5. Укажите основные св-ва лазерного излучения и объясните их происхождение.

Лазеры – источники электромагнитного излучения, основанные на явлении вынужденного излучения квантовых систем. Вынужденное излучение возникает под действием внешнего резонансного излучения (затравочного кванта). Основные св-ва. Высокая направленность – определяется св-вами резонатора, т.к. max усиливается лишь излучение, распространяющееся перпендикулярно его зеркалам. Высокая монохроматичность – определяется прежде всего длинной волны и шириной линии люминесценции (лазерного перехода) активной среды, а в пределах ширины этой линии – св-вами резонатора. Высокая когерентность – является прямым следствием когерентных (согласованность нескольких колебательных процессов во времени, проявляющаяся при их сложении) св-в вынужденного излучения. Высокая спектральная плотность мощности – отношение интенсивности лазерного излучения к ширине спектральной линии излучения.

6. Как и почему сопротивление живой ткани зависит от частоты переменного тока? Как определяется жизнестойкость ткани?

Сопротивление ткани max и равно R₁ на постоянном токе (ω=0), а с увеличением частоты импеданс сначала быстро уменьшается, а затем, достигнув некоторого значения Z₂, остаётся практически неизменным. Такая зависимость указывает на то, что в живой ткани нет элементов, обладающих индуктивностью, но есть элементы, обладающие св-вами ёмкости. Z=R₁(R₂²+X_C²)/((R₁+R₂)²+X_C²). Емкостное сопротивление ткани X_C=1/ωC определяется её диэлектрическими составляющими. На очень высоких частотах сопротивление емкости стремится к нулю и импеданс живой ткани стремится к min значению: Z=R₁R₂/R₁+R₂. R₁- сопротивление кожи, R₂ – сопротивление цитоплазмы, крови. Зависимость импеданса ткани от частоты переменного тока определяется физиологическими особенностями ткани, что позволяет использовать измерения их электропроводимости в биологических и мед. исследованиях. Для живой ткани обычно R₁>>R₂, поэтому на средних частотах, когда (1/ωC)<<R₁, импеданс описывается формулой Z=(R₂²+(1/ ωC)²). Три вида ткани: живая, дефектная, мертвая. Коэф. поляризации (жизнестойкость) ткани К=Z_Н(v=10³)/Z_B(v=10⁶). Для живой ткани К>>1.

Билет 13

1. Оптическая система глаза, его чувствительность к свету и цвету, угол зрения, острота зрения. Недостатки оптической системы глаза и их устранение с помощью линз.

Оптическая система глаза (60-73дптр) служит для построения на сетчатке действительного уменьшенного перевернутого изображения. Её образуют преломляющие поверхности: роговица (40дптр), хрусталик (19-30дптр), передняя камера глаза (4дптр). Линия, проходящая через центр хрусталика и центральную ямку на сетчатке – зрительная ось. Сложную оптическую систему глаза удобно заменить одной тонкой собирающей линзой – приведенным глазом, расположенным в центре хрусталика. На сетчатке создаётся действительное, уменьшенное и перевернутое изображение рассматриваемых предметов. При близорукости (миопии) задний фокус глаза находится перед сетчаткой. При коррекции подбирают рассеивающую линзу. При дальнозоркости задний фокус глаза находится за сетчаткой, компенсируется за счёт напряжения цилиарной мышцы. Для коррекции используют собирающие линзы. При астигматизме световые лучи, лежащие в горизонтальной и вертикальной плоскостях, имеют разные, не совпадающие фокусы. Компенсируют путем подбора цилиндрических линз. Острота зрения определяется min углом зрения, при котором глаз способен видеть раздельно 2 точки предмета. Угол зрения φ образованный лучами, идущими от крайних точек предмета А и В через центр хрусталика. Две точки предмета воспринимаются раздельно, если их изображения на сетчатке приходятся на не соседние колбочки. Min расстояние между колбочками d=5мкм, расстояние от сетчатки до центра хрусталика f=17мм. Min угол зрения в норме равен 1 угловой минуте: φ_min=d/f=3*10^-4рад=1’. Острота зрения определяется по формуле y=1’/φ_min. В норме φ_min=1’, острота зрения y=1. С увеличением min угла зрения острота зрения уменьшается. Предел разрешения глаза – min расстояние между двумя точками предмета, различаемых невооружённым глазом на расстоянии наилучшего зрения d₀ и прямо зависит от остроты зрения: Z= φ_mind₀=3*10^-4*250мм=75мкм. Палочки (125млн) расположены по всей поверхности сетчатки и отвечают за черно-белое (сумеречное) зрение. Колбочки (6,5млн) сконцентрированы в центре сетчатки и отвечают за цветное зрение. При дневном освещении L_max=550нм, в сумерках L_max=510нм. Синий – 440нм, голубой – 510нм, зеленый – 540нм, красный 590нм.