Тепловые излучения – свечение тел, обусловленное нагреванием. Тело, нагретое до достаточно высоких температур, светятся, т.е. излучают энергию. Излучательная способность – энергия, излучаемая за единицу времени с единичной площади излучателя, т.е. поток энергии электромагнитных волн. R=W/St. Поглотительная способность – часть падающей на тело энергии, которая остаётся в теле и превращается во внутреннюю A=Wпогл/Wпадающ. Абсолютно черное тело - тело, способное поглощать полностью при любой температуре все падающие на него излучения любой частоты. Закон Кирхгофа: отношение спектральной плотности энергетической светимости к спектральной поглощательной способности не зависит от природы тела. Закон Вина (з-н смещения): длина волны, соответствующая максимуму значения спектральной плотности энергетической светимости чёрного тела, обратно пропорциональна его термодинамической температуре: λmax = b/T, b – постоянная Вина = 2,9· 10-³ м·К. Закон Стефана-Больцмана: энергетическая светимость чёрного тела пропорциональна 4-й степени его термодинамической температуры: R=σ · T²², σ- постоянная Стефана-Больцмана = 5,67·10-²²²². Гипотеза Планка: энергия излучается и поглощается отдельными порциями, квантами E=h(C/λ), где E- энергия кванта, h- 6,62·10-³²².
12. Поглощение света. Законы Бугера и Бера
Поглощение света: интенсивность световой волны – отношение энергии, переносимой светом через площадь, перпендикулярную световому лучу, ко времени переноса и площади поверхности I = W/St (Вт/м²). Закон Бугера: показатель поглощения есть величина, обратная толщине такого слоя вещ-ва, который ослабляет интенсивность света в e раз, где I0 - интенсивность световой волны до поглощения, I – интенсивность после поглощения, d – толщина поглотителя, k – коэффициент поглотителя (зависит от материала поглотителя), e – основной натуральный логарифм, «-» показывает, что интенсивность убывает при прохождении через поглотитель. Закон Бугера – Бера: Где χ – коэффициент поглощения раствора, С– концентрация раствора,
13. Фотоэффект. Законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Красная граница фотоэффекта
Фотоэффект – явление вырывания электронов из металла под действие света. Виды: внешний – испускание электронов вещ-вом под действием электромагнитного излучения, внутренний – вызванные электромагнитным излучением переходы электронов внутри полупроводника или диэлектрика из связанных состояний в свободные без вылета наружу, вентильный – возникновение ЭДС при освещении контакта двух разных проводников или проводника и металла. Законы фотоэффекта: 1) з-н Столетова: при фиксированной частоте падающего света число фотоэлектронов, вырываемых из катода в единицу времени, пропорционально интенсивности света, 2) максимальная начальная скорость фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а опр-ся только его частотой, а именно линейно возрастает с увеличением частоты, 3) для каждого вещ-ва сущ-ет красная граница фотоэффекта, т.е. минимальная частота света (зависит от химич природы вещ-ва и состояния его поверхности), при которой свет любой интенсивности фотоэффекта не вызывает. Уравнение Эйнштейна: hύ = Aвыхода e + (mV²/2), где hύ – энергия кванта падающего света.
14. Физиологическое действие видимого света и его значение в ветеринарии
Основным источником теплового излучения видимого света в природе является Солнце. Свет - важнейший регулятор жизненно важных функций организма, таких, как обмен веществ, размножение, активность защитных механизмов и др. Видимый свет значительно влияет на железы внутренней секреции (половые, щитовидные), но действие это происходит не непосредственно, а от сетчатки через зрительный нерв, головной мозг и гипофиз. Свет, попадая на кожу, нагревает ее и раздражает кожные рецепторы, которые вызывают рефлекторное действие многих других органов. Солнечный свет - это сильнодействующий биологический фактор, более эффективный, чем свет, создаваемый искусственными источниками, так как он содержит ИК и УФ излучения. В зимний период и при содержании в закрытых помещениях сельскохозяйственные животные испытывают так называемый световой голод, что приводит к снижению их продуктивности и устойчивости к инфекционным заболеваниям. Искусственное освещение при правильной дозировке и подборе спектрального состава устраняет неблагоприятные последствия недостатка естественного света.
15. Биологическое действие инфракрасного излучения и его применения в ветеринарии и зоотехнии
Инфракрасное излучение (ИК) – электромагнитное излучение, занимающее область между красной границей видимого света (760 нм) и коротковолновым радиоизлучением (λ=1-2 мм). Биологическое действие ИК излучения в основном определяется производимым им нагревом тканей. Повышение температуры активизирует деятельность клеток, ускоряет их размножение и обменные процессы. ИК облучение широко применяют в медицинской и ветеринарной физиотерапии. Его используют при лечении заболеваний кожи, лимфатической системы, суставов (артриты, ревматизм), плевритов, маститов и др. ИК излучение, сильно поглощаясь водой, усиливает испарение и тем самым оказывает высушивающее действие на влажные поверхности. Это свойство находит применение при лечении мокнущих экзем, обмораживании. Преимущество ИК терапии перед другими тепловыми методами лечения в более глубоком прогревании. Кроме того, отсутствует контакт между источником тепла и органом, чем устраняется раздражение тканей и их загрязнение, что особенно важно при открытых повреждениях. Возможно также ИК облучение через тонкие повязки, так как оно проникает через обычные перевязочные материалы. ИК излучение оказывает вредное действие на глаза, т.к. сильно поглощается хрусталиком и стекловидным телом. Оно может приводить к катаракте, отслоению сетчатки и другим заболеваниям глаз у работников, имеющих дело с раскаленными телами, испускающими значительное ИК излучение. Поэтому при работе с такими источниками необходимо надевать защитные очки. Значение приобретает в последнее время термография, основанная на регистрации с помощью электронно-оптических преобразователей ИК излучения, испускаемого тканями человека и животных. Поскольку ИК излучение поглощается тканями значительно слабее, чем видимый свет, то оно несет с собой информацию о находящихся под кожей тканях и позволяет видеть детали, неразличимые в видимом свете. Хорошо видны на ИК снимках или на телеэкранах находящиеся близко под кожей вены, так как температура крови немного выше температуры окружающих сосуды тканей, и они создают более интенсивное ИК излучение. Снимки вен позволяют обнаруживать места закупорки сосудов, поскольку очаги воспаления имеют температуру более высокую, чем окружающие ткани. Современные методы регистрации ИК излучения позволяют обнаруживать места локализации тромбов или злокачественных опухолей.
16. Биологическое действие ультрафиолетового излучения и его применение в ветеринарии
Ультрафиолетовым называют электромагнитное излучение с длинами волн от 400 до 10 нм, находящееся между видимым фиолетовым и мягким рентгеновскими частями спектра. В основе этого механизма лежат не тепловые эффекты, как при ИК облучении, а фотохимические реакции, происходящие с биополимерами - белками и нуклеиновыми кислотами. Под действием фотонов, выбивающих из молекул электроны, заряд белковых молекул изменяется, что в конечном счете обусловливает денатурацию белков. Облучение приводит также к фотолизу, т. е. образованию осколков крупных молекул, обладающих высокой биологической активностью (гистамин, ацетилхолин). Изменения, происходя с нуклеиновыми кислотами, с молекулами ДНК влияют на процессы жизнедеятельности клеток,на их рост и деление, и могут приводить к гибели клеток и одноклеточных организмов - бактерий. Ультрафиолетовые лучи вызывают разрушение вирусов и бактериофагов, они обезвреживают некоторые бактериальные токсины (например, яд кобры) и ряд других токсичных веществ. Бактерицидное действие УФ облучения используют для обеззараживания воздуха в закрытых помещениях. Такую санацию воздушной среды применяют в операционных и перевязочных, что резко повышает хирургическую асептику. Помимо дезинфицирующего действия, УФ облучение способствует улучшению ионного состава воздуха, снижению количества сероводорода и двуокиси углерода. Первичное действие ультрафиолетового облучения начинается в коже и сопровождается общим усилением обмена веществ и повышением иммунобиологического состояния организма, а это, в свою очередь, ведет к ускорению процессов рассасывания патологических продуктов и регенерации тканей. По этому ультрафиолетовое облучение в ветеринарии применяют при лечении маститов и некоторых других воспалительных процессов. Из других биологических эффектов ультрафиолетового облучения следует отметить образование витамина Д, который способствует всасыванию из кишечника и усвоению кальция, входящего в состав костей и выполняющего ряд существенных физиологических функций. Следует отметить и вредное действие УФ облучения, особенно на глаза, т.к. слизистая оболочка глаза не имеет защитного рогового слоя, и поэтому глаз более чувствителен к ультрафиолету, чем кожа. Поэтому все работы с ультрафиолетом необходимо проводить в защитных очках.
17. Строение атома. Постулаты Бора. Излучение и поглощение энергии
Строение атома: первая модель атома - модель Томсона (кекс): это непрерывно заряженный положительным зарядом шар радиусом порядка 10-¹º м, внутри которого около своих положений равновесия колеблются электроны, суммарный отрицательный заряд электронов равен положительному заряду шара, атом нейтрален. Атом Резерфорда: вокруг положительного ядра, имеющего заряд, размер и массу, практически равную массе атома, в области с линейными размерами порядка10-¹º м по замкнутым орбитам движутся электроны, образуя электронную оболочку атома. Т.к. атом нейтрален, то заряд ядра равен суммарному заряду электронов. Постулаты Бора: 1) в атоме сущ-ют стационарные состояния, в которых он не излучает энергии, каждому из которых соответствуют определённые энергии. 2) электрон движется только по определённой стационарной орбите. В стационарном состоянии атом не излучает и не поглощает энергии. Излучение энергии – при переходе электрона с более высокой энергетической орбиты на более низкую. Поглощение энергии - при переходе электрона с более низкой энергетической орбиты на более высокую.