Оптическое излучение - электромагнитное излучение с длиной волны от 100 до 10000 нм. В зависимости от длины волны оптическое излучение подразделяется на ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное.

Излучение оптического диапазона возникает при нагревании тел из-за теплового движения атомов и молекул. Это естественное (неполяризованное) оптическое излучение, у которого направления колебаний векторов быстро и беспорядочно сменяют друг друга при движении в пространстве.

Среди электромагнитных полей вообще, порожденных электрическими зарядами и их движением, принято относить собственно к излучению ту часть переменных электромагнитных полей, которая способна распространяться наиболее далеко от своих источников — движущихся зарядов, затухая наиболее медленно с расстоянием.

Если при распространении электромагнитной волны световой вектор, сохраняет свою ориентацию, то такую волну называют линейно-поляризованной или плоско-поляризованной, а плоскость, в которой колеблется световой вектор - плоскостью колебаний . Электромагнитная волна, испускаемая каким-либо атомом (или молекулой) в единичном акте излучения, всегда линейно-поляризована. Источником линейно-поляризованного света также являются лазеры.

37. Временная и пространственная периодичности волны. Как они взаимосвязаны?

Волны имеют две основные характеристики: временную периодичность - называемую частотой волны ν (скорость изменения фазы с течением времени и какой-то заданной точке); пространственную периодичность называемую длиной волны λ (скорость изменения фазы и определенный момент времени с изменением координаты). Временной и пространственная периодичности взаимосвязаны. В упрощенном виде для волн, распространяющихся в однородном и изотропном пространстве, эта зависимость имеет следующий вид: ν = / λ , где \/_ф - фазовая скорость распространения волны в данной среде (для вакуум,I она равна скорости света \/_ф = с = 2,998 * 10⁸ м/с)

6.38.46 Подавляющее количество информации об окружающем мире человек получает помощью того, что мы называем светом, а более точно - с помощью оптического излучения. Оптическое излучение, как известно, обладает свойствами …. КАКИМИ?

Оптическое излучение, как известно, обладает одновременно волновыми и корпускулярными свойствами.

То есть, с одной стороны, электромагнитное излучение оптического диапазона это волновой процесс с частотой колебаний или длиной волны , а с другой – поток элементарных частиц, называемых фотонами, с энергией W_opt (обычно измеряемой в электронвольтах - эВ). Поэтому, соответственно, имеются две теории: волновая (электромагнитная) и корпускулярная (квантовая).

39. Уравнение плоской гармонической волны, распространяющейся, например, вдоль оси z в среде без потерь записывается в следующем виде: ЗАПИШИТЕ И ПОЯСНИТЕ.

Уравнение плоской гармонической монохроматической волны, распространяющейся, например, вдоль оси z в среде без потерь записывается в следующем виде

Под величиной A понимается физическая величина, определяющая волновой процесс, например вектор или . Максимальное значение этой величины называется амплитудой, обозначенной в (6.1) через A₀ . Размерность амплитуды определяется природой волнового процесса. Например, в электромагнитных волнах амплитуда напряженности электрического поля измеряется в вольтах на метр (В/м), а магнитного поля - в амперах на метр (А/м).

Выражение, стоящее в скобках (6.1), называется текущей фазой колебания, через которую определяется значение физической величины в данный момент времени и в данной точке пространства. Константа называется начальной фазой, а - волновой вектор.

40. Оптическое излучение может быть естественным и поляризованным. Для естественного (ПОЛЯРИЗОВАННОГО ИЛИ НЕПОЛЯРИЗОВАННОГО? Поясните) оптического излучения направления колебаний векторов и …. КАК ОНИ ВЕДУТ СЕБЯ?

Естественное (неполяризованное) оптическое излучение – это излучение у которого направления колебаний векторов и быстро и беспорядочно сменяют друг друга при движении в пространстве. Самым известным источником оптического излучения является Солнце. Его поверхность (фотосфера) нагрета до температуры примерно 6000 градусов по Кельвину и оно светит ярко-белым светом (максимум непрерывного спектра солнечного излучения расположен в «зелёной» области 550 нм, где находится и максимум чувствительности глаза). Источники искусственного оптического излучения - технические устройства различной конструкции и различными способами преобразования энергии, основным предназначением которых является получение светового излучения (как видимого, так и с различной длиной волны, например, инфракрасного). В источниках света используется в основном электроэнергия, но так же иногда применяется химическая энергия и другие способы генерации света (триболюминесценция, радиолюминесценция, биолюминесценция).

41. Сканирующий метод получения рентгеновского изображения ПОЯСНИТЕ.

 Рентгенография - исследование внутренней структуры объектов, которые проецируются при помощи рентгеновских лучей на специальную плёнку или бумагу. Наиболее часто термин используется в медицинском контексте, описывающий неинвазивное исследование, основанное на изучении костных структур и мягких тканей, при помощи суммационного проекционного изображения.

Получение изображения основано на ослаблении рентгеновского излучения при его прохождении через различные ткани с последующей регистрацией его на рентгеночувствительную плёнку. Таким образом на плёнке получается усреднённое, суммационное изображение всех тканей (тень). 

Флюорография— рентгенологическое исследование, заключающееся в фотографировании флуоресцентного экрана, на который спроецировано рентгенологическое изображение. Флюорография даёт уменьшенное изображение объекта (например, 24 × 24 мм или 35 × 35 мм). Флюорографию применяют главным образом для исследования органов грудной клетки, молочных желёз, костной системы. Используют, как правило, для предварительного исследования состояния внутренних органов пациентов с помощью малых доз рентгеновского излучения.

42. По какому принципу человеческое зрение различает цвета? Для чего нужно наличие двух глаз? Основными функциями глаза, как системы являются: НАЗОВИТЕ.

Человек получает знания из внешнего мира с помощью биологической реакции, зрительных ощущений, в результате восприятия глазом светового электромагнитного излучения и преобразования информации об этом излучении человеческим мозгом. С помощью глаз человек получает большую часть всей знаний, которые к нему попадают.

По тому, как электромагнитные волны отражаются от предметов, человеческое зрение различает цвета. Тело, которое отражает цвет приблизительно одинаково во всем видимом диапазоне, представляется наблюдателю белым .Тело, отражающее свет в каком-то ограниченном диапазоне длин волн, воспринимается с некоторым цветовым оттенком. Например, зеленый предмет в основном отражает свет с длинами волн 500-570 нм, поглощая большую часть энергии в других интервалах длин волн.

Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопичным (то есть формировать трехмерное изображение). Правая сторона сетчатки каждого глаза передает через зрительный нерв «правую часть» изображения в правую сторону головного мозга, аналогично действует левая сторона сетчатки. Затем две части изображения - правую и левую - головной мозг соединяет воедино.

Глаз можно назвать сложным оптическим прибором. Его основная задача – «передать» правильное изображение зрительному нерву. В качестве основных функций можно отметить оптическую систему, которая проецирует изображение; систему, которая осуществляет восприятие и «раскодировку» для мозга полученной информации; систему жизнеобеспечивания, которая играет огромное значение для жизни и безопасности человека.

Человек видит не глазами, а посредством глаз, откуда информация передается через зрительный нерв, зрительные тракты в определенные области затылочных долей коры головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим.

43. На сегодняшний день самыми яркими источниками света являются газоразрядные лампы. Газоразрядные источники света - это … ПОЯСНИТЕ.

Для освещения могут быть использованы следующие типы газоразрядных источников света: … НАЗОВИТЕ.

Газоразрядная лампа - лампа, в которой свечение создается непосредственно или опосредованно от электрического разряда в газе, в парах металла или в смеси газа и пара.  Газоразрядные лампы – это лампы, в которых электрическая энергия преобразуется в оптическое излучение при прохождении электрического тока через газы и другие вещества (например, ртуть), находящиеся в парообразном состоянии

В большинстве газоразрядных ламп используется излучение положительного столба дугового разряда (реже тлеющего разряда, например в газосветных трубках), в импульсных лампах – искровой разряд, переходящий в дуговой. Существуют лампы дугового разряда с низким давлением, например натриевая лампа низкого давления; с высоким и сверхвысоким давлением, например ксеноновые газоразрядные лампы Газоразрядные лампы применяют для общего освещения, облучения, сигнализации и других целей. В газоразрядных лампах для общего освещения важны высокая световая отдача, приемлемый цвет, простота и надёжность в эксплуатации.  Для специальных целей важны такие характеристики газоразрядных ламп как:

• яркость и цвет (например, газоразрядные ксеноновые лампы сверхвысокого давления для киноаппаратуры),

• спектральный состав и мощность (газоразрядные ртутно-таллиевые лампы погруженного типа для промышленной фотохимии),

• мощность и идентичность спектрального состава излучения солнечному (газоразрядные ксеноновые лампы в металлической оболочке для имитаторов солнечного излучения),

• амплитудные и временные характеристики излучения (газоразрядные импульсные лампы для скоростной фотографии, стробоскопии и т. д.).

44.Палочки и колбочки. Что это такое и для чего они служат? Сколько их?

Сетчатка - светочувствительный слой глаза- состоит из выстилающих внутреннюю поверхность глаза фоторецепторов (то есть клеток, чувствительных к свету) и нервных клеток. Клетки-рецепторы, расположенные в сетчатке, делятся на два вида: колбочки и палочки. В этих клетках, вырабатывающих фермент родопсин, происходит преобразование энергии света (фотонов) в электрическую энергию нервной ткани, то есть фотохимическая реакция. Свет, который входит в глаз через роговицу, проходит последовательно сквозь жидкость передней камеры, хрусталик и стекловидное тело, пройдя через всю толщу сетчатки, попадает на отростки светочувствительных клеток — палочек и колбочек. В них протекают фотохимические процессы, обеспечивающие цветовое зрение.

В глазу насчитывается от 6 до 7 миллионов колбочек, которые обладают высокой чувствительностью к спектральным составляющим света. Функцией колбочек является распознавание цвета.

Колбочки обеспечивают фотопическое зрение, или зрение при ярком свете. Наибольшее скопление колбочек находится в центральной ямке (макуле), отвечающей за самую высокую остроту зрения.

Количество палочек в глазу намного больше: по поверхности сетчатки их распределено от 75 до 150 миллионов. Палочки отвечают за яркость и контраст. палочки позволяют сформировать общую картину всего поля зрения. Они также отвечают за периферическое зрение.

Палочки обладают высокой светочувствительностью, «работают» при низких уровнях освещенности и позволяют видеть при плохом освещении. Палочки не участвуют в обеспечении цветного зрения. Из-за этого предметы, имеющие яркую окраску при дневном свете, при сумеречном освещении выглядят как лишенные цветов образы, поскольку возбуждаются только палочки

45 Рентгеновская компьютерная томография (КТ) — ЧТО ЭТО? ПОЯСНИТЕ.

Компьютерная томография — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта, который был предложен в 1972 году Годфри Хаунсфилдом и Алланом Кормаком, удостоенными за эту разработку Нобелевской премии. Метод основан на измерении и сложной компьютерной обработке разности ослабления рентгеновского излучения различными по плотности тканями. Рентгеновская компьютерная томография (КТ) — томографический метод исследования внутренних органов человека с использованием рентгеновского излучения. Рентгеновский луч проходит через неподвижный объект. Детекторы получают и записывают показатели поглощения различных тканей. Записи делают 160 раз, пока рентгеновская трубка перемещается линейно вдоль сканируемой плоскости. Затем рама поворачивается на 1⁰, и процедура повторяется. Запись продолжается, пока рама не повернется на 180⁰. Каждый детектор записывает 28800 кадров (180x160) в течение исследования. Информация обрабатывается компьютером, и посредством специальной компьютерной программы формируется изображение выбранного слоя. С математической точки зрения построение изображения сводится к решению системы линейных уравнений.

46. Подавляющее количество информации об окружающем мире человек получает помощью того, что мы называем светом, а более точно - с помощью оптического излучения. Оптическое излучение, как известно, обладает свойствами …. КАКИМИ?

Оптическое излучение, как известно, обладает одновременно волновыми и корпускулярными свойствами.

То есть, с одной стороны, электромагнитное излучение оптического диапазона это волновой процесс с частотой колебаний или длиной волны , а с другой – поток элементарных частиц, называемых фотонами, с энергией W_opt (обычно измеряемой в электронвольтах - эВ). Поэтому, соответственно, имеются две теории: волновая (электромагнитная) и корпускулярная (квантовая).

ТЕМА_5-1

47. Поясните, что такое УЗИ. Физическая основа УЗИ. 

Ультразвуковое исследование (УЗИ) — неинвазивное исследование организма человека или животного с помощью ультразвуковых волн.

В основе УЗИ лежит пьезоэлектрический эффект. При деформации монокристаллов некоторых химических соединений (кварц, титанат бария) под воздействием ультразвуковых волн, на поверхности этих кристаллов возникают противоположные по знаку электрические заряды — прямой пьезоэлектрический эффект. При подаче на них переменного электрического заряда, в кристаллах возникают механические колебания с излучением ультразвуковых волн. Таким образом, один и тот же пьезоэлемент может быть попеременно то приёмником, то источником ультразвуковых волн. Эта часть в ультразвуковых аппаратах называется акустическим преобразователем, трансдюсером или датчиком.

Ультразвук распространяется в средах в виде чередующихся зон сжатия и расширения вещества. Звуковые волны, в том числе и ультразвуковые, характеризуются периодом колебания; частотой ,длиной. Любая среда, в том числе и ткани организма обладает различным акустическим сопротивлением, величина которого зависит от их плотности и скорости распространения звуковых волн. Чем выше эти параметры, тем больше акустическое сопротивление

Достигнув границы двух сред с различным акустическим сопротивлением, пучок ультразвуковых волн претерпевает существенные изменения: одна его часть продолжает распространяться в новой среде, в той или иной степени поглощаясь ею, другая — отражается. Полным отражателем является граница между тканями и воздухом.

В простейшем варианте реализации метод позволяет оценить расстояние до границы разделения плотностей двух тел, основываясь на времени прохождения волны, отраженной от границы раздела. Более сложные методы исследования позволяют определить скорость движения границы раздела плотностей, а также разницу в плотностях, образующих границу.

Ультразвуковые колебания в однородной среде распространяются прямолинейно и с постоянной скоростью. На границе различных сред с неодинаковой акустической плотностью часть лучей отражается, а часть преломляется, продолжая прямолинейное распространение.

48. Поясните, что такое МРИ. Физическая основа МРИ. 

Магнитно-резонансная томография (МРТ, MRT, MRI) — томографический метод исследования внутренних органов и тканей с использованием физического явления ядерного магнитного резонанса — метод основан на измерении электромагнитного отклика ядер атомов водорода на возбуждение их определённой комбинацией электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряжённости.

Метод ядерного магнитного резонанса позволяет изучать организм человека на основе насыщенности тканей организма водородом и особенностей их магнитных свойств, связанных с нахождением в окружении разных атомов и молекул.

На основе параметров протона (спинов) и их векторном направлении, , а также их привязанности к магнитному моменту протона можно установить, в каких именно тканях находится тот или иной атом водорода.

Если поместить протон во внешнее магнитное поле, то его магнитный момент будет либо сонаправлен, либо противоположно направлен магнитному моменту поля, причём во втором случае его энергия будет выше.

Современные томографы имеют мощные источники сильного магнитного поля. В качестве таких источников применяются как электромагниты , так и постоянные магниты . При этом, так как поле должно быть весьма сильным, применяются сверхпроводящиие электромагниты, работающие в жидком гелии, а постоянные магниты пригодны только очень мощные, неодимовые. Магнитно-резонансный «отклик» тканей в МР-томографах на постоянных магнитах слабее, чем у электромагнитных, поэтому область применения постоянных магнитов ограничена. Однако, постоянные магниты могут быть так называемой «открытой» конфигурации, что позволяет проводить исследования в движении, в положении стоя, а также осуществлять доступ врачей к пациенту во время исследования и проведение манипуляций .

Для определения расположения сигнала в пространстве также используются градиентные катушки, добавляющие к общему однородному магнитному полю градиентное магнитное возмущение. Современные технологии и внедрение компьютерной техники обусловили возникновение такого метода, как виртуальная эндоскопия, который позволяет выполнить трёхмерное моделирование структур, визуализированных посредством КТ или МРТ. Данный метод является информативным при невозможности провести эндоскопическое исследование, например при тяжёлой патологии сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

ТЕМА_5-1

49. Поясните, что такое ЯМР-томография. Физическая основа ЯМР-томографии

В ЯМР или ОМР для получения данных используются безвредные радиоволны, а не гамма-излучение, возникающее при ядерном взрыве.

ЯМР является методом спектроскопии, при котором исследуемый образец помещается в магнитное поле и облучается радиоволнами.

ЯМР - ЭТО ФИЗИЧЕСОЕ ЯВЛЕНИЕ, основанное на свойствах некоторых атомных ядер (протонов), помещенных в эллектро-магнитное поле под воздействием радиочастотных имульсов излучать энергию в виде сигналов, которые регистрируются и преобразуются мощной компьютерной системой.

50. Поясните, что такое Многослойная («мультиспиральная», «мультисрезовая» компьютерная томография — мсКТ.

Многослойная («мультиспиральная», «мультисрезовая» компьютерная томография — МСКТ) была впервые представлена компанией Elscint Co. в 1992 году. Принципиальное отличие мсКТ томографов от спиральных томографов предыдущих поколений в том, что по окружности гентри расположены не один, а два и более ряда детекторов. Для того, чтобы рентгеновское излучение могло одновременно приниматься детекторами, расположенными на разных рядах, была разработана новая — объёмная геометрическая форма пучка. В 1992 году появились первые двухсрезовые (двухспиральные) МСКТ томографы с двумя рядами детекторов, а в 1998 году — четырёхсрезовые (четырёхспиральные), с четырьмя рядами детекторов соответственно. Кроме вышеотмеченных особенностей, было увеличено количество оборотов рентгеновской трубки с одного до двух в секунду. Таким образом, четырёхспиральные мсКТ томографы пятого поколения на сегодняшний день в восемь раз быстрее, чем обычные спиральные КТ томографы четвертого поколения. В 2004—2005 годах были представлены 32-, 64- и 128-срезовые МСКТ томографы, в том числе — с двумя рентгеновскими трубками. Сегодня же в некоторых клиниках уже имеются  320-срезовые компьютерные томографы. Эти томографы, впервые представленные в 2007 году компанией Toshiba, являются новым витком эволюции рентгеновской компьютерной томографии. Они позволяют не только получать изображения, но и дают возможность наблюдать почти что «в реальном» времени физиологические процессы, происходящие в головном мозге и в сердце. Особенностью подобной системы является возможность сканирования целого органа (сердце, суставы, головной мозг и т.д.) за один оборот рентгеновской трубки, что значительно сокращает время обследования, а также возможность сканировать сердце даже у пациентов, страдающих аритмиями.

ТЕМА_5-1

51. Поясните, что такое сканирующий метод получения рентгеновского изображения.

Это способ получения рентгеновского изображения исследуемого объема, при котором формируют сканирующий рентгеновский поток излучения, проводят его через фильтр, пропускающий преимущественно высокоэнергетическую часть спектра излучения рентгеновской трубки, который устанавливают перед исследуемым объемом, и направляют прошедший через исследуемый объем поток излучения на линейку датчиков-регистраторов рентгеновских квантов. Далее с помощью ЭВМ получают изображение. Преимущества данного способа в том, что для его осуществления требуется меньшее количество датчиков, отсутствует рассеянное излучение, негативно влияющее не качество изображения. Но при этом изображение исследуемого объема также является суммационным, время исследования становится более продолжительным, что способствует искажению формы высокоподвижных структур исследуемого объема, например сердца.

52. Поясните понятия: флюорография и рентген.

Флюорография— рентгенологическое исследование, заключающееся в фотографировании флуоресцентного экрана, на который спроецировано рентгенологическое изображение. Флюорография даёт уменьшенное изображение объекта (например, 24 × 24 мм или 35 × 35 мм).

Рентген(анг. fluoroscopy), (рентгеновское просвечивание) — классическое определение — метод рентгенологического исследования, при котором изображение объекта получают на светящемся (флюоресцентном) экране

ТЕМА_5-1

53. На сегодняшний день самыми яркими источниками света являются газоразрядные лампы. Газоразрядные источники света - это … ПОЯСНИТЕ.

Для освещения могут быть использованы следующие типы газоразрядных источников света: … НАЗОВИТЕ.

Газоразрядная лампа - лампа, в которой свечение создается непосредственно или опосредованно от электрического разряда в газе, в парах металла или в смеси газа и пара.  Газоразрядные лампы – это лампы, в которых электрическая энергия преобразуется в оптическое излучение при прохождении электрического тока через газы и другие вещества (например, ртуть), находящиеся в парообразном состоянии

В большинстве газоразрядных ламп используется излучение положительного столба дугового разряда (реже тлеющего разряда, например в газосветных трубках), в импульсных лампах – искровой разряд, переходящий в дуговой. Существуют лампы дугового разряда с низким давлением, например натриевая лампа низкого давления; с высоким и сверхвысоким давлением, например ксеноновые газоразрядные лампы Газоразрядные лампы применяют для общего освещения, облучения, сигнализации и других целей. В газоразрядных лампах для общего освещения важны высокая световая отдача, приемлемый цвет, простота и надёжность в эксплуатации.  Для специальных целей важны такие характеристики газоразрядных ламп как:

• яркость и цвет (например, газоразрядные ксеноновые лампы сверхвысокого давления для киноаппаратуры),

• спектральный состав и мощность (газоразрядные ртутно-таллиевые лампы погруженного типа для промышленной фотохимии),

• мощность и идентичность спектрального состава излучения солнечному (газоразрядные ксеноновые лампы в металлической оболочке для имитаторов солнечного излучения),

• амплитудные и временные характеристики излучения (газоразрядные импульсные лампы для скоростной фотографии, стробоскопии и т. д.).

54. Рентгеновская компьютерная томография (КТ) — ЧТО ЭТО? ПОЯСНИТЕ.

Компьютерная томография — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта, который был предложен в 1972 году Годфри Хаунсфилдом и Алланом Кормаком, удостоенными за эту разработку Нобелевской премии. Метод основан на измерении и сложной компьютерной обработке разности ослабления рентгеновского излучения различными по плотности тканями. Рентгеновская компьютерная томография (КТ) — томографический метод исследования внутренних органов человека с использованием рентгеновского излучения. Рентгеновский луч проходит через неподвижный объект. Детекторы получают и записывают показатели поглощения различных тканей. Записи делают 160 раз, пока рентгеновская трубка перемещается линейно вдоль сканируемой плоскости. Затем рама поворачивается на 1⁰, и процедура повторяется. Запись продолжается, пока рама не повернется на 180⁰. Каждый детектор записывает 28800 кадров (180x160) в течение исследования. Информация обрабатывается компьютером, и посредством специальной компьютерной программы формируется изображение выбранного слоя. С математической точки зрения построение изображения сводится к решению системы линейных уравнений.

ТЕМА_5-1

55. Поясните кратко распределение волн по частоте.

Общепринято весь спектр электромагнитных волн разделять на радиодиапазон, оптический диапазон, состоящий из инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой составляющих, диапазон рентгеновского излучения и жесткого излучения (гамма- -лучей).

Энергия фотона пропорциональна частоте. Отсюда следует, что электромагнитные колебания более высокой частоты (то есть более короткой длины волны) обладают большей энергией фотона.

Радиоволны: Сверхдлинные

менее 30 кГц Длинные

30 кГц — 300 кГц

Средние

300 кГц — 3 МГц Короткие

3 МГц — 30 МГц

Ультракороткие

30 МГц — 300 ГГц

Инфракрасное излучение:

300 ГГц — 429 ТГц

Видимое (оптическое) излучение:

429 ТГц — 750 ТГц

Ультрафиолетовое:

7,5×1014 Гц — 3×1016 Гц

Рентгеновские:

3×1016 — 6×1019 Гц

Гамма:

более 6×1019 Гц

56. Люминесцентные лампы общего назначения. Как они устроены и как работают?

Недостатком люминесцентных ламп является … НАЗОВИТЕ.

В люминесцентных лампах под действием электрического напряжения создается электрический разряд, за счет чего имеющиеся в стеклянной трубке пары ртути начинают излучать ультрафиолетовые лучи. Излучение ультрафиолетового диапазона попадая на нанесенный на внутреннюю поверхность стекла люминофор, преобразуется в видимый свет (оптическое излучение видимого диапазона). В люминесцентных лампах освещение является естественным (неполяризованным) оптическим излучением, у которого направления колебаний векторов и быстро и беспорядочно сменяют друг друга.

Для работы люминесцентных ламп требуются светильники со специальной пускорегулирующей аппаратурой (ПРА, балласт). Эта аппаратура бывает двух типов - электромагнитная (ЭМПРА - дроссель со стартером) и электронная (ЭПРА, электронный балласт).

ТЕМА_5-1

57. Взаимодействие излучения с веществом. В чем оно проявляется?

Передача данных — физический перенос данных в виде сигналов от точки к точке или от точки к нескольким точкам средствами электросвязи по каналу связи, как правило, для последующей обработки средствами вычислительной техники. Примерами применения передачи данных являются Код Морзе, RS-232, RS-423, RS-485, I²C, USB, FireWire, Ethernet и т.д.

Канал связи — система технических средств и среда распространения сигналов для односторонней передачи данных от источника к получателю. Два канала связи, обеспечивающих передачу данных между узлами во взаимопротивоположных направлениях, образуют канал передачи данных. Существует множество видов каналов связи, среди которых наиболее часто выделяют каналы проводной связи (воздушные, кабельные, световодные и др.) и каналы радиосвязи (тропосферные, спутниковые и др.).

58. Поясните, чем электромагнитную волну характеризуют и каковы ее основные свойства.

1. Электромагнитные волны излучаются колеблющимися зарядами. Наличие ускорения - главное условие излучения электромагнитных волн.  2. Такие волны могут распространяться не только в газах, жидкостях и твердых средах, но и в вакууме. 3. Электромагнитная волна является поперечной.

4. Скорость электромагнитных волн в вакууме с=300000 км/с. Распространение электромагнитной волны в диэлектрике представляет собой непрерывное поглощение и переизлучение электромагнитной энергии электронами и ионами вещества, совершающими вынужденные колебания в переменном электрическом поле волны. При этом в диэлектрике происходит уменьшение скорости волны. 5. При переходе из одной среды в другую частота волны не изменяется. 6. Электромагнитные волны могут поглощаться веществом. Это обусловлено резонансным поглощением энергии заряженными частицами вещества. Если собственная частота колебаний частиц диэлектрика сильно отличается от частоты электромагнитной волны, поглощение происходит слабо, и среда становится прозрачной для электромагнитной волны.

7. Попадая на границу раздела двух сред, часть волны отражается, а часть проходит в другую среду,преломляясь. Если второй средой является металл, то прошедшая во вторую среду волна быстро затухает, а большая часть энергии (особенно у низкочастотных колебаний) отражается в первую среду (металлы являются непрозрачными для электромагнитных волн).

Для электромагнитных волн, так же, как и для механических, справедливы свойства дифракции, интерференции, поляризации и другие.

ТЕМА_5-1

59. Энергосберегающие люминесцентные лампы имеют следующие преимущества: 1. 2. 3. 4. 5.

ЧТО является самым существенным недостатком их?

Итак, энергосберегающие лампы имеют следующие преимущества.

1. Основное преимущество люминесцентных энергосберегающих ламп - высокая световая отдача, превышающая показатель ламп накаливания в несколько раз при минимуме выделения тепла. Энергосбережение заключается в том, что электроэнергия, потребляемая энергосберегающими лампами, преобразуется в видимый диапазон света, а не в теплоту.

2. Важное преимущество люминесцентных энергосберегающих ламп - срок службы от 6 до 15 тысяч часов непрерывной работы и это приблизительно в 20 раз превышает срок службы обычных ламп накаливания.

3. Немаловажным является и достоинством люминесцентных энергосберегающих ламп - возможность выбора цвета свечения.

4. Незначительное тепловыделение позволяет использовать энергосберегающие люминесцентные лампы в хрупких бра, светильниках и люстрах практически без ограничения мощности лампы. А вот про лампы накаливания, с высокой температурой нагрева, так сказать никак нельзя. Использование лампы накаливания мощностью большей, чем в паспорте светильника может привести не только к выходу из строя светильника, но и к пожару.

5. Распространение светового потока люминесцентной лампы равномернее, чем у лампы накаливания. У лампы накаливания излучение света идет от вольфрамовой спирали, а у энергосберегающей лампы свечение от всей своей площади поверхности колбы лампы.

Самым существенным недостатком является содержание ртути и фосфора, которые в очень малых количествах присутствуют внутри энергосберегающих ламп. Это требует специальной утилизации люминесцентных ламп (наличие паров ртути такие лампы нельзя выбрасывать в мусоропровод и уличные мусорные контейнеры).

60. Кратко опишите, что представляет собой источники естественного оптического излучения.

Для естественного (неполяризованного) оптического излучения направления колебаний векторов и быстро и беспорядочно сменяют друг друга. При нагревании имеет место инфракрасное излучение, которое называют также тепловым. При определённой температуре тело начинает светиться в видимом диапазоне (каление), сначала красным цветом, потом жёлтым и так далее. Видимый участок спектра электромагнитного излучения, образующегося при нагревании, непосредственно воспринимается нашими органами чувств. Чем сильнее нагрето тело, тем выше частота, на которой находится максимум спектра его излучения.

Самым известным источником оптического излучения является Солнце. Его поверхность (фотосфера) нагрета до температуры примерно 6000 градусов по Кельвину и оно светит ярко-белым светом (максимум непрерывного спектра солнечного излучения расположен в «зелёной» области 550 нм, где находится и максимум чувствительности глаза).

ТЕМА_5-1

61. Что такое фотопическое зрение и скотопическое зрение?

Палочки обладают высокой светочувствительностью, «работают» при низких уровнях освещенности и позволяют видеть при плохом освещении. Палочки не участвуют в обеспечении цветного зрения. Из-за этого предметы, имеющие яркую окраску при дневном свете, при сумеречном освещении выглядят как лишенные цветов образы, поскольку возбуждаются только палочки. Это явление известно как скотопическое (или сумеречное) зрение. Так как несколько палочек посылают свою информацию в одну и ту же нервную клетку, то в сумерки очень слабо возбужденные палочки общими усилиями могут возбудить свой нейрон, и глаз все-таки что-то увидит, тогда как колбочки, которые адресуются лишь к своей собственной нервной клетке, в этом случае бессильны. Колбочки обеспечивают фотопическое зрение, или зрение при ярком свете. Наибольшее скопление колбочек находится в центральной ямке (макуле), отвечающей за самую высокую остроту зрения.

62. Какое явление называется дисперсией света? Поясните.

Диспе́рсия све́та (разложение света) — это явление, обусловленное зависимостью абсолютного показателя преломления вещества отчастоты (или длины волны) света (частотная дисперсия), или, то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты). Экспериментально открыта Ньютоном около 1672 года, хотя теоретически достаточно хорошо объяснена значительно позднее.

• Пространственной дисперсией называется зависимость тензора диэлектрической проницаемости среды от волнового вектора. Такая зависимость вызывает ряд явлений, называемых эффектами пространственной поляризации.

Один из самых наглядных примеров дисперсии — разложение белого света при прохождении его через призму (опыт Ньютона). Сущностью явления дисперсии является различие скоростей распространения лучей света c различной длиной волны в прозрачном веществе —оптической среде (тогда как в вакууме скорость света всегда одинакова, независимо от длины волны и следовательно цвета). Обычно, чем больше частота световой волны, тем больше показатель преломления среды для неё и тем меньше скорость волны в среде:

• у света красного цвета скорость распространения в среде максимальна, а степень преломления — минимальна,

• у света фиолетового цвета скорость распространения в среде минимальна, а степень преломления — максимальна.