Az elektromágneses sugárzás kölcsönhatása az anyaggal

Átírás

1 Az lktromágnss sugárzás kölcsönhatása az anyaggal A fény kölcsönhatása az anyaggal visszavrődés A fény kölcsönhatása az anyaggal 2. törés szórás lnylődés Elnylődés Δ Az intzitás gyngülésénk törvény Δ μ Δ Δ Diffrnciális alak Δ A közgn áthaladó sugárzás intnzítása csökkn : a közgb blépő sugárzás intnzitása [W/m 2 ] Δ : az intnzitás mgváltozása Δ rétgn való áthaladáskor μ: gyngítési állandó [1/m] A közgn áthaladó sugárzás intnzitásának mgváltozása arányos a közgb blépő intnzitással

2 Az intzitás gyngülésénk törvény Δ μ Δ Δ mgoldása Intgrált alak A közgn áthaladó sugárzás intnzitása a rétgvastagság ponnciális függvény : a rétgb blépő intnzitás [W/m 2 ] : intnzitás [m] rétgvastagság után μ: gyngítési állandó [1/m] A gyngítési állandó függ: a foton nrgiájától az abszorbns anyagi minőségétől az abszorbns sűrűségétől Grafikus mgoldás o / o o /2 o /4 o /8 D 2D 3D δ D: flző rétgvastagság δ : -dlő rétgvastagság Mind a kttő -jllmző az adott sugárzás és az adott anyag kölcsönhatására -függ a sugárzás frkvnciájától, az abszorbns anyagi minőségétől és aktuális sűrűségétől A gyngítési állandó dfiníciója Ha D Ha δ μ μd ln 2 D 1 μ δ.693 D / 2 / μδ μ függ mindazoktól a tényzőktől, amlyktől D és δ.

3 Az izom gyngítési gyütthatója a CO 2 lézr hullámhosszán 8 cm -1. Milyn vastag szövtrétg nyli l a bérkző fényintnzitás 9 % -át? o o /2 o / μ 1 μ 2 o1 o2 D 3 δ 3 D 2 δ 2 D 1 D 2 μ 8cm 1 1% 1% 9% 1% cm A fényabszorpció mchanizmusa (Ismétlés: atomszrkzt) Molkula pályalktronok nrgiaállapotai a rzgési szintkkl foton alapállapot grjszttt állapot hf +1 ΔE E n E n ~ tizd V ~V Egy adott molkula különböző, agymáshoz közli nrgiával rndlkző fotonokat is képs lnylni E VIS V külső héjon lévő lktronok grjsztési nrgiáját fdzhti A grjszttt lktronok további sorsára még visszatérünk

4 A fényabszorpció gyakorlati alkalmazása μ Híg oldatok stén: μ ~ koncntráció μ (λ) c Lambrt Br törvény Abszorbancia v. Optikai dnzitás Transzmisszió τ transzmittált bső Abszorbancia v. Optikai dnzitás dkadikus molaris tinkciós állandó [l mol -1 cm -1 ] moláris koncntráció Vörös színű üvg spktrumai Biológiailag fontos molkulák k l o r o f i l l abszorpciós spktruma Abszorbancia függ a hullámhossztól Béta-karotin abszorpciós spktruma Abszorpciós spktrum: az a hullámhossz karotinoidok függvényébn Sávos spktrum Elhlyzkdés, alakja jllmző az RNS DNS lnylő anyag lktronszrkztér

5 Abszorpció és szín Komplmntr színk Példa a fogászati alkalmazásra Kámfor-kinon fényabszorpció hatására kménydő fogászati kötőanyag Visszavrődés diffúz visszavrődés Az híg oldatok stén gynsn arányos a koncntrációval rfliós tényző vagy rflktancia spktrális rflktancia ρ(λ) rflktált bső n2 n 1 ρ n2 + n1 2 c Abszorbancia mérés koncntráció mghatározását tszi lhtővé rfliós spktrum

6 Szóródás Szóródás Spktrális szóródási tényző σ (λ) szórt bső Rayligh-szóródás d << λ Mi-szóródás d λ Rugalmas szóródás: λ, f, változatlan Rayligh-szóródás d << λ 6 d σ( λ) ~ λ 4 Mi-szóródás d λ σ függtln λ Szóródás A szín kialakulása Kompl folyamat Rugalmatlan szóródás: λ, f, változik Visszavrődés Szóródás Elnylődés Raman-szóródás ρ( λ) + σ ( λ) + α( λ) 1 Fény és anyag közötti nrgiaátadás Sir Chandraskhara Vnkata Raman Fizikai Nobl-díj 193 a fényszórással kapcsolatos munkájáért és a róla lnvztt hatás flfdzéséért Pl. vörös rflió vörös Bfolyásolja a fényforrás és szmlélő rlatív hlyzt, szóró részcskék mért stb. Pl. vörös abszorpció átmnő fénybn zöld

7 A hét kérdés: Kapcsolódó fjztk: Damjanovich, Fidy, Szöllősi: Orvosi Biofizika Grafikus úton határozza mg, hogy a bmutatott kísérltbn hány darab fólia adja a flzési rétgvastagságot! (Az rdmény lht nm gész szám is.) II II VI