38. Принцип работы лазера. Инверсная заселенность энергетических уровней. Возникновение фотонных лавин.

Для работы лазера нужна инверсная заселенность энергетических уровней. Кванты могут находиться в основном состоянии и в возбужденном. При обычных условиях квантов в основном состоянии значительно больше. Нужно перевести их из обычного состояния в возбужденное. Прямой переход атомов в возбуждённое состояние будет всегда компенсироваться процессами спонтанного и вынужденного излучений.

Атом, переходя с основного уровня 1 в возбужденное состояние на уровень 3 накапливает энергию. Обычно продолжительность жизни атомов в возбужденном состоянии 10-8. Но на уровне 2 атомы способны находиться в 100 раз дольше. Это явление называется метастабильностью. Часть атомов переходит в основное состояние, излучая энергию, а часть безызлучательно переходит на уровень 2. Способность атомов долго сохранять значение энергии способствует накоплению нужного количества возбужденных атомов. Уход атома с уровня 2 будет сопровождаться выбросом избыточной энергии одного из внешних электронов. hv= E2-E1

39. Применение лазеров в медицине.

Косметическая хирургия (устранение некоторых видов родимых пятен), Коррекция зрения, Хирургия (Гинекология, урология, лапароскопия), Стоматология (Мощность лазера устанавливается таким образом, чтобы она была достаточной для удаления пораженных тканей, но не достаточно сильной, чтобы повредить эмаль), Диагностика заболеваний, Удаление опухолей, особенно мозга и спинного мозга.

С появлением промышленных лазеров наступила новая эра в хирургии: Приваривание лазером отслоившейся сетчатки глаза, лазерный скальпель, сваривание костей, соединение мышечной ткани.

Для того чтобы лазерное излучение оказало какое-либо действие, надо, чтобы ткань его поглощала. Самый популярный лазер в хирургии — углекислотный. Другие лазеры монохроматичны, то есть нагревают, разрушают или сваривают только некоторые биологические ткани с вполне определенной окраской. Углекислотный лазер пригоден в большинстве случаев, например когда нужно рассечь или приварить друг к другу ткани разного цвета. Однако при этом возникает другая проблема. Ткани насыщены кровью и лимфой, содержат много воды, а излучение лазера в воде теряет энергию. Увеличить энергию лазерного луча можно, но это может привести к прожигу тканей.

40. Ядерный магнитный резонанс. Использование ямр в медицине (мрт).

Избирательное поглощение электромагнитных волн определенной частоты веществом в постоянном магнитном поле, обусловленное переориентацией магнитных моментов ядер, называют ядерным магнитным резонансом (ЯМР).

Одни и те же ядра атомов в различных окружениях в молекуле показывают различные сигналы ЯМР. Отличие такого сигнала ЯМР от сигнала стандартного вещества позволяет определить так называемый химический сдвиг, который обусловлен химическим строением изучаемого вещества.

Магнитно-резонансная томография (МРТ) — томографическийметод исследования внутренних органов и тканей с использованием физического явленияядерного магнитного резонанса— метод основан на измерении электромагнитного отклика ядер, чаще всего от атомовводорода, на возбуждение их определённой комбинацией электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряжённости.