Понятие об аналоговых, дискретных и комбинированных регистрирующих устройствах.

Устройство отображенияпонимают -устройство, которое временно предоставляет информацию, при появлении новой информации прежняя информация бесследно исчезает. Такими являются в стрелочные приборы: амперметр, вольтметр и др. Значительно большее распространение в медицинской электронике получили регистрирующие приборы, которые фиксируют информацию на каком- либо носителе. Отображающие и регистрирующие приборы подразделяют на аналоговые- непрерывные, дискретные и комбинированные,сочетающие возможности аналоговых и дискретных.

Медицинское применения устройств отображения достаточно мало: частотомер пульса и др.

Более широко применяются в медицине получили аналоговые регистрирующие устройства. Некоторые из них называют также самопишущими приборами. Самопишущие приборы, используемые в медицинской аппаратуре, преобразуют электрический сигнал в механическое перемещение.(кимограф).

33. Амплитудная характеристика усилителя выражает зависимость выходного напряжения от входного, представляет собой зависимость установившегося значения выходного напряжения от входного, представляет собой зависимость установившегося значения выходного напряжения от величины подаваемого на вход синусоидального напряжения неизменной частоты, представляет собой зависимость установившегося значения выходного напряжения от величины подаваемого на вход синусоидального напряжения неизменной частоты.
НЕЛИНЕЙНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ- наличие на выходе испытываемого устройства частотных составляющих, которые отсутствовали в сигнале, поданном на его вход. В результате нелинейных искажений происходит изменение спектра переданного сигнала. Оценивают коэффициентом гармоник. Рис. на обороте

34. Частотная (амплитудно-частотная) характеристика усилителей...

Частотная характеристика усилителя показывает зависимость коэффициента К от частоты сигнала, поданного на вход усилителя. K = f(ʋ). Для того что бы ангармонический сигнал был усилен без искажения,необходима независимость коэффициента усиления от частоты. Частотная характеристика должна иметь вид К=соnst.

На практике это не реализуется и приводит к линейным искажениям. Полоса пропускания- диапазон частот в пределах которого амплитудно-частотная характеристика достаточно равномерна для того что бы обеспечить передачу сигнала без существенных искажений его форм. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) усилителя пред­ставляет собой зависимость модуля коэффициента усиления К от частоты усиливаемого сигнала при постоянстве значения входного сигнала.
Общий вид ее для усилителя с разделительными конденса­торами, т.е. с конденсаторной связью, показан на рис.

35. Аппарат УВЧ состоит из двухтактного лампового генератора и терапевтического контура. Основные части генератора: колебательный контур, включенный в анодную цепь, в котором возбуждаются незатухающие электромагнитные колебания, частота которых определяется индуктивностью и емкостью контура; источник электрической энергии; электронные лампы и катушка обратной связи. Воздействие электрическим полем УВЧ на пациента производится посредством электродов пациента, которые включены в терапевтический контур, индуктивно связанный с анодным колебательным контуром генератора. Наибольшая мощность выделяется в терапевтическом контуре при условии резонанса, т.е. когда частота собственных колебаний терапевтического контура совпадает с частотой колебаний, возникающих в анодном колебательном контуре генератора. В России в аппарате УВЧ используется частота 40,58 МГц.

37.Геометри́ческая о́птика — раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах и принципы построения изображений при прохождении света в оптических системах без учёта его волновых свойств.

Закон отражения света: падающий и отраженный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости (плоскость падения). Угол отражения γ равен углу падения α

.Полное внутреннее отражение, отражение оптического излучения (света) или электромагнитного излучения другого диапазона (например, радиоволн) при его падении на границу раздела двух прозрачных сред из среды с большим преломления показателем (ПП). П. в. о. осуществляется, когда угол падения i превосходит некоторый предельный (критический) угол iпр. При i > inp преломление во вторую среду прекращается. i не может превышать 90°.iпр задаётся условием sin iпр = 1/n, где n — относительный ПП 1-й и 2-й среды.

Предельный угол полного отражения - угол падения света на границу раздела двух сред, соответствующий углу преломления 90 град.Волоконная оптика, раздел оптики,в котором рассматривается передача света и изображения по светопроводам и волноводам оптического диапазона, в частности по многожильным световодам и пучкам гибких волокон.В волоконных деталях обычно применяют стеклянное волокно, световедущая жила которого (сердцевина) имеет высокий показатель преломления и окружена стеклом — оболочкой с более низким показателем преломления. Вследствие этого на поверхности раздела сердцевины и оболочки лучи претерпевают полное внутреннее отражение и распространяются только по световедущей жиле. Коэффициент пропускания световодов в видимой области спектра составляет 30—70% при длине 1 мПредельный угол преломления— наибольший угол падения луча, при котором еще имеет место преломление Величина предельного угла преломления зависит от относительного показателя преломления: sin α = 1 / n. при переходе луча в менее плотную среду.

38.Рефрактометрия- это метод исследования веществ, основанный на определении показателя (коэффициента) преломления (рефракции) и некоторых его функций.

Рефрактометром называют прибор, служащий для определения показателя преломления световых лучей в прозрачных жидкостях.

Принцип действия прибора основан на явлении полного внутреннего отражения, возникающем на границе раздела двух сред, при переходе луча из оптически более плотной в оптически менее плотную среду.

Главной частью рефрактометра является система двух прямоугольных призм – осветительной (А1B1C1) и измерительной (АВС), сделанных из стекла с большим показателем преломления.

Ход опыта.
Подготовить прибор к работе:

Расположить прибор так что бы наблюдение проводил. проходящем свете. Откинув верхнюю призмуре фрактометра, нанести 2-3 капли дистил. воды , опустить верхнюю призму. Фокусируя окуляр получить резкие изображения поля зрения, визира и шкалы. Получить в видимом свете границу свет-тень. Линия раздела должна быть резкой. Совместить визир с границей раздела свет-тень.(n=1,333 при t=20C).

Исслед пок прел р-ра nacl от концентрации:

Измерить показатели преломления р-ра nacl различной концентрации. Для этого на нижнюю призму нанести поочередно р-ры различной конц. И совмещая визирс границей раздела свет-тень, определяем по шкале показатель преломления р-ров. По данным строим график зависимости показат. Преломления р-ра неизвестной концентрации n=f(c)
измеряем показатель преломления р-ра неизвестной конц. Определ. По графику концентрацию этого р-ра.

39.Микроскопия (МКС)— изучение объектов с использованием микроскопа. Подразделяется на несколько видов: оптическая микроскопия, электронная микроскопия и др. Оптическая микроскопия

Для получения больших увеличений применяется микроскоп. Оптическая система микроскопа состоит из двух частей: объектива (обращенного к объекту) и окуляра (обращенного к глазу). Ход лучей в микроскопе показан на рис.,

причем объектив и окуляр заменены на рисунке простыми линзами.
Небольшой предмет S1S2 помещается перед объективом 1 микроскопа на расстоянии, немного большем фокусного расстояния объектива; его действительное изображение S'1S'2 находится вблизи переднего фокуса F2 окуляра 2 — между окуляром и его передним фокусом. Это изображение рассматривается глазом через окуляр, как через лупу; на сетчатке глаза образуется изображение S'''1S'''2, которое воспринимается глазом как исходящее от мнимого увеличенного изображения S"1S"2. D — расстояние между задним фокусом объектива и передним фокусом окуляра — называется оптической длиной тубуса микроскопа; от нее зависит увеличение микроскопа. S'1S'2 находится в передней фокальной плоскости окуляра, т. е. изображение S"1S"2 лежит в бесконечности; при этом глаз находится в ненапряженном состоянии.
Увеличением микроскопа- отношение длины изображения какого-либо отрезка, получаемого на сетчатке глаза при помощи микроскопа, к длине изображения того же отрезка на сетчатке при рассматривании его невооруженным глазом.
Увеличение микроскопа значительно больше увеличения, даваемого объективом или окуляром. Увеличение микроскопа равно произведению увеличения объектива и увеличения окуляра.

40. Энергетические характеристики световых потоков, поток светового волновая оптика…

Любой источник света излучает в пространство электромагнитные волны, которые переносят энергию. Величина энергии, испускаемой источником в единицу времени-энергетический или лучистый поток =Вт. Физический смысл потока- мощность. Энергетический поток в общем случае распределён по некоторому интервалу длин волн внутри оптического диапазона, который включает инфракрасный диапазон (от 1 мм до 0,77мкм), видимый диапазон (от 0,77 до 0,38 мкм) и ультрафиолетовый диапазон ( от 0,38 мкм до 1 нм).
Для описания распределения лучистого потока по длинам волн используют понятие спектральной плотности энергетического потока, которую определяют как , где - часть энергетического потока, приходящаяся на диапазон длин волн . Способность глаза воспринимать излучение в видимом диапазоне сильно неравномерна и описывается кривой чувствительности глаза . Если энергетический световой поток в диапазоне λ1-λ2 определяется выражением , то эффективная величина потока, определяющая воздействие на глаз человека описывается выражение, и называется световым потоком=[Люмен]. Световой поток в общем случае излучается источником света неравномерно в разных направлениях, для описания этого применяют величину как сила света.

Волновая о́птика — раздел оптики, который описывает распространение света с учётом его волновой природы. Явления волновой оптики- интерференция, дифракция и т.п.

Дифракционная решётка — оптический прибор, работающий по принципу дифракции света, представляет собой совокупность большого числа регулярно расположенных, нанесённых на некоторую поверхность.

Расстояние, через которое повторяются штрихи на решётке, называют периодом дифракционной решётки. Обозначают буквой d.

d = 1 / N мм, N-число штрихов.

Условия интерференционных максимумов дифракционной решётки, наблюдаемых под определёнными углами, имеют вид:

d — период решётки,

α — угол максимума данного цвета,

k — порядок максимума, то есть порядковый номер максимума, отсчитанный от центра картинки,

λ — длина волны.

Если же свет падает на решётку под углом θ, то:

. Одной из характеристик дифракционной решётки является угловая дисперсия. Угловая дисперсия увеличивается с уменьшением периода решётки d и возрастанием порядка спектра k.

41.Предел разрешения-наименьшее расстояние между двумя точками предмета, когда эти точки различимы,те воспринимаются в микроскопе как 2 точки. Разрешающая способность – способность микроскопа давать раздельные изображения мелких деталей рассматриваемого предмета.

Разрешающая способность микроскопа: z = A/0.5 λ=n*sin(u/2)/ 0.5 λ

A-числовая апертура, A= n*sin(u/2); u/2- апертурный угол объектива,u- угол раскрытия объектива; λ – длина волны света

Предел разрешения микроскопа: D=1/z

Разрешающая способность глаза это минимальный диаметр пятна: которое рассматривается с расстояния наилучшего зрения (25-30 см) и. который человеческий глаз может отличить от остальных предметов.

Полезное увеличение- такое увеличение наблюдаемого объекта, при котором можно выявить новые детали его строения, полезное увеличение обычно равно числовой апертуре объектива, увеличенной в 500-1000 раз.

42 Поляризация света – процесс упорядочения колебаний вектора напряжённости электрического поля световой волны, при преломлении или при отражении светового потока.

Способы получения поляризованного света.

1)Поляризация при помощи поляроидов. 2)Поляризация посредством отражения. Если естественный луч света падает на черную полированную поверхность, то отраженный луч оказывается частично поляризованным. В качестве поляризатора и анализатора может быть употреблено зеркало. Степень поляризации тем больше, чем правильнее выдержан угол падения..

3)Поляризация посредством преломления. Световой луч поляризуется не только при отражении, но и при преломлении. Оптическая активность-способность среды вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через неё оптического излучения (света).

угол j поворота плоскости поляризации линейно зависит от толщины l слоя активного вещества и концентрации с этого вещества — j = [a] lc (коэф. [a] -удельной О. а.);

Поворот в данной среде происходит либо по часовой стрелке (j > 0), либо против неё (j < 0), если смотреть навстречу ходу лучей света.

43. Рассеяние света- явление, при котором распространяющийся в среде световой пучок отклоняется по всевозможным направлениям. Необходимое условие- наличие неоднородностей.

2 вида неоднородностей:

1Мелкие инородные частицы в однородном прозрачном веществе. Такие среды- мутные.(дым, туман).

2Оптические неоднородности возникающие в чистом веществе из-за статистического отклонения молекул от равномерного распределения- молекулярный тип.(рассеяние света в атм.)

Показатель рассеяния-величина, обратная расстоянию, на котором поток излучения, образующего параллельный световой пучок, ослабляется в результате рассеяния в среде в 10 раз или в е раз. I=I₀e⁻ᵐᴸ, где m –показатель рассеяния.

Закон Рэлея: I_расс ~1/λ⁴

при молекулярном рассеяние интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна четвертой степени длины волны.

44. Поглощением света-ослабление интенсивности света при прохождении через любое вещество вследствие превращения световой энергии в другие виды энергии.

Закон Бугера(зак. Поглощения.) I=I0 e^-КХ

I0, I -интенсивности света на входе (х=0) и выходе из слоя среды толщины х

К- коэффициент поглощения

Закон Бугера - Ламберта - Бера: ослабление параллельного монохроматического пучка света при распространении его в поглощающей среде.

I0 - интенсивность входящего пучка

l - толщина слоя вещества, через которое проходит свет

k -показатель поглощения

Молярный показатель поглощения- отношение показателя поглощения исследуемого вещества к его молярной концентрации.

Коэффициент пропускания - отношение светового потока, прошедшего через слой, к световому потоку, падающему на слой. τ = I_l /I₀

Оптическая плотность - мера ослабления света прозрачными объектами или отражения света непрозрачными объектами/ D=lg(1/τ)=lg(I₀ /I_l)

Прозрачность - отношение величины потока излучения, прошедшего без изменения направления через слой среды единичной толщины, к величине потока излучения, вошедшего в эту среду в виде параллельного пучка.

45. Тепловое излучение— передача энергии от одних тел к другим в виде электромагнитных волн за счёт их тепловой энергии.

Абсолютно черное тело— тело, полностью поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение.

Спектр излучения абсолютно чёрного тела определяется только его температурой.

Серое тело — это такое тело, коэффициент поглощения которого<1 и не зависит от длины волны, падающего на него света.