Завдання для самостійної роботи

1. Призначення комп'ютерного томографа (КТ).

2. Схема отримання комп'ютерних томограм.

3. Від чого залежить яскравість зображення на екрані монітора?

4. Переваги комп'ютерної томографії над рентгенівською томографією

Таблиця . Характеристики різних видів електромагнітного випромінювання

Лабораторна робота № 9 вивчення роботи гелій-неонового лазера

Період активного впровадження лазера у медицину почався у середині 80-х років мину-лого століття . У медицині в основному визначилися три напрямки його застосування:

1. Руйнування патологічних джерел у тканинах організму потужним випромінюванням.

2. Біостимуляційна дія низькоенергетичного випромінювання.

3. Лазерна хірургія.

Використовується лазерне випромінювання і в медико-біологічних дослідженнях. Явище дифракції світла (лазерного променя) при проходженні його через тонкий шар ма­зка крові, який служить дифракційною граткою, використовується для знаходження ліній­них розмірів еритроцитів.

Вперше з лікувальною метою лазер був застосований в офтальмології для лікування від­шарування сітківки. Промінь світла дозволяє абсолютно стерильним "світловим ска­льпе­лем" розсікати тканини і проводити практично безкровні операції. Пояснюється це тим, що дрібні і середні судини при застосуванні лазера спаюються і лише великі судини треба пе­рев'язувати. Крім того, застосування гнучких світловодів дозволило викорис­тати лазерне випромінювання для одержання голограм внутрішніх органів, а також для внутрішньої ко­агуляції. Вивчення властивостей індукованого випромінювання, а також різних напрямків його застосування є важливою складовою частиною загальної підго­товки майбутнього фа­хівця.

Мета роботи: вивчити принцип роботи оптичних квантових генераторів і набути навички роботи з ними, навчитися визначати довжину хвилі лазера за допомогою дифрак­ційної ґратки.

Прилади і матеріали: лазер типу ЛГ-52 з блоком живлення (або напівпровіднико-вий), дифракційна гратка, екран з міліметровою шкалою.

Теоретичні відомості

Атоми і молекули знаходяться в певних стаціонарних станах, кожному з яких відповідає певне значення енергії. При переході на вищий енергетичний рівень атоми поглинають енер­гію, при переході на нижчий - випромінюють її.

Індуковане (вимушене) випромінювання - випромінювання світла збудженими атомами при переході їх з вищих енергетичних рівнів з енергією Е₂, на нижчі з енергією Е₁, під дією зо­внішнього опромінювання з частотою:

де h – стала Планка.

Частота, фаза і напрям поширення електромагнітних хвиль, що випромінюються, збігаються з відповідними характеристиками зовнішньої (збудженої) електромагніт-ної хвилі, іншими словами, вимушене випромінювання ідентичне із збуджуючим ви­промінюванням. Вимушене випромінювання когерентне. Дія лазерів ґрунтується на вимушеному випромінюванні.

У лазерах реалізуються умови, при яких число атомів в станах з більшою енергією (Е₂) значно більше, ніж число атомів з меншою енергією (Ε₁) ( у звичайних умовах - навпаки, цим пояснюється, зокрема, той факт, що речовина поглинає падаюче на неї випроміню­вання). Це так звана інверсійна заселеність енергетичних рівнів. У цьому випадку під впливом зовнішнього випромінювання з частотою v з вищих енергетичних рівнів на ни­жчі буде переходити більша кількість атомів, ніж з нижчих на вищі. Таким чином, буде відбуватися підсилення падаючого на речовину електромагнітного випромінювання . На рис.1 показані принципи підсилення світла, що реалізується в ла­зерах.

Рис.1.

Для того, щоб відбувався процес підси­лення, необхідно, щоб концентрація атомів на енергетичних рівнях, які відповіда­ють збудженому стану, була більшою, ніж в інших. Такий стан називається інвер­сійною заселеністю. При інверсійній заселе­но­сті число атомів у стані Е₂ більше, ніж у стані Е₁ ( Е₂ >Е₁ ), тобто: