Дифракция света на живых клетках. Измерение размеров эритроцитов методом дифракции света (по материалу лабораторной работы).

Дифpакция - огибание светом пpепятствий. Дифракция тесно связана с явлением интерференции.   Явление дифракции света объясняется: каждая точка волнового фронта является источником вторичных волн, причем все вторичные источники когерентны (принцип Гюйгенса - Френеля).

Дифракция происходит в том случае, когда размеры препятствий соизмеримы с длиной волны: L ~ Л. Дифракционная решетка - оптический прибор, представляющий собой совокупность большого числа очень узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками. Число штрихов у хороших дифракционных решеток доходит до нескольких тысяч на 1 мм.

Измерение размеров эритроцитов методом дифракции. Для исследования биологических объектов наиболее часто используется дифракционный метод. Одним из наиболее распространенных объектов дифрактометрического исследования являются красные клетки крови. ход исследования: Эридифрактометр предназначен для динамического контроля сдвиговой упругости живых эритроцитов (достаточно стандартной пробы крови из пальца) в гидродинамическом контуре, который моделирует круг кровообращения . Суспензию с концентрацией эритроцитов заливают в широкую буферную часть с открытой поверхностью. Измерения проводятся в другой части контура, где луч зондирующего и весьма маломощного (менее 1 мВт) лазера пересекает тонкую оптическую кювету - плоский капилляр. Используется основное свойство дифракции Фраунгофера (в параллельных лучах). Световой пучок, пересекающий плоскость с N случайно расположенными малыми дисками одинакового диаметра, дает такую же систему концентрических колец, как и одиночный диск, только яркость изображения в N раз больше. По нему сразу можно определить диаметр диска. Если диаметры дисков немного различаются (что характерно для эритроцитов!), то кольца немного размываются, и с помощью фотометрирования можно определить распределение по размерам. Когда диски овальные, но в плоскости ориентированы одинаково, дифракционная картина состоит из системы овальных колец, развернутых на 90 градусов.

Тормозное рентгеновское излучение. Строение, принцип работы и характеристики рентгеновской трубки.

Рентгеновское излучение – электромагнитные волны длиной 80 – 10-5 нм. с диапазоном частот 3*10^16 – 3*10^19гц. В результате торможении электрона эл. полем атомного ядра и атомарных электронов вещ-ва антикатода возникает тормозное излучение. Тормозное рентгеновское излучение (рентгеновские лучи) с непрерывным энергетическим спектром - коротковолновое электромагнитное (фотонное) излучение. При торможении большого кол-ва электронов образуется непрерывный спектр излучения. РИ бывает жестким (коротковолновое, большая проникающая способность) и мягким(длинноволновое, меньшая проникающая способность).

Схематическое изображение рентгеновской трубки.

X — рентгеновские лучи, K — катод, А — анод (иногда называемый антикатодом), С — теплоотвод, Uh —напряжение накала катода, Ua — ускоряющее напряжение, Win — впуск водяного охлаждения, Wout — выпуск водяного охлаждения.

Рентгеновская трубка представляет собой двухэлектродный вакуумный прибор. Подогревный катод испускает электроды. которые ударяются об анод, где происходит их резкое торможение. Одновременно выбиваются электроны из внутренних электронных оболочек атомов анода. Пустые места в оболочках занимаются другими электронами атома. При этом испускается рентгеновское излучение с характерным для материала анода спектром энергий (характеристическое излучение, частоты определяются законом Мозли:  где Z — атомный номер элемента анода, A и B — константы для определённого значения главного квантового числа n электронной оболочки).Анод имеет наклонную поверхность, чтобы направлять возникающее РИ под углом к оси трубки. Его поверхность выполнена из тугоплавких металлов с большим порядковым номером.

Понятие о контрасте и контрастном рентгеновском изображении. Защита от рентгеновского

излучения. Технический принцип рентгенографии и рентгеноскопии.

Контрастность - разность плотностей почернения двух соседних участков или деталей рентгеновского снимка. В практических условиях о степени контрастности судят по различию света, прошедшего сквозь отдельные участки пленки и воспринятого нашим глазом.

Контраст, воспринимаемый нашим глазом, называется субъективным контрастом и является лишь косвенным мерилом объективного контраста, который характеризуется разностью плотностей почернения двух соседних участков снимка.

Защита от рентгеновского излучения. Различают три вида защиты: защита временем, расстоянием и материалом. Необходимо минимальное время находиться под воздействием ионизирующего излучения и на максимально возможном расстоянии от источника излучения. Защита материалом основывается на различной способности веществ поглощать разные виды ионизирующего излучения. Защита от альфа-излучения: достаточно листа бумаги или слоя воздуха толщиной в несколько сантиметров, чтобы полностью поглотить альфа-частицы. Для зашиты от бета-излучения достаточно пластин из алюминия. Наиболее сложна защита от «нейтрального» излучения: рентгеновское и гамма-излучение, нейтроны. Эти излучения с меньшей вероятностью взаимодействуют с частицами вещества и поэтому глубже проникают в вещество.

Технический принцип рентгенографии и рентгеноскопии. Одно из наиболее важных медицинских применений рентгеновского излучения – просвечивание внутренних органов с диагностической целью (рентгенодиагностика).

Рентгенодиагностику используют в двух вариантах: рентгеноскопия – изображения рассматривают на рентгенолюминесцирующем экране, рентгенография – изображение фиксируется на фотопленке.

При массовом обследовании населения широко используют вариант рентгенографии – флюорография , при которой на чувствительной малоформатной пленке фиксируется изображение с большого рентгенолюминесцирующего экрана. При съемке используют линзу большой светосилы, готовые снимки рассматривают на специальном увеличении.

Вариантом рентгенографии является метод, называемый рентгеновской томографией. Томография позволяет получать послойные изображения тела на экране электронно-лучевой трубки или на бумаге с деталями менее 2 мм при различии поглощения рентгеновского излучения менее 0.1%. Это позволяет ,например, различать серое и белое вещество мозга и видеть очень маленькие опухолевые образования. С лечебной целью рентгеновское излучение применяют главным образом для уничтожения злокачественных образований (рентгенотерапия).