- •Опорные конспекты лекций по дисциплине
- •Лектор: доц. Каф. Пр-1, к.Ф.- м.Н. Игорь Михайлович Колдаев.
- •Рекомендуемая литература:
- •Дополнительная литература:
- •Тема 1. Введение. Пассивные фотометирические методы.
- •1. Объект и предмет научного исследования; модели электромагнитного излучения
- •2. Научное исследование, его цели, задачи и этапы; принцип и метод научного исследования
- •3. Систематизация оптических методов исследований, критерии качества оптического метода
- •4 Взаимосвязь световых и энергетических параметров излучения.
- •5 Типовые погрешности оэип, погрешности косвенных измерений
- •6 Способы измерения основных фотометрических параметров. Светомерный шар
- •7 Способы измерения силы света удаленного источника и яркости объекта
- •8 Способы сравнения оптических параметров объекта с мерой
- •9 Фотоплетизмография в исследованиях медико-биологических объектов
- •Задачи к теме 1.
- •Тема 2. Активные фотометрические методы
- •10 Концентрационная колориметрия в исследованиях веществ
- •11 Оптическая плотность, ее аддитивность.
- •12 Спектрофотометрический анализ многокомпонентных систем
- •13 Оксигемометрия
- •14 Комбинированные методы: фото-каллориметрия, способы термо – оптические и оптико – акустические способы регистрации сигнала
- •15 Систематизация и классификация приборов фотометрии; визуальный фотометр, фотоэлектрические фотометры.
- •1 6. Влияние отклонений от закона Бугера - Бера – Ламберта на результаты колориметрических исследований
- •17 Нефелометрические методы исследований веществ и окружающей среды
- •18 Турбидиметрия в исследованиях дисперсных сред
- •19 Методы микроскопии в исследованиях рассеивающих сред
- •Задачи к теме 3
- •Тема 3 Спектральные методы научных исследований
- •20 Цели, задачи, классификация методов и областей спектрального анализа
- •21 Классификация спектральных элементов и приборов
- •22 Развитие атомно–эмиссионной спектроскопии
- •23 Естественная ширина спектральных линий
- •24 Приборы атомно - эмиссионной спектроскопии
- •25 Принципы атомно-абсорбционной спектроскопии
- •26 Приборы абсорбционной спектроскопии
- •27 Молекулярная спектроскопия
- •Задачи к теме 3
- •Тема 4 Люминесцентные и лазерные методы
- •28 Принципы люминесцентной спектроскопии, сравнение люминесцентных и спектральных методов.
- •29 Количественный люминесцентный анализ
- •30 Методы спектроскопии комбинационного рассеяния
- •31 Лазерные спектрометры, области лазерной спектроскопии
- •32 Лазерные методы исследования сверхбыстрых процессов на примере динамики белков
- •33 Принципы рефрактометрии; молекулярная рефракция, формула Лорентц - Лоренца.
- •34 Систематизация методов и приборов рефрактометрии
- •Способы определения направления луча:
- •35 Принципы интерферометрии и голографических исследований
- •36 Волоконно-оптические и интегрально-оптические интерферометрические датчики
- •37 Классические интерферометры в научных исследованиях
- •Задачи к теме 4
- •Тема 5 Поляризационные, эллипсометрические и квантовые методы
- •38 Систематизация поляризационных исследований
- •39 Поляриметрия
- •40 Спектрополяриметрический анализ; законе Био
- •41 Приборы на основе интерференционно-поляризационных явлений
- •42 Исследование двулучепреломляющих сред
- •43 Люминесцентно – поляризационный анализ
- •44 Эллипсометрия в исследованиях поверхностных слоев и пленок
- •45 Квантовые методы исследования нанообъектов
- •Задачи к теме 5
- •Экзаменационные вопросы
- •Объект и предмет научного исследования; модели электромагнитного излучения.
13 Оксигемометрия
Оксигемометрия – метод определения насыщения крови кислородом: насыщенная (О) и ненасыщенная (Г) форма гемоглобина имеют различные характеристики показателей поглощения α. При λ1 показатели совпадают и равны ε1, поэтому
Dλ1= С ε1 ℓ;
где С =Сº + С(Г).
При λ2:
ε’ºλ2≡εº и ε’Гλ2≡εГ.
Тогда исходные уравнения выглядят так:
Dλ1 = ε1 (Сº+С(Г))ℓ
Dλ2 = Dºλ2+ D(Г)λ2 = (Сºεº+ С(Г)εГ) ℓ
Решая систему, найдем:
; (13.1)
Структурная схема прибора оксигемометрии приведена далее.
4а 6а
3а λ1
1
3б λ2 5 7
4б 6б
2
1 – источник света; 2 – конденсор; 3 – входные диафрагмы; 4 – светофильтры, пропускающие соответственно λ1 и λ2; 5 – исследуемый объект; 6 – фотоприемники; 7 – блок электронной обработки сигнала.
14 Комбинированные методы: фото-каллориметрия, способы термо – оптические и оптико – акустические способы регистрации сигнала
Доля поглощенной энергии:
(14.1)
За счет поглощенной оптической энергии объект нагревается:
∆Т = Ф t/ с m, (14.2)
где ∆Т – изменение температуры объекта;
с – удельная теплоемкость материала;
t - длительность оптического импульса,
m- масса образца.
Подставив (15.1) в (15.2), применяя закон Бугера, получим:
(14.3)
Температура может быть измерена способом термооптического отклонения луча. Схема измерения луча включает:
1 – образец;
2 – индуцирующий источник излучения;
3 – зондирующий лазер;
4 – координатно-чувствительный фотоприемник.
Луч зондирующего лазера (3), меняет свое направление в тепловом поле, что является сигналом о количестве поглощенной энергии.
Способ оптико – акустической спектроскопии основан на анализе спектра акустических колебаний, обусловленных переменным давлением в газе или жидкости, нагреваемых переменным излучением.
В предположении без инерционного нагрева изменение температуры:
.
Это явление является причиной звуковых колебаний.
Схема оптико – акустического анализатора.
Современные оптико – акустические газоанализаторы с мощными лазерами позволяют регистрировать содержание компонент до 10-6 от совокупного объема смеси.