Інфрахвильові промені та їх використання в медицині

Інфрачервоне випромінювання займає в спектрі електромагнітних хвиль місце між видимим світлом і радіохвилями тобто в діапазоні 0,76мкм до 1 мм. Весь діапазон інфрачервоного випромінювання ділиться на декілька областей (таблиця 1).

Таблиця 1

Такий поділ умовний, але він враховує властивості ІЧ-випромінювання та практичне його використання. ІЧ-промені мають хвильові й квантові властивості, поширюються та поглинаються квантами. Енергія кванта залежить від довжини хвилі:

де Е - енергія, с - швидкість світла, h - стала Планка, λ-довжина хвилі.

Основною характеристикою ІЧ-випромінювання є потужність випромінювання (променевий потік) - енергія випромінювання, що падає на дану площу за одну секунду. Коли розглядається енергія ІЧ-випромінювання що падає на одиницю плоті за одну секунду вона називається інтенсивністю випромінювання. Одиницею інтенсивності є Вт/см², але частіше використовують Вт/см². ІЧ-випромінювання поглинається, відбивається, заломлюється та розсіюється.

Поглинання.Поглинання ІЧ-променів підчиняться закону Бугера-Бера:

де Ф₀ - потік палаючого випромінювання на речовину, Ф - потік, що пройшов через речовину, d- товщина речовини, к - коефіцієнт, що залежить віл природи речовини і довжини хвилі випромінювання (показник поглинання).

З даної формули видно, що поглинання швидко збільшується зі збільшенням товщини поглинаючого слою. Наприклад, якщо шар в 1 мм ослаблює випромінювання вдвічі, то шар товщиною 5 мм буде ослаблювати в 32 рази, а шар 10 мм— більше чим в 1000 разів.

Тканини організму поглинають ІЧ-випромінювання по різному і залежить це від довжини ІЧ-променів. Прикладом може бути шкіра людини.

Відбивання.Металеві поверхні добре відбивають як видиме, так і ІЧ-випромінювання. Але картина відбивання буде різна й відрізнятиметься від звичайної. Трава, листя добре відбиваючи ІЧ-світло, здаються набагато світлішими, світлішими як і радужна оболонка, темне волосся. Текст, написаний на білому папері червоним і жовтим кольором, майже не змінюється в ІЧ-променях, але іншими кольорами - змінюється, тому це використовують при підробці документів, реставрації картин.

Шкіра людини поглинає та відбиває ІЧ-світло по-різному, це використовується для розпізнавання шкірних хвороб у судовій медицині і криміналістиці.

Заломлення.ІЧ-промені добре заломлюються, але показник заломлення для ІЧ-променів менший, вони менше відхиляються при переході із одного середовища в інше, що необхідно враховувати при фотографуванні в ІЧ-променях.

Розсіювання.Велике практичне значення має розсіювання 14-прменів, так як вони розсіюються менше ніж видиме світло. Розсіювання будь-якого випромінювання малими частинками (туман, пил, пухирці повітря) залежить від природи, величини й форми частинки, а також від довжини хвилі. Якщо розміри частинок малі по відношенню до довжини хвилі випромінювання, то залежність описується формулою Релея:

тобто розсіювання обернено пропорційне четвертій степені довжини хвилі.

Для більших частинок залежність від довжини хвилі буде слабша. Довжина хвиль ІЧ-променів більша ніж видимого світла, вони розсіюються менше, що дає можливість використовувати їх в аероспостереженнях, умовах поганого бачення.

Поиск по сайту: