35. Применение люминесценции в медико-биологических исследованиях.
Люминесценция позволяет по характеру люминесценции обнаруживать различие между предметами, кажущимися одинаковыми. Он применяется для диагностики заболеваний (например, ткань, пораженную микроспорумом, обнаруживают по яркой зелёной люминесценции её под действием ультрафиолетового света).
В биологии живые ткани окрашивают спец. красителями, в результате взаимодействия которых с биологическим веществом также образуются люминесцирующие комплексы. Например, ядра клеток соединительной ткани, окрашенные акридином оранжевым, дают яркую люминесценцию, причём, если клетка раковая, цвет излучения меняется.
36. Фотоэлектрический эффект. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ, явление испускания электронов веществом под действием света. Было открыто Г.Герцем, обнаружившим, что искровой разряд в воздушном промежутке легче возникает при наличии поблизости другого искрового разряда. Герц экспериментально показал, что это связано с ультрафиолетовым излучением второго разряда.
Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта
А. Эйнштейн показал, что явление фотоэффекта и его закономерности могут быть объяснены на основе предложенной им квантовой теории фотоэффекта. Согласно Эйнштейну, свет частотой n не только испускается, но и распространяется в пространстве и поглощается веществом отдельными порциями (квантами), энергия которых e0=hn. Таким образом, распространение света нужно рассматривать не как непрерывный волновой процесс, а как поток локализованных в пространстве дискретных световых квантов, движущихся со скоростью с распространения света в вакууме. Кванты электромагнитного излучения получили название фотонов.
По Эйнштейну, каждый квант поглощается только одним электроном. Поэтому число вырванных фотоэлектронов должно быть пропорционально интенсивности света (I закон фотоэффекта). Безынерционность фотоэффекта объясняется тем, что передача энергии при столкновении фотона с электроном происходит почти мгновенно.
Энергия падающего фотона расходуется на совершение электроном работы выхода А из металла и на сообщение вылетевшему фотоэлектрону кинетической энергии.
37. Свойства лазерного излучения. Их связь с квантовой структурой излучения.
Излучение лазера представляет собой поток летящих почти параллельно одинаковых фотонов. Это придает ему ряд важных особенностей.
Во-первых, очень малая расходимость лазерного излучения.
С помощью собирающих линз и зеркал лазерные лучи можно сфокусировать в точку размером 500 нм (для видимого света).
Во-вторых, лазерное излучение обладает высокой монохромностью, т. е. имеет практически одну частоту и соответствующую ей одну длину волны. Это объясняется тем, что у всех фотонов в лазерном луче одинаковая энергия.
В-третьих, лазер – источник когерентного излучения. Все кванты излучения, покидающие лазер в любой момент времени, практически одинаковы не только по их энергии, но и по фазе электромагнитных колебаний в них. Во всех квантах колебания идут синхронно.
В-четвертых, лазерное излучение является плоскополяризованным. Во всех квантах лазерного излучения электрические векторы, характеризующие электромагнитные колебания, параллельны друг другу.
Еще одна особенность лазерного излучения состоит в том, что можно в широких пределах управлять длительностью излучения, от длительных до сверхкоротких импульсных вспышек. Импульсы такой малой длительности имеют в пространстве ничтожно малую длину и огромную мощность. Современные лазеры излучают в одном таком импульсе энергию до нескольких тысяч джоулей. Огромная мощность лазерного излучения приводит к тому, что вещества, освещенные лазером, могут быть нагреты до весьма высоких температур.