14.7. Шкала электромагнитных волн. Классификация частотных интервалов, принятая в медицине
Из теории Максвелла вытекает, что различные электромагнитные волны, в том числе и световые, имеют общую природу. В связи сэтим целесообразно представить всевозможные электромагнитные волны (электромагнитное излучение) на единой шкале (рис. 14.18).
Вся шкала условно подразделена на шесть диапазонов: радиоволны (длинные, средние и короткие), инфракрасные, видимые, ультрафиолетовые, рентгеновские волны и гамма-излучение. Эта классификация определяется либо механизмом образования волн, их частотой, либо возможностью их зрительного восприятия человеком.
Рис. 14.18
Радиоволны обусловлены переменными токами в проводниках и электронными потоками (макроизлучатели). Инфракрасное, видимое и ультрафиолетовое излучения исходят из атомов, молекул и быстрых заряженных частиц (микроизлучатели). Рентгеновское излучение возникает при внутриатомных процессах, -излучение имеет ядерное происхождение.
Некоторые диапазоны перекрываются, так как волны одной и той же длины могут образоваться в разных процессах. Так, наиболее коротковолновое ультрафиолетовое излучение перекрываетсядлинноволновым рентгеновским.
В этом отношении очень характерна пограничная область инфракрасных волн и радиоволн. До 1922 г. между этими диапазонами был пробел. Наиболее коротковолновое излучение этого незаполненного промежутка имело молекулярное (атомное) происхождение (излучение нагретого тела), а наиболее длинноволновоеизлучалось макроскопическими вибраторами Герца. Российским физиком А. А. Глаголевой-Аркадьевой было предложено пропускать искру через смесь большого числа мелких металлических опилок в масле. При этом можно было получать различные электромагнитные волны с длиной волны 82 мкм и более. Таким образом, диапазоны инфракрасных и радиоволн были сомкнуты.
Сейчас никого не удивляет, что даже миллиметровые волны могут генерироваться не только радиотехническими средствами, но и молекулярными переходами. Появился раздел — радиоспектроскопия, который изучает поглощение и излучение радиоволн различными веществами.
В медицине принято следующее условное разделение электромагнитных колебаний на частотные диапазоны (табл. 25).
Таблица 25
|
Низкие (НЧ) Звуковые (34) Ультразвуковые или надтональные (УЗЧ) Высокие (ВЧ) Ультравысокие (УВЧ) Сверхвысокие (СВЧ) Крайневысокие (КВЧ) |
до 20 Гц 20 Гц — 20 кГц 20 кГц — 200 кГц 200 кГц — 30 МГц 30 МГц — 300 МГц 300 МГц — 300 ГГц свыше 300 ГГц |
Часто физиотерапевтическую электронную аппаратуру низкой и звуковой частот называютнизкочастотной. Электронную аппаратуру всех других частот называют обобщающим понятиемвысокочастотная.
Интерференция и дифракция света. Голография
Под интерференцией света понимают такое сложение световых волн, в результате которого образуется устойчивая картина их усиления и ослабления. Для получения интерференции света необходимо выполнение определенных условий. Дифракцией света называют явление отклонения света от прямолинейного распространения в среде с резкими неоднородностями. Возможность наблюдения дифракции зависит, в частности, от соотношения длины волны и размеров неоднородностей. Различают с некоторой степенью условности дифракцию сферических волн (дифракция Френеля) и дифракцию плоскопараллельных волн (дифракция Фраунгофера). Описание дифракционной картины возможно с учетом интерференции вторичных волн
В главе рассматривается голография как метод, основанный на интерференции и дифракции