуют коэффицентом поглощения, равным отношению потока излучения, поглощенного данным телом, к потоку излучения, упавшего на него. Закон Кирхгофа: При одинаковой температуре отношение спектральной плотности энергетической светимости к монохроматическому коэффиценту поглощения одинаково для любых тел, в том числе и для черных. Закон Стефана-Больцмана: Энергетическая светимость черного тела пропорциональна четвертой степени его термодинамической температуры. Закон Вина: = b/T где - длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости черного тела b=0, 28978 *10(-2) — потосоянная Вина. Излучения черного тела имеет сплошной спектр.
45) Со́лнечная радиа́ция — электромагнитное и корпускулярное излучение Солнца. Солнечная радиация измеряется по её тепловому действию (калории на единицу поверхности за единицу времени) и интенсивности (ватты на единицу поверхности). Земля получает от Солнца менее 0,5×10-9 от его излучения. Электромагнитная составляющая солнечной радиации распространяется со скоростью света и проникает в земную атмосферу. До земной поверхности солнечная радиация доходит в виде прямой и рассеянной радиации. Спектральный диапазон электромагнитного излучения Солнца очень широк — от радиоволн до рентгеновских лучей — однако максимум его интенсивности приходится на видимую (жёлто-зелёную) часть спектра. Во время солнечных вспышек образуются также частицы больших энергий (в основном протоны и электроны), образующие солнечную компоненту космических лучей. Солнечная радиация — главный источник энергии для всех физико-географических процессов, происходящих на земной поверхности и в атмосфере. Количество солнечной радиации зависит от высоты солнца, времени года, прозрачности атмосферы. Для измерения солнечной радиации служат актинометры и пиргелиометры. Солнечная постоянная не является неизменной во времени величиной. Известно, что на её величину влияют два основных фактора: расстояние между Землей и Солнцем, и солнечная активность. Актинометр— измерительный прибор, который служит для измерения интенсивности электромагнитного излучения, преимущественно видимого и ультрафиолетового света. Самое большое значение имеет Актинометр, изобретенный Пулье (пиргелиометр); в общем он состоит из цилиндрического серебряного сосуда, крышка которого уставлена перпендикулярно к солнечным лучам; сосуд наполнен водой с погруженным в неё шариком очень чувствительного термометра; крышка, воспринимающая лучи, закопчена (покрыта сажей) для большего их поглощения. Из повышения температуры воды в определенное время вычисляют количество поглощенного тепла известною плоскостью в данное время. К этому надо ещё прибавить ту теплоту, которую воспринимающая поверхность теряет через лучеиспускание. Дабы таковую найти, устанавливают Актинометр так, чтобы воспринимающая поверхность была обращена в ту сторону неба, где солнца нет, и по понижению температуры вычисляют потерянное количество тепла.
46) Атомн.спектры-спектры испускания и спектры поглощения,которые возникают при квантовых переходах между уровнями свободных или слабо взаим.атомов. Обусловлены переходом между уровнями внеш.электронов с энерг.фотонов порядка нескольких электрон-вольт.Сюда относ.УФ, видимая и близкая инфракрасная обл.спектра. Молек.спектры(испускания и поглощ)возник.при квант.переходах мол-л с одного энерг.уровня на др. и состоят из совокупности широких полос,кот.представляют собой тесно расположенные линии.Сложность мол спектра по сравнению с атомными обусловлена большим разнообразием движен.и сложность,энергетич переходов молекулы.Электронно-колебательно-вращательные сп.испускания и поглощения наблюдают в видимой и уф областях.Согласно принципу запрета Паули электроны не могут иметь 4 одинаковых квантовых числа.электрон с один.главным квант.числом образуют слой. электроны,имеющие одинаковые пары знач n и l входят в состав оболочки. Всегда выполняется общее правило:электрон невозбужд.атома занимают состояние с наим.энергией и в соответствии с принципом Паули. В молекуле кроме движения электронов относительных ядер происходит колебательное движение атомов около их положения равновесия и вращательное движение молекулы как целого. Согласно квантовой механике, энергия всех видов движения в молекуле принимает только дискретные значения. Полная энергия молекулы Е=Е(эл)+Е(кол)+Е(вр)
47) Люминесценция-избыточное над тепловым излучение тела при данной температуре, имеющее длительность, значительно не превышающую период(10¯¹⁵с)излучаемых световых волн. Виды: ионолюминесценция (вызвана заряженными частицами-ионами),катодолюминесценция(е), радиолюминесценция(ядерным излуч.),рентгенолюминесценция (под возд.рентг.и γ-изл), фотолюминесценция (фотонов),триболюминесценция (при растирании,раздавливании или раскалывании кристаллов),электролюминесценция (возбуждается эл. полем) хемилюминесценция (сопровождает экзотерм.хим.реакцию).Фотолюминесценция подразделяется на флуоресценцию(кратковременное послесвеч.) и фосфоресценцию(сравнительно длительное послесвечение). Закон Стокса для фотолюминесценции: спектр люминесценции сдвинут в сторону длинных волн относительно спектра, вызывавших эту фотолюминесценцию. Имеются отклонения от закона Стокса-антистоксова люмюнисценция. Это происходит при возбуждении фотолюминесценции монохромат.светом. Она возникает при возбуждении уже возбужденной частицы. Хемилюминесценция, сопровождается химическими реакциями. Она испускается либо непосредственно продуктами реакции, либо другими компонентами Яркость хемилюминесценции возрастает с увеличением скорости реакции и эффективности хемилюминесценции. Люминесцентный анализ микроскопических объектов проводят с помощью специальных люминесцентных микроскопов, в которых используют ртутные лампы высокого и сверхвысокого давления и применяют 2 светофильтра.
48) Спектрофотометрия (абсорбционная) — физико-химический метод исследования растворов и твёрдых веществ, основанный на изучении спектров поглощения в ультрафиолетовой (200—400 нм), видимой (400—760 нм) и инфракрасной (>760 нм) областях спектра. Основная зависимость, изучаемая в спектрофотометрии зависимость интенсивности поглощения падающего света от длины волны. Спектрофотометрия широко применяется при изучении строения и состава различных соединений (комплексов, красителей.), для качественного и количественного определения веществ (определения следов элементов в металлах, сплавах, технических объектах). Приборы спектрофотометрии — спектрофотометры Молекулярно-абсорбционный фотометрический анализ включает спектрофотометрию, фотоколориметрию и визуальную фотометрию. В отличие от последней фотоколориметрия и спектрофотометрия являются инструментальными методами, в которых поглощение света измеряют с помощью приборов, снабженных фотоэлементами. Из этих методов рассматриваются фотоколориметрия и спектрофотометрия, применяемые для определения окрашенных веществ и веществ, поглощающих излучение в ультрафиолетовой области. В фотоколориметрических и спектрофотометрических методах измеряют поглощение излучения при определенной длине волны как функцию концентрации анализируемого вещества в растворе с последующим расчетом массовой доли компонента древесины, остаточного компонента в технической целлюлозе и др. Спектрофлуориметрия: Принцип - испускание света, длина волны которого больше чем длина волны поглощенного света. . Применение - количественный анализ, кинетика, качественный анализ.
50) Радиоактивность — это испускание ядрами некоторых элементов различных частиц, сопровождающееся переходом ядра в другое состояние и изменением его параметров. а-Распад представляет собой излучение а-частиц (ядер гелия) высоких энергий. При этом масса ядра уменьшается на 4 единицы, а заряд — на 2 единицы. B-Распад — излучение электронов, заряд которых возрастает на единицу, массовое число не изменяется. у-Излучение представляет собой испускание возбужденным ядром квантов света высокой частоты. Параметры ядра при у-излучении не меняются, ядро лишь переходит в состояние с меньшей энергией. Закон радиоактивного распада показывает, как количество нераспавшихся ядер данной радиоактивной субстанции уменьшается в течение времени. N=N0•2-t/T.
51)Альфа-частицы, бета-частицы, выброшенные из ядра, обладают значительной кинетической энергией и, воздействуя на вещество, с одной стороны производят его ионизацию, а с другой проникают на определенную глубину. Взаимодействуя с веществом, они теряют эту энергию, в основном, в результате упругих взаимодействий с ядрами атомов или электронами, отдавая им всю или часть своей энергии, вызывая ионизацию или возбуждение атомов (т.е. перевод электрона с более близкой на более удаленную от ядра орбиту). Ионизация и проникновение на определенную глубину имеют принципиальное значение для оценки воздействия ионизирующего излучения на биологическую ткань различных видов излучений. Зная свойства различных видов излучений проникать через разные материалы, последние можно использовать как для защиты человека, так и некоторых объектов, приборов и т.д. Результаты взаимодействия ионизирующего излучения с веществом зависят: от массы, заряда потока частиц и их энергий; от вида фотонов и их энергий; от типа и плотности вещества; от значения энергий внутримолекулярных сил облучаемого вещества. Взаимодействие гамма-квантов с веществом может сопровождаться фотоэффектом, комптоновским рассеянием и образованием электрон-позитронных пар.
52) Рентгеновские лучи могут проникать сквозь вещество, причём различные вещества по-разному их поглощают. Поглощение рентгеновских лучей является важнейшим их свойством в рентгеновской съёмке. Интенсивность рентгеновских лучей экспоненциально убывает в зависимости от пройденного пути в поглощающем слое (I = I(нулевое) умножить на e(в степени (-kd)), где d — толщина слоя, коэффициент k пропорционален Z³λ³, Z — атомный номер элемента, λ — длина волны). Поглощение происходит в результате фотопоглощения (фотоэффекта) и комптоновского рассеяния: Под фотопоглощением понимается процесс выбивания фотоном электрона из оболочки атома, для чего требуется, чтобы энергия фотона была больше некоторого минимального значения. Место выбитого при акте поглощения электрона занимает другой электрон, при этом испускается излучение с меньшей энергией фотона, происходит т. н. процесс флюоресценции. Рентгеновский фотон может взаимодействовать не только со связанными электронами, но и со свободными, а также слабосвязанными электронами. Происходит рассеяние фотонов на электронах — т. н. комптоновское рассеяние. В зависимости от угла рассеяния, длина волны фотона увеличивается на определённую величину и, соответственно, энергия уменьшается. Комптоновское рассеяние, по сравнению с фотопоглощением, становится преобладающим при более высоких энергиях фотона.Суммарное поглощение рентгеновских лучей определяется суммированием всеми видами взаимодействия, ослабляющими интенсивность рентгеновского излучения. Для оценки ослабления интенсивности рентгеновского излучения при прохождении через вещество используют линейный коэффициент ослабления, характеризующий уменьшение интенсивности излучения при прохождении через 1 см вещества и равный натуральному логарифму отношения интенсивностей падающего и прошедшего излучения. Фотоэффект возникает при Е = 10 эВ-1 МэВ, то есть при относительно малых значениях энергий. В этом случае вся энергия гамма-кванта передается орбитальному электрону, и он выбивается из орбиты Полный линейный коэффициент ослабления гамма квантов определяется по формуле:Где n -концентрация атомов поглотителя в единице объема, σ -полное эффективное сечение ослабления. Фотоэффект — это испускание электронов вещества под действием света (и, вообще говоря, любого электромагнитного излучения). Выделяют внешний и внутренний фотоэффект: Внешним фотоэффектом (фотоэлектронной эмиссией) называется испускание электронов веществом под действием электромагнитных излучений. Внутренним фотоэффектом называется перераспределение электронов по энергетическим состояниям в твердых и жидких полупроводниках и диэлектриках, происходящее под действием излучений. Он проявляется в изменении концентрации носителей зарядов в среде и приводит к возникновению фотопроводимости или вентильного фотоэффекта. Комптоновское рассеяние - явление изменения длины волны электромагнитного излучения вследствие рассеивания его электронами. — комптоновская длина волны электрона.
Для появления реальной пары частиц закон сохранения энергии требует, чтобы энергия, затраченная в этом процессе, превышала удвоенную массу частицы: Ep = 2mc(в квадрате). Минимальная энергия Ep, необходимая для рождения пары данного типа, называется порогом рождения пар. Кроме того, для рождения реальной пары необходимо выполнение других законов сохранения, применимых к данному процессу. Так, законом сохранения импульса запрещено рождение в вакууме реальной электрон-позитронной пары (или пары любых других массивных частиц) одним фотоном, поскольку единичный фотон в любой системе отсчёта несёт конечный импульс, а электрон-позитронная пара в своей системе центра масс обладает нулевым импульсом.
53) Поглощенная доза показывает, какое количество энергии излучения поглощено в единице массы любого облучаемого вещества и определяется отношением поглощенной энергии ионизирующего излучения на массу вещества. За единицу измерения поглощенной дозы в системе СИ принят грэй (Гр). 1 Гр — это такая доза, при которой массе 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж. Внесистемной единицей поглощенной дозы является рад. 1 Гр=100 рад. При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент — коэффициент относительной биологической эффективности или коэффициент качества. Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения. Коэффициент качества —характеризует опасность данного вида излучения (по сравнению с γ-излучением). Чем коэффициент больше, тем опаснее данное излучение. Значения коэффициента качества ионизирующих излучений определены с учетом воздействия микрораспределения поглощенной энергии на неблагоприятные биологические последствия хронического облучения человека малыми дозами ионизирующих излучений.
|
Вид излучения |
Коэффициент качества |
|
|
Фотоны (γ-излучение и рентгеновские лучи), по определению |
1 |
1 |
|
β-частицы |
1 |
1 |
|
Мюоны |
1 |
|
|
α-частицы |
20 |
10 |
|
Нейтроны (тепловые, медленные, резонансные), до 10 кэВ |
5 |
3 |
|
Нейтроны от 10 кэВ до 100 кэВ |
|
10 |
|
Нейтроны от 100 кэВ до 2 МэВ |
|
20 |
|
Нейтроны от 2 МэВ до 20 МэВ |
|
10 |
|
Нейтроны более 2 МэВ |
|
5 |
|
Протоны, 2…5 МэВ |
5 |
|
|
Протоны, 5…10 МэВ |
|
10 |
|
Тяжёлые ядра |
|
20 |
РАДИАЦИОННЫЙ ФОН — ионизирующее излучение, обусловленное совместным действием естественных (природных) и техногенных радиационных факторов.
54) Детекторы ионизирующих излучений: 1)Сцинтилляционные счетчики являются наиболее распространенными детекторами ионизирующего излучения. Их достоинства: высокая плотность вещества в чувствительном объеме детектора, относительно небольшое время реакции на частицу или квант, вызвавших сцинтилляцию, возможность выбора приемлемых размеров и свойств сцинтиллятора. 2)Счётчик Гейгера — газоразрядный прибор для автоматического подсчёта числа попавших в него ионизирующих частиц. Представляет собой газонаполненный конденсатор, который пробивается при пролёте ионизирующей частицы через объём газа. 3)Органические сцинтилляторы: Из-за некоторых преимуществ оказываются предпочтительными при решении многих задач радиационных измерений. К их достоинствам относятся короткое время высвечивания ( менее 10 нс ) , позволяющее выполнять блоки детектирования, работающие при больших импульсных загрузках, а также эффективно выделять случаи одновременного воздействия на детекторы двух частиц или квантов, относительно высокая плотность вещества в чувствительном объеме детектора, высокий световой выход при сцинтилляции, малая зависимость коэффициента преобразования поглощенной энергии в свет от внешних условий. Важные свойства органических сцинтилляторов – возможность изменения состава, гибкость при выполнении детекторов различного объема и формы. Наконец, они позволяют наиболее просто и дешево изготовить детекторы большого объема. 4)Неорганические сцинтилляторы. Для регистрации нейтронов и заряженных частиц, а также при решении специальных задач используют широкую номенклатуру сцинтилляционных детекторов, но все-таки доминирующее положение в технике радиационных измерений занимают сцинтилляционные счетчики с кристаллами NaI(Tl).5) Дозиметр радиации - это прибор для измерения мощности ионизирующего излучения за определенный временной интервал.