Использование ударных волн в медицине:

• Ударно-волновая терапия при ишемии, сердечной болезни.

• Применение в урологии при мочекаменных болезнях.

• В ортопедии и травматологии для удаления остеофитов (при пяточной шпоре).

_______________________________________________________________________________________

№15. Тепловое излучение. Его характеристики: энергетическая светимость, спектральная плотность, их взаимосвязь. Закон Стефана-Больцмана.

Теплово́е излуче́ние — это излучение нагретых тел, возникающее при любых температурах выше 0^0, поэтому излучается всеми телами. В зависимости от температуры тела изменяется интенсивность излучения и спектральный состав. Нагретое тело излучает э/м волны.

Спектр излучения - это график или диаграмма, показывающая какие виды излучения и в каких количествах для данного тела излучателя.

Характеристики теплового излучения:

1. Энергетическая светимость (излучательная способность Е) это энергия э/м-го излучения испускаемого по всевозможным направлениям c 1м² поверхности за 1с. Ед.измерения Вт/м²

[Е]=[Дж/с*м² ] * [Вт/м²]

2.Коэффициент поглощения(поглощательная способность) тела(А)-это отношение потока э/м-го излучения, поглощаемого данным телом, к потоку излучения, падающего на него. А=Фпогл./Фпад.

Это безразмерная величина.

Спектральные характеристики:

Нагретое тело излучает и поглощает э/м-ые волны различной длиныю Распределение энергии э/м-го излучения между волнами различной длины волны представляет одну из важнейших характеристик излучения. Тепловое излучение имеет непрерывный спектр. Выделим небольшой интервал длин волн от λ до λ+dλ. Энергетическая светимость , соответствующая этому интервалу, пропорциональна ширине интервала. dE=ε_λ,Т

Спектральная плотность энергетической светимости тела (ε_λ,Т) равна отношению энергетической светимости узкого участка спектра dE_λ,Т, к ширине этого участка dλ

ε_λ,Т= dE/ dλ

Измеряется в Вт/м³

Закон Стефана-Больцмана: Энергетическая светимость черного тела пропорционально 4 степени его термодинамической температуре.

R_T- площадь под кривой в диапазоне длин волн от 0 до∞.

R_e=ϭT⁴ ϭ-постоянная Ст-Больцмана. Численное значение   Дж·с⁻¹·м⁻² · К⁻⁴.Примером теплового излучения является свет от лампы накаливания.

_______________________________________________________________________________________

№16. Поглощение теплового излучения. Коэффициент поглощения. Понятие абсолютно черного тела. Закон Кирхгофа.

Тепловое излучение также как и и другие виды излучения может поглощаться телами. Характеристикой этого поглощения теплового излучения является коэффициент поглощения.

Коэффициент поглощения- способность тела поглощать Е излучения = отношение потока излучения поглощенного данным телом, к потоку излучения, упавшего на него.

α=Фпогл./Фпад.

Коэффициент поглощения зависит от длины волны

α_λ=Фпогл.(λ)/Фпад. (λ)

Абсолютно черное тело-это тело, которое при любой температуре полностью поглощает падающее на него излучения.

или

Тело, λ=1 для всех длин волн - черное, поглощает все падающие на него излучения при любой температуре.

Модель черного тела - отверстие в замкнутой непрозрачной полости. Луч, попавший в это отверстие, многократно отразившись от стенок, почти полностью будет поглощен.

Закон Кирхгофа: При одинаковой температуре отношение спектральной плотности и энергетической светимости к монохроматич. коэфф. поглощения одинаково для любых тел, в том числе и для черного.

(ε_λ /α_λ)₁=( ε_λ /α_λ)₂= E_λ/1 = f(λ,Т). E_λ- спектральная плотность энергетической светимости черн. тел.

f(λ,Т)=ε_λ,Т^АЧТ; f(λ,Т)- функция Кирхгофа.

Нагретые тела излучают те волны, которые они при это температуре и поглощают.

№17. Распределение энергии в спектре теплового излучения. Закон Вина.

Спектр теплового излучения - это зависимость спектральной плотности энергетической светимости от длины волны. Спектр излучения абсолютно черного тела является сплошным. В зависимости от температуры спектр излучения может принимать разный вид (см. рис.)

Чем выше t, тем выше спектральная плотность энергетической светимости. Спектр теплового излучения имеет максимум спектральной плотности, который с повышением t смещается в область коротких волн. Эти закономерности распределения энергии в спектре теплового излучения сформулированы в виде закона излучения Вина: Длина волны λ_max, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости АЧТ, обратно пропорциональна абсолютной температуре излучающего тела.

λ_max=b/T, гдеb=0,29*10^-2 м*К-постоянная Вина.

Данный закон получается из формулы Планка, Функция ε_λ,Т^АЧТ имеет экстремум при условии, что:

d ε_λ,Т^АЧТ/dλ=0

U_ν=ν³f(ν/t)

U_ν- плотность энергии излучения

ν- частота излучения

Т-t излучающего тела

f-зависящ.от теплоты и частоты.

С тенки модели абсолютно черного тела(АЧТ) состоит из атомов, которые можно возбудить, передав им тепловую Ет. После возбуждения, через время Т=10^-8с излучается квант э/м-ой энергии hν. Возбуждение происходит за счет тепловой энергии. Наибольшее число атомов ВЧТ поглощают тепловую энергию ~КТ и сообщают ее ē так, что излучаются э/м-ые кванты с энергией hν~КТ, т.е. h=с/λ_max~КТ, λ_max~hc/T.

ε_λ,Т^АЧТ

Т₃

Т₂ Т₁

λ, М

_______________________________________________________________________________________

№18. Инфракрасное излучение. Тепловидение. Методы получения изображений в тепловидении: фотоматериалы, жидкие кристаллы, электронно-оптические преобразователи.

Инфракра́сное излуче́ние — электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света и микроволновым излучением 0,76мкм ≤ λ ≥ 1-2 мкм.

Сейчас весь диапазон инфракрасного излучения делят на три составляющих:

• коротковолновая область: λ = 0,74—2,5 мкм;

• средневолновая область: λ = 2,5—50 мкм;

• длинноволновая область: λ = 50—2000 мкм;

При пониженной температуре энергет.светимость света мала. Не все тела могут быть использованы в качестве источника ИК излучения.