Поглощение света. Закон Бугера-Ламберта-Бера.
Поглощение света в веществе связано с преобразованием энергии электромагнитного поля волны в тепловую энергию вещества (или в энергию вторичного фотолюминесцентного излучения). Закон поглощения света (закон Бугера) имеет вид: 
где I0, I -интенсивности света на входе (х=0) и выходе из слоя среды толщины х, a-коэффициент поглощения, он зависит от l. Для диэлектриков a=10-1¸ 10-5 м-1 , для металлов a=105¸ 107 м-1, поэтому металлы непрозрачны для света. Зависимостью a (l ) объясняется окрашенность поглощающих тел. Например, стекло, слабо поглощающее красный свет, при освещении белым светом будет казаться красным. Закон Бугера — Ламберта — Бера — определят ослабление параллельного монохроматического пучка света при проходе через поглощающую среду . snSdx/S=sndx. di/i(относительное уменьшение интенсивности)=-sndx. после интегрирования и потенцирования I=I0e-snl.
Устройство и принцип работы фотоэлектроколориметра. Использование в медико-биологических исследованиях.
Фотоэлектроколориметр-Прибор для определения концентрации вещества в растворе по величине поглощения монохроматического света; в биологии и медицине используется, напр., для качественного и количественного анализа биологически активных веществ и лекарственных средств.Устройство и принцип работы фотоэлектроколориметра.Принципиальная схема однолучевого фотоэлектроколориметра: 1. Лампа 2. Cветофильтр 3. Кювета для растворов 4. Фотоприёмник 5. Преобразователь сигнала (усилитель) 6. Измерительный элемент (гальванометр) Луч света от источника 1 проходит через светофильтр 2. Полученный монохроматический свет проходит через кювету с раствором 3. Кюветы (две) – сосуды, в которые помещают анализируемый раствор и раствор сравнения. Они представляют собой прямоугольные сосуды с определённым расстоянием между стенками. Для аналитических измерений важен не общий объём раствора, помещённого в кювету, а толщина слоя раствора, которая определяется расстоянием между передней и задней стенками. Кюветы изготавливают из стекла, пропускающего все лучи видимого спектра. Для анализа в ультрафиолетовой области спектра применяют кюветы из кварца, пропускающего не только видимые, но и ультрафиолетовые лучи. Прошедший через раствор свет, попадает на фотоприёмник 4 – фотодиод, который преобразует энергию световой волны в электрический ток. Сигнал усиливается усилителем - 5 и поступает на измерительный элемент (гальванометр) 6, где находятся две шкалы. На нижней шкале нанесены значения оптической плотности раствора, а на верхней – коэффициента пропускания в процентах.Принцип измерения коэффициента пропускания и оптической плотности состоит в том, что на фотоприёмник направляют поочерёдно световые потоки – полный(и нулевое) и прошедший через анализируемый раствор(и первое). Вначале в световой поток помещают кювету с раствором сравнения (растворитель или дистиллированная вода). Изменением чувствительности фотоэлектроколориметра добиваются, чтобы отсчёт по шкале коэффициентов пропускания был равен 100 делениям (или был равен нулю по шкале оптической плотности). Таким образом, полный световой поток (и нулевое) условно принимается за 100%. Затем в световой поток помещают кювету с исследуемым раствором. Вследствие поглощения света раствором световой поток ослабляется, и стрелка гальванометра отклоняется от нуля. По показаниям стрелки на шкале определяют значение оптической плотности или коэффициента пропускания исследуемого раствора.
Рассеяние света. Применение в медицине-Рассеяние света — рассеяние электромагнитных волн видимого диапазона при их взаимодействии с веществом. При этом происходит изменение пространственного распределения, частоты, поляризации оптического излучения, хотя часто под рассеянием понимается только преобразование углового распределения светового потока.Виды рассеяния, свойственные для света:
Рассеяние Рэлея — упругое рассеяние на малых частицах, размером много меньше длины волны.
Рассеяние Ми — упругое рассеяние на крупных частицах.
Рассеяние Мандельштама — Бриллюэна — неупругое рассеяние на колебаниях решётки.
Рассеяние Рамана — неупругое рассеяние на атомных колебаниях в молекуле.
Рассеяние Тиндаля — упругое рассеяние света неоднородными средами.
Рэлея закон, гласит, что интенсивность I рассеиваемого средой света обратно пропорциональна 4-й степени длины волны l падающего света (I ~ l-4) в случае, когда среда состоит из частиц-диэлектриков, размеры которых много меньше l. Iрасс ~ 1/l 4,
Люминесценция. Классификация, характеристика.
Люминесце́нция - нетепловое свечение вещества, происходящее после поглощения им энергии возбуждения. Различают два вида Л. — флюоресценцию (кратковременную Л.) и фосфоресценцию (длительную Л.), последняя в физиологических условиях практически не наблюдается
Люминесценция характеризуется спектром (спектральной плотностью лучистого потока) и состоянием поляризации. Изучение спектров люминесценции и факторов, на них влияющих, составляет часть спектроскопии. Спектром люминесценции называют зависимость интенсивности люминесцентного излучения от длины волны испускаемого света. Наиболее простые — атомные спектры, в которых указанная выше зависимость определяется только электронным строением атома. Принцип Франка — Кондона
Часть электронной энергии при поглощении и испускании света должна расходоваться на увеличение колебаний структуры, превращаться в тепло. Явление наблюдается в результате резкого изменения градиента электронной энергии около ядер при возбуждении и релаксации. Правило Стокса — Ломмеля
Спектр люминесценции, как правило, сдвинут относительно спектра поглощения в сторону длинных волн. Данное правило принято объяснять потерей некоторой части поглощённой энергии на тепловое движение молекул. Отметим, что существует антистоксовский люминофор излучающий более коротковолновое излучение чем падающее. Как правило одно и то же вещество способно испускать излучение как в стоксовой, так и в антистоксовой областях спектра, относительно частоты возбуждающего люминесценцию излучения. Постоянство спектра люминесценции
Независимо от способа возбуждения и длины волны возбуждающего света спектр люминесценции остается неизменным при данной температуре. Данное правило справедливо только в случае использования одной и той же возбуждаемой среды, системы регистрации излучения люминесценции. Множество разрешенных энергетических уровней в атоме/молекуле, а также множество длин волн источников возбуждения люминесценции позволяет для используемой среды получать множество спектров люминесценции в разных областях спектра и не повторяющих друг друга.Правило зеркальной симметрии Левшина
Спектральные линии испускания и поглощения в координатах частоты являются взаимным зеркальным отражением. Положение оси симметрии показывает энергию чисто электронного перехода. Данным свойством обладают в основном жидкие люминофоры; исследования последних лет показали, что оно может быть справедливо и для сред в иных агрегатных состояниях.
Термографияв медицине — метод регистрации инфракрасного излучения тела человека в целях диагностики различных заболеваний. производят натощак. Исследование молочных желез выполняют на 8—10-й день менструального цикла. Исследование осуществляют в специальных кабинетах, где поддерживают постоянную температуру (+22,5±1°) и влажность (60±5%) воздуха. Обязательна адаптация исследуемого к температуре окружающей среды, для чего пациента за 15—20 мин до исследования следует раздеть. Т. проводят в разных проекциях и при разных положениях тела пациента (стоя, лежа). Термография применяется для выявления опухолей молочных, слюнных и щитовидных желез, а также для дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных новообразований (особенно велика роль Т. в выявлении непальпируемых опухолей, в частности рака.