54.Люминесценция биологических систем. Безизлучательный переход. Люминесцентный анализ. Люминесцентные метки и зонды и их применение.

Люминесценцию, возникшую в результате освещения молекул, называют

фотолюминесценцией. Свечение, сопровождающее химические реакции, называется хемилюминесценцией .Многие живые организмы, например светляки, бактерии, некоторые морские организмы, способны испускать довольно сильный свет в результате реакций, катализируемых специфическими ферментами; такое свечение называют биолюминесценцией. В физике

известны явления термолюминесценции, электролюминесценции, сонолюминесценции,

триболюминесценции. Эти термины указывают на то, что причиной образования

электронно-возбужденных молекул в этих случаях является нагревание образцов,

пропускание электрического тока, воздействие ультразвуком, трение поверхностей.

В Спонтанной люминисценции наблюд. безизлучательный переход.

В некоторых случаях атом (молекула), поглотивший энергию hν_пгл, переходит с основного уровня S₀, на возбужденный S₃^* (рис.3). При взаимодействии с другими частицами они передают им часть полученной энергии и переходят на возбужденный уровень S₂^*. Излучательный переход с S₂^* на S₀ и образует люминесцентное свечение, которое в этом случае называется спонтанным. Переход с уровня S₃^* на уровень S₂^* не сопровождается испусканием кванта электромагнитного излучения и потому называется безизлучательным. Энергия этого перехода пополняет запас внутренней энергии тела.

Люминесцентные зонды и метки. В медицине используется применение специальных флуоресцирующих молекул, добавляемых к исследуемым биологическим системам извне, в которых они распределяются в соответствии со своими свойствами. Примером использования флуоресцентных зондов является метод флюоресцентной ангиографии - контрастирование сосудов флуоресцеином и их последующее фотографирование.

55.Рентгеновские лучи и их свойства. Простейшая рентгеновская трубка. Тормозное рентгеновское излучение и его спектр.

1. В 1895 г., исследуя катодные лучи, немецкий ученый Вильгельм Конрад Рентген обнаружил, что флуоресцирующий экран, поднесенный к установке, закрытой плотным непрозрачным для света чехлом, ярко вспыхивает. Был сделан вывод, что существует какое-то неизвестное излучение, для которого материал чехла является прозрачным. Это излучение Рентген назвал X-лучами.

2. Исследуя причины появления этого излучения, Рентген установил, что оно появляется в том месте, где пучок летящих электронов ударяется о стенку катодной трубки. Исходя из этого обстоятельства, Рентген сконструировал и построил первую, предназначенную специально для получения X-излучения, трубку, существенные черты конструкции которой сохранились до наших дней. Рентгеновская трубка (рис.1) представляет собой стеклянный баллон с двумя впаянными основными электродами: анодом (А) и катодом (К). Катод выполнен в виде спирали из тугоплавкого металла (W, Pt), через которую пропускают ток. Анод представляет собой цилиндр, торец которого срезан под углом. В скошенную поверхность торца анода впаяна пластинка из тугоплавкого металла – «зеркало» (З). В баллоне создается высокое разряжение Р =10^-6-10^-7 мм.рт.ст. Между анодом и катодом приложено высокое напряжение. Электроны, испускаемые нитью накала, ускоряются электрическим полем до скоростей ~2·10⁸ м/с. Узкий пучок электронов и направляется на анод, который, благодаря косому срезу, направляет возникающее на «зеркале» рентгеновское излучение в выходное окно трубки. К.п.д. рентгеновской трубки составляет всего 1-5 %, а остальная энергия электронного пучка превращается во внутреннюю энергию. По этой причине тело анода изготавливают из хорошо проводящих тепло материалов (Сu) и часто полым для подвода охлаждающей жидкости.

По механизму возбуждения рентгеновское излучение подразделяется на тормозное и характеристическое. Тормозное рентгеновское излучение возникает при торможении электронов, движущихся с большой скоростью, электрическими полями атомов анода. Условия торможения отдельных электронов не одинаковы. В результате в энергию рентгеновского излучения переходят различные части их кинетической энергии.   Спектр тормозного рентгеновского излучения не зависит от природы вещества анода. Как известно, энергия фотонов рентгеновских лучей определяет их частоту и длину волны. Поэтому тормозное рентгеновское излучение не является монохроматическим. Оно характеризуется разнообразием длин волн, которое может быть представлено сплошным (непрерывным) спектром. Рентгеновские лучи не могут иметь энергию большую, чем кинетическая энергия образующих их электронов. Наименьшая длина волны рентгеновского излучения соответствует максимальной кинетической энергии тормозящихся электронов. Чем больше разность потенциалов в рентгеновской трубке, тем меньшие длины волны рентгеновского излучения можно получить.