- •Аналитические методы в биофизике
- •1. Физикохимическая природа, возникающих первичных информационных сигналов.
- •1.2 Электромагнитная среда спектрального анализа.
- •Радиоизлуче́ние Это электромагнитное излучение с длинами волн 5·10−5—1010 метров и частотами, соответственно, от 6·1012 Гц и до нескольких Гц.
- •Рентгеновское излучение.
- •Источники: космос, ядерные реакции, радиоактивный распад, синхротронное излучение.
- •1.2 Акустическое поле
- •1.3Информационные сигналы механических обьектов.
- •1.5 Сигналы электрохимических датчиков.
- •2.Теоретические основы электромагнитного излучения
- •2.1 Квантово-волновая природа энергии электромагнитных излучений .
- •1.4 Сигналы электрических датчиков
- •2.2 Спектры излучения и поглащения
- •2.3 Волновые свойства света
- •Интерференция света
- •Дифракция света
- •Дисперсия света
- •Примеры Пример 3.1
- •Пример 3.2
- •Пример 3.3
- •3. Типовая структурная схема одноканального фотометра.
- •4. Методы анализа в оптическом диапазоне электромагнитных излучений.
- •Светопоглощение определяется разницей энергий световых потоков, поступающего в кювету и прошедшего кювету.
- •4.2 Нефелометрический анализ
- •4.3 Турбидиметрический анализ
- •4.4 Флуориметрический анализ
- •4.5 Хемилюминесцентный анализ
- •4.6 Рефлектометрический анализ
- •4.7 Пламенная фотометрия
- •4.8 Атомная абсорбциометрия
- •4.9 Поляриметрический метод анализа
- •4.10 Рефрактометрический метод анализа
Рентгеновское излучение.
от 0,1 нм = 1 Å (12 400 эВ) до 0,01 нм = 0,1 Å (124 000 эВ) — жёсткое рентгеновское излучение. Источники: некоторые ядерные реакции, электронно-лучевые трубки.
от 10 нм (124 эВ) до 0,1 нм = 1 Å (12 400 эВ) — мягкое рентгеновское излучение. Источники: электронно-лучевые трубки, тепловое излучение плазмы.
Рентгеновские кванты излучаются в основном при переходах электронов в электронной оболочке тяжёлых атомов на низколежащие орбиты. Вакансии на низколежащих орбитах создаются обычно электронным ударом. Рентгеновское излучение, созданное таким образом, имеет линейчатый спектр с частотами, характерными для данного атома. Это позволяет, в частности, исследовать состав веществ (рентгено-флюоресцентный анализ).
В рентгеновских лучах наблюдается дифракция на кристаллических решётках, поскольку длины электромагнитных волн на этих частотах близки к периодам кристаллических решёток. На этом основан метод рентгено-дифракционного анализа
Гамма-γ-излучение.
Гамма-лучи имеют энергию выше 124 000 эВ и длину волны меньше 0,01 нм = 0,1 Å.
Источники: космос, ядерные реакции, радиоактивный распад, синхротронное излучение.
Прозрачность вещества для гамма-лучей, в отличие от видимого света, зависит не от химической формы и агрегатного состояния вещества, а в основном от заряда ядер, входящих в состав вещества, и от энергии гамма-квантов.. Оптических зеркал и линз для γ-лучей не существует.
1.2 Акустическое поле
Акустическое поле, представляет собой области разрежения и сжатия, распространяющиеся в веществе в виде волн: в воздухе, воде, твердых телах и в живых организмах.
Акустические колебания различаются, прежде всего, тремя параметрами: частотой колебаний, величиной акустического давления – разностью давления между максимумом и минимумом в акустической волне, а также скоростью звука – скоростью распространения волн в среде. По частоте акустические колебания различаются на: звук (частоты, которые воспринимает человеческое ухо, 20 герц – 20 килогерц), инфразвук (частоты ниже 20 герц), ультразвук (20 килогерц – 1 гигагерц) и гиперзвук (частоты выше 1 гигагерца).
С физической точки зрения распространение колебаний состоит в передаче импульса движения от одной молекулы к другой. Благодаря упругим межмолекулярным связям движение каждой из них повторяет движение предыдущей. Передача импульса требует определенной затраты времени, в результате чего движение молекул в точках наблюдения происходит с запаздыванием по отношению к движению молекул в зоне возбуждения колебаний. Таким образом, колебания распространяются с определенной скоростью. Скорость распространения звуковой волны с - это физическое свойство среды.
1.3Информационные сигналы механических обьектов.
Первичные сигналы о состоянии исследуемого объекта или процесса имеют механическую природу. Первичными сигналами в которых являются:
Изменения формы, объема или размеров чувствительного элемента; деформационные параметры
Перемещение центра массы тела в пространстве; линейное перемещение.
Наклон тела, поворот, вращение; угловое перемещение.
Возникновение механического ускорения; акселерометры.
Изменение состояния механических колебаний тела или системы тел; вибрационные явления.
Хроматографические процессы, первичные сигналы в которых появляются вследствие механического перемещения молекул (жидкости, газа) сквозь пористую среду.