3.3. Рекомендована література.

Перелік навчальної літератури:

Основна:

13. Л.Ф. Ємчик, Я.М. Кміт «Медична і біологічна фізика», сотр. 339-348.

14. О.В. Чалий «Медична і біологічна фізика» стор. 595-606.

Додаткова:

1. А.Н. Ремизов «Медицинская и биологическая физика» стор. 525-529

3.4. Орієнтовна карта для самостійної роботи з літературою.

Скласти структурно-логічну схему вивчення донної теми

3.5. Матеріали для самоконтролю. Контрольні запитання та завдання

1. Що називається люмінесценцією?

2. За яких умов виникає люмінесцентне світіння? Поясніть механізм його виникнення.

3. У чому відмінність між фосфоресценцією та флуоресценцією?

4. Які параметри характеризують люмінесценцію?

5. Поясніть механізм виникнення хемілюмінесценції, охарактеризуйте її види.

6. Наведіть приклади використання хемілюмінесценції в діагностиці захворювань.

Задачі

1. Під час катодолюмінесценції електрон прискорюється електричним полем з різницею потенціалів 100 В. Визначіть довжину хвилі світіння, якщо у випромінювання перетворюється 2% кінетичної енергії електрона.

2. Діючи на люмінофор, ультрафіолетове випромінювання з довжиною хвилі 300 нм спричинює видиме випромінювання з довжиною хвилі 480 нм. Який відсоток енергії поглинання перетворюється в енергію видимого випромінювання в цьому люмінофорі?

3. Чи можна спричинити світіння люмінофору з довжиною хвилі 400 нм опроміненням його світловими хвилями з довжиною 600 нм? Чому?

4. Внаслідок катодолюмінесценції електрон у момент удару в анод має швидкість 2-106 м/с. Визначіть довжину хвилі люмінесцентного випромінювання, якщо в нього переходить 20% кінетичної енергії електрона.

5. У результаті дії на люмінофор ультрафіолетового випромінювання з довжиною хвилі 200 нм виникає видиме випромінювання з довжиною хвилі 500 нм. Яка частина енергії поглинутого кванта витрачається на неоптичні процеси?

Елементи фахової компетентності

Надслабке світіння живих об'єктів зумовлене окислювальними реакціями екзотермічного характеру.

Продукти вільнорадикального окиснення негативно впливають на усі системи і структури клітин. Вільно-радикальне окиснення є патогенетичною основою деяких захворювань, а інтенсивність надслабкого світіння може бути діагностичним тестом.

Запальні процеси в легенях супроводжуються утворенням вільних радикалів, внаслідок чого посилюється світіння сироватки крові.

За наявності злоякісних новоутворень надслабке світіння дає змогу визначити фазу розвитку чи розпаду пухлини.

Знаючи характер люмінесцентного світіння органів, можна контролювати їх функціонування (внаслідок патології характер люмінесценції тканин органів помітно змінюється).

Внутрішньовенне або підшкірне введення люмінофору дає змогу вивчити функціональний стан органів і тканин.

Функціонування біомембран вивчають методом флуоресцентних зондів.

Фрейм додаткової інформації

Біолюмінесценція — це "холодне" світіння, тобто біохімічні реакції, що спричинені дією випромінюван­ня, не супроводжуються виділенням тепла.

Біолюмінесцентні реакції відбуваються переважно за участю кисню та спеціалізованих ферментів. Наприклад, у реакції, яка зумовлює біолюмінесценцію світлячків, бере участь люциферин, АТФ, кисень і фермент люцифераза. Світлячки дають випромінювання з довжиною хвилі 560 нм у жовто-зеленій ділянці спектра. Квантовий вихід цього процесу становить майже 100 %.

Біолюмінесценцію пояснюють еволюцією тва­ринного світу. З накопиченням кисню в атмосфері Землі існуючі анаеробні організми повинні були захищатися від його токсичних молекул. Одним із способів зниження концентрації кисню було його відновлення з утворенням води. Енергія, яка виділяється під час таких реакцій, достатня для збудження молекул або проміжних сполук, які пізніше здатні випромінювати енергію.

Цей механізм тепер вже не є необхідним, оскільки організми еволюціонували від анаеробного до аеробного типу обміну. На сучасному етапі світло як побічний продукт має інше значення і слугує для світлячків "шлюбним" сигналом.

Тема: Оптичні методи вивчення біологічних об’єктів. Фотоефект.

І. Актуальність теми.

Розділ фізики «Оптика» пов’язаний з вивченням природи світла та характеристикою світлових явищ, таких як дисперсія, дифракція, інтерференція світла. Проте повну картину щодо природи світла можна дати тільки ввівши і пояснивши поняття фотоефекту, яке пояснює корпускулярну природу світла. Це дає можливість пояснити деякі явища природи, наприклад тиск світла і повністю пояснює корпускулярно-хвильовий дуалізм природи світла.

ІІ. Навчальні цілі.

В результаті самостійної роботи студент повинен знати:

• Закони зовнішнього фотоефекту;

• Формулу Ейнштейна для фотоефекту;

• Пояснити природу перетворення енергії світла в електричну;

• Застосування фотоелементів.

ІІІ. Матеріали до аудиторної самостійної роботи: