Поглощение света и его законы.
Поглощение света и его законы. Показатель поглощения, коэф. пропускания, оптическая плотность. Устройство фотоэлектрокалориметра, определение ФЭКом концентрации поглощающих р-ров.
Поглощение света – уменьшение интенсивности световой волны при её распространении в в-ве. Установлено, что при прохождении света через поглощающий слой его интенсивность изменяется на dI, которая прямо пропорциональна толщине dх этого слоя и интенсивности I падающего на него излучения: dI= - kIdx, «-» указывает на уменьшение интенсивности. Проинтегрируем: dI/I= -kdx; ᶘdI/I= -kᶘdx;
lnI= -kx+lnC; I=Ce-kx. При х=0, I=I0, значит С=I0. Получим закон поглощения света, закон Бугера: I=I0e-kx. Поглощающие св-ва в-в зависят от показателя поглощения k [м-1;см-1], различен на разных длинах волн.
Для р-ров при небольших концентрациях справедлив закон Бера: показатель поглощения р-ра прямо пропорционален концентрации С поглощающего в-ва: k=αC, где α – удельный показатель поглощения в-ва, зависящий от длины волны. Закон Бугера-Ламберта-Бера: I=I0e-αC x.
Коэф. пропускания Т – отношение интенсивности света, прошедшего образец, к интенсивности падающего на него света: Т=I/I0= I0e-αC x/I0= e-αC x.
Оптическая плотность D равная десятичному логарифму коэф. пропускания, взятому со знаком «-»:
D= -lgT=k1x=α1Cx, где k1=klge=0,43k; α1=αlge=0,43α.
Закон Бугера-Ламберта-Бера лежит в основе концентрационной колориметрии – фотометрического метода определения концентрации поглощающего в-ва в окрашенных р-рах. Для этой цели используются однолучевые или двулучевые ФЭКи. Схема: свет от источника 1 формируется линзой 2 в параллельный пучок. Светофильтр 3 пропускает сравнительно узкий спектральный диапазон вблизи длины волны L.Этот почти монохроматический пучок света сначала проходит через кювету 4 с чистым растворителем и оптический клин 5 и попадает на фотоэлемент 6. Перемещая поглощающий оптический клин 5, показания измерительного прибора 7 устанавливают точно на 100% пропускания. Вместо кюветы с растворителем 4 помещают кювету 4а с исследуемым р-ром. Измерительный прибор сразу показывает его коэф. пропускания и оптическую плотность, которые позвол322222////////;яют определить концентрацию поглощающего в-ва в р-ре.
Запишите уравнение Вейса-лапика и покажите, как определить, входящие в него константы.
Величина порогового тока зависит от вида ткани, от длительности и формы импульса тока.
Реобаза R – min значение порогового тока для данной ткани, наблюдается при tu>=tполезн, способное вызывать возбуждение при действии на ткань в течение полезного времени.
Хроноксия tхр – длительность импульса, для которого пороговый ток вдвое больше реобазы: Iпор=2R.
Зависимость порогового тока от длительности tu прямоугольного импульса приблизительно описывается уравнение Вейса-Лапика: Iпор=a/tu+b, где а и b –константы, зависящие от вида ткани.
1) при tu стремящемся к бесконечности, значение Iпор=b, значит b=R, b в [А или мА];
2) при tu=tхр, то Iпор=2R и по уравнению Вейса-Лапика: а=Rtхр. Реально I0=0,1мА-50мА. Тепловые эффекты при электростимуляции незначительны.
Объясните необходимость уменьшения переходного сопротивления электрод-кожа при снятии биопотенциалов. Укажите используемые при этом методы.
Важнейшим фактором, определяющим электрическое сопротивление кожи, является толщина рогового слоя эпидермиса и его состояние. Если неороговевающие слои эпидермиса содержат до 70% воды, то роговой слой – лишь 10%, что обуславливает его высокое сопротивление. Но при выделении пота и при наложении влажных электродных прокладок роговой слой может впитывать воду, что снижает его сопротивление. Прокладки налаживают также для устранения прижигающего действия тока под сухими электродами. При увеличении площади электрода переходное сопротивление кожа-электрод уменьшается, но при этом увеличиваются помехи от биопотенциалов работающих мышц.
Скорость пульсовой волны в аорте равна 5 м/с, её диаметр 1,5 см, толщина стенки 0,065 см. Зная плотность крови 1 г/см3, определите модуль Юнга для аорты.
Формула Моенса-Кортевега v=√(Eh/pd); Е=v2pd/h=25*1000*1,5/0,065=577 кПа (кг/c2м). Ответ: 577кПа
Определите min длину в спектре излучения, возникающего в результате торможения на мишени электронов, ускоренных в бетатроне до энергии 60 МэВ.
L=hc/ev=6,63*10-34*3*108/60*106*1,6*10-19=0,207*10-13м
Генеральная совокупность и выборка. Основная задача статистического исследования. Понятие «нормы» для медицинских показателей.
Генеральная совокупность - множество однородных объектов, подлежащих статистическому исследованию и характеризующихся определенными качественными или кол-венными признаками (все жители Беларуси, или все дети, женщины и т.д.). Для того чтобы изучить генеральную выборку по какому либо признаку Х, необходимо изучить все ее объекты по этому признаку. Нормальный закон распределения иногда называют законом распределения Гаусса: f(x)=(1/δ√2π)e-[x-M(X)]2/2δ2, где х – текущие значения случайной величины Х; М(Х) и δ – мат. ожидание и среднее квадратичное отклонение. График функции называют нормальной кривой распределения (кривой Гаусса).Он имеет симметричный вид относительно ординаты х=М(Х). Max плотность вероятности, равная 1/ δ√2π=0,4/δ, соответствует мат. ожиданию М(Х)=Х. По мере удаления от нее плотность вероятности симметрично спадает. Величина М(Х) – центр рассеяния, а среднее квадратичное отклонение определяет ширину и высоту кривой распределения. С возрастанием δ величина max убывает, а сама кривая растягивается вдоль оси абсцисс, и наоборот. Площадь под криво й остаётся неизменной =1. С изменением мат. ожидания кривая сдвигается вдоль оси абсцисс, не изменяя форму.
Р(М(Х)-δ<Х<М(Х)+δ)=68,27%; Р(М(Х)-2δ<Х<М(Х)+2δ)=95,45%; Р(М(Х)-3δ<Х<М(Х)+3δ)=99,73% - правило трёх сигм.
Выборка - совокупность n объектов, отобранных из интересующей нас генеральной совокупности для конкретного статистического исследования. Задачи математической статистики: 1. Выяснение закона распределения исследуемого признака в выборке; 2. Определение числовых характеристик выборки (методы описательной статистики); 3. Оценка параметров генеральной совокупности: точечные оценки и доверительные интервалы для параметров распределения; 4. Исследование статистической связи между двумя признаками совокупности (элементы корреляционного анализа). Значения медико-биологических показателей, соответствующие здоровому человеку, часто называют медицинской нормой. Используют два типа норм: точечную норму и нормальный диапазон. Точечную норму определяют по значению центра распределения хг=хв. Нормальные диапазоны устанавливаются так, чтобы в них попадало 95% показателей случайно отобранных здоровых людей хг=хв+-1,96S. Часто нормальные значения некоторого показателя неодинаковы у лиц, живущих в разных географических регионах, у мужчин и женщин, в разных возрастных группах.
Поглощение света – уменьшение интенсивности световой волны при её распространении в в-ве. Установлено, что при прохождении света через поглощающий слой его интенсивность изменяется на dI, которая прямо пропорциональна толщине dх этого слоя и интенсивности I падающего на него излучения: dI= - kIdx, «-» указывает на уменьшение интенсивности. Проинтегрируем: dI/I= -kdx; ᶘdI/I= -kᶘdx;
lnI= -kx+lnC; I=Ce-kx. При х=0, I=I0, значит С=I0. Получим закон поглощения света, закон Бугера: I=I0e-kx. Поглощающие св-ва в-в зависят от показателя поглощения k [м-1;см-1], различен на разных длинах волн.
Для р-ров при небольших концентрациях справедлив закон Бера: показатель поглощения р-ра прямо пропорционален концентрации С поглощающего в-ва: k=αC, где α – удельный показатель поглощения в-ва, зависящий от длины волны. Закон Бугера-Ламберта-Бера: I=I0e-αC x.
Коэф. пропускания Т – отношение интенсивности света, прошедшего образец, к интенсивности падающего на него света: Т=I/I0= I0e-αC x/I0= e-αC x.
Оптическая плотность D равная десятичному логарифму коэф. пропускания, взятому со знаком «-»:
D= -lgT=k1x=α1Cx, где k1=klge=0,43k; α1=αlge=0,43α.
Закон Бугера-Ламберта-Бера лежит в основе концентрационной колориметрии – фотометрического метода определения концентрации поглощающего в-ва в окрашенных р-рах. Для этой цели используются однолучевые или двулучевые ФЭКи. Схема: свет от источника 1 формируется линзой 2 в параллельный пучок. Светофильтр 3 пропускает сравнительно узкий спектральный диапазон вблизи длины волны L.Этот почти монохроматический пучок света сначала проходит через кювету 4 с чистым растворителем и оптический клин 5 и попадает на фотоэлемент 6. Перемещая поглощающий оптический клин 5, показания измерительного прибора 7 устанавливают точно на 100% пропускания. Вместо кюветы с растворителем 4 помещают кювету 4а с исследуемым р-ром. Измерительный прибор сразу показывает его коэф. пропускания и оптическую плотность, которые позвол322222////////;яют определить концентрацию поглощающего в-ва в р-ре.
Запишите уравнение Вейса-лапика и покажите, как определить, входящие в него константы.
Величина порогового тока зависит от вида ткани, от длительности и формы импульса тока.
Реобаза R – min значение порогового тока для данной ткани, наблюдается при tu>=tполезн, способное вызывать возбуждение при действии на ткань в течение полезного времени.
Хроноксия tхр – длительность импульса, для которого пороговый ток вдвое больше реобазы: Iпор=2R.
Зависимость порогового тока от длительности tu прямоугольного импульса приблизительно описывается уравнение Вейса-Лапика: Iпор=a/tu+b, где а и b –константы, зависящие от вида ткани.
1) при tu стремящемся к бесконечности, значение Iпор=b, значит b=R, b в [А или мА];
2) при tu=tхр, то Iпор=2R и по уравнению Вейса-Лапика: а=Rtхр. Реально I0=0,1мА-50мА. Тепловые эффекты при электростимуляции незначительны.
Объясните необходимость уменьшения переходного сопротивления электрод-кожа при снятии биопотенциалов. Укажите используемые при этом методы.
Важнейшим фактором, определяющим электрическое сопротивление кожи, является толщина рогового слоя эпидермиса и его состояние. Если неороговевающие слои эпидермиса содержат до 70% воды, то роговой слой – лишь 10%, что обуславливает его высокое сопротивление. Но при выделении пота и при наложении влажных электродных прокладок роговой слой может впитывать воду, что снижает его сопротивление. Прокладки налаживают также для устранения прижигающего действия тока под сухими электродами. При увеличении площади электрода переходное сопротивление кожа-электрод уменьшается, но при этом увеличиваются помехи от биопотенциалов работающих мышц.
Скорость пульсовой волны в аорте равна 5 м/с, её диаметр 1,5 см, толщина стенки 0,065 см. Зная плотность крови 1 г/см3, определите модуль Юнга для аорты.
Формула Моенса-Кортевега v=√(Eh/pd); Е=v2pd/h=25*1000*1,5/0,065=577 кПа (кг/c2м). Ответ: 577кПа
Определите min длину в спектре излучения, возникающего в результате торможения на мишени электронов, ускоренных в бетатроне до энергии 60 МэВ.
L=hc/ev=6,63*10-34*3*108/60*106*1,6*10-19=0,207*10-13м
Генеральная совокупность и выборка. Основная задача статистического исследования. Понятие «нормы» для медицинских показателей.
Генеральная совокупность - множество однородных объектов, подлежащих статистическому исследованию и характеризующихся определенными качественными или кол-венными признаками (все жители Беларуси, или все дети, женщины и т.д.). Для того чтобы изучить генеральную выборку по какому либо признаку Х, необходимо изучить все ее объекты по этому признаку. Нормальный закон распределения иногда называют законом распределения Гаусса: f(x)=(1/δ√2π)e-[x-M(X)]2/2δ2, где х – текущие значения случайной величины Х; М(Х) и δ – мат. ожидание и среднее квадратичное отклонение. График функции называют нормальной кривой распределения (кривой Гаусса).Он имеет симметричный вид относительно ординаты х=М(Х). Max плотность вероятности, равная 1/ δ√2π=0,4/δ, соответствует мат. ожиданию М(Х)=Х. По мере удаления от нее плотность вероятности симметрично спадает. Величина М(Х) – центр рассеяния, а среднее квадратичное отклонение определяет ширину и высоту кривой распределения. С возрастанием δ величина max убывает, а сама кривая растягивается вдоль оси абсцисс, и наоборот. Площадь под криво й остаётся неизменной =1. С изменением мат. ожидания кривая сдвигается вдоль оси абсцисс, не изменяя форму.
Р(М(Х)-δ<Х<М(Х)+δ)=68,27%; Р(М(Х)-2δ<Х<М(Х)+2δ)=95,45%; Р(М(Х)-3δ<Х<М(Х)+3δ)=99,73% - правило трёх сигм.
Выборка - совокупность n объектов, отобранных из интересующей нас генеральной совокупности для конкретного статистического исследования. Задачи математической статистики: 1. Выяснение закона распределения исследуемого признака в выборке; 2. Определение числовых характеристик выборки (методы описательной статистики); 3. Оценка параметров генеральной совокупности: точечные оценки и доверительные интервалы для параметров распределения; 4. Исследование статистической связи между двумя признаками совокупности (элементы корреляционного анализа). Значения медико-биологических показателей, соответствующие здоровому человеку, часто называют медицинской нормой. Используют два типа норм: точечную норму и нормальный диапазон. Точечную норму определяют по значению центра распределения хг=хв. Нормальные диапазоны устанавливаются так, чтобы в них попадало 95% показателей случайно отобранных здоровых людей хг=хв+-1,96S. Часто нормальные значения некоторого показателя неодинаковы у лиц, живущих в разных географических регионах, у мужчин и женщин, в разных возрастных группах.