- •1.Живые организмы и первое начало термодинамики.
- •2.Историческая справка-работа Майера. Изменение внутренней энергии живого организма.
- •3.Свободная энергия живого организма и виды работ, совершаемых им. Биологическое окисление питательных веществ. Энергия атф и виды ее изменения.
- •4.Теплоотдача человека. Виды обмена тепла с окружающей средой и их доля в теплообмене.
- •5.Тепловое излучение. Характеристики теплового излучения. Черное тело, серое тело.
- •6.Законы теплового излучения. Термодинамическое равновесное состояние. Закон Кирхгофа. Законы излучения черного тела.
- •7.Спектральная плотность энергетической светимости черного тела. Идея Планка о механизме теплового излучения. Квант света. Формула Планка.
- •8.Излучение Солнца. Источники теплового излучения, применяемые для лечебных целей.
- •9.Тепловое излучение поверхности тела человека. Понятие о термографии.
7.Спектральная плотность энергетической светимости черного тела. Идея Планка о механизме теплового излучения. Квант света. Формула Планка.
Закон излучения абсолютно черного тела.
Энергетическая светимость черного тела пропорциональна четвертой степени его термодинамической температуры (), где– постоянная Стефана-Больцмана.
Согласно закону смещения Вина:длина волны max, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости черного тела, обратно пропорциональна его термодинамической температуреТ: , где– постоянная Вина.
Испускательная способность(спектральная плотность энергетической светимости) АЧТ:
Атомы и молекулы вещества излучают энергию определенными порциями энергии – квантами.
, где– постоянная Планка.
, где С1и С2– постоянные величины.
– закон Стефана-Больцмана.
, где – скорость света; – постоянная Больцмана.
Эта формула находится в соответствии с опытными данными во всем интервале длин волн при всех температурах.
Солнце – основной источник теплового излучения в природе, занимает широкий диапазон длин волн: от 0,1нм до 10м и более. 99% – на диапазон от 280 до 6000нм, от 6000 до 500000нм – 0,4% энергии Солнца. На единицу площади Земной поверхности приходится в горах от 800 до 1000 Вт/м2. До земной поверхности доходит одна двухмиллиардная часть тепла - 9,23 Дж/см2. В атмосфере Земли большая часть ИК-излучения поглощается молекулами воды, кислорода, азота, диоксида углерода. Радиодиапазон тоже большей частью поглощается атмосферой.
Количество энергии, которую приносят солнечные лучи за 1с на площадь в 1 м2, расположенную за пределами земной атмосферы на высоте 82 км перпендикулярную солнечным лучам называется солнечной постоянной. Она равна 1,4103 Вт/м2.
Спектральное распределение нормальной плотности потока солнечного излучения совпадает с таким для АЧТ при температуре 6000 градусов. Поэтому Солнце относительно теплового излучения – АЧТ.
8.Излучение Солнца. Источники теплового излучения, применяемые для лечебных целей.
Излучение Солнца
Солнце – самаянеизученнаязвезда в нашей Солнечной системе.
Солнце– наиболее мощный источник теплового излучения,обеспечивающий жизнь на Земле.
Солнечная постоянная I- поток солнечной радиации, приходящейся на 1 м2площадиграницы земной атмосферы.
Применение теплового излучения в медицине
ИК–излучение– это электромагнитная волна в диапазоне от 0,76 мкм до 1-2 мм.
Инфракрасное излучение является низкоэнергетическим и для глаза человека невидимо, поэтому для его изучениясозданы специальные приборы –тепловизоры (термографы), позволяющие улавливать это излучение, измерять его и превращать его в видимую для глаза картину.
Тепловизоры относятся к оптико-электронным приборам пассивного типа. В них невидимое глазом человека излучение переходит в электрический сигнал, который подвергается усилению и автоматической обработке, а затем преобразуется в видимое изображение теплового поля объекта для его визуальной и количественной оценки.
Диапазон инфракрасного излучения делится на несколько фрагментов:
Длина волн (мкм) |
Название |
0.76-1.5 |
Ближнее инфракрасное излучение |
1.5-5.5 |
Коротковолновое инфракрасное излучение |
5.6-25 |
Длинноволновое инфракрасное излучение |
25-100 |
Дальнее инфракрасное излучение |
В современной медицине тепловизионное обследование представляет мощный диагностический метод, позволяющий выявлять такие патологии, которые плохо поддаются контролю другими способами.
Основные методы в тепловидении
Бесконтактные
Термограф
Тепловизор
Контактные
На небольшой участок поверхности тела помещается специальная жидкокристаллическая пленка.
Жидкие кристаллы обладают свойством оптической анизотропии и меняют цвет в зависимости от температуры.
В медицине
Выявление в организме областей с аномальной температурой, в которых что-то происходит не так.
Тепловизионное обследование служит для диагностики на ранних стадиях(до рентгенологических проявлений, а в некоторых случаях задолго до появления жалоб больного) следующих заболеваний:
воспаление и опухоли молочных желез,
органов гинекологической сферы, кожи, лимфоузлов,
ЛОР-заболевания,
поражения нервов и сосудов конечностей,
варикозное расширение вен;
воспалительные заболевания желудочно-кишечного тракта, печени, почек;
остеохондроз и опухоли позвоночника.
Как абсолютно безвредный прибор тепловизор эффективно применяется в акушерстве и педиатрии.
У здорового человека распределение температур симметрично относительно средней линии тела.
Нарушение этой симметрии и служит основным критерием тепловизионной диагностики заболеваний.
По участкам тела с аномально высокой или низкой температурой можно распознать симптомы более 150 болезней на самых ранних стадиях их возникновения.
Термография — метод функциональной диагностики, основанный на регистрации инфракрасного излучения человеческого тела, пропорционального его температуре.