SZAKMAI ÉRTÉKELÉS. az Orgon-készülékről

Átírás

1 SZAKAI ÉRTÉKELÉS z Orgo-készülékről Készítette: Prof. Hbil. Dr. Dr. Ph.D. Vicze Jáos, egyetei tár biofizikus Budpest 00. október 8.

2 Trtlojegyzék Trtlojegyzék... Bevezető... 3 A kristályfizik törtéete gyrországo... 5 éháy állítás kristályokról... 6 Kétféle toot trtlzó kristály rezgései... 8 A kristályrács rezgési ódusi... A rácsrezgések kvtálás... 4 A hgolt kristály kvtuechikáj... 6 Az Orgo készülék, z egy kristály készülék... 8 Az élő szervezetek és kristályok összehsolítás... 9 A visszcstolás elve... 0 Ptológiás állpot és kristály refereci-jel... A rákkuttásk egy tudoáyos perspektívájáról... 3 Végkövetkeztetés... 6 Irodlojegyzék... 7

3 Bevezető Az Orgo-készülék közpoti elee kristályo lpszik. A kristályokt z eberiség évezredek ót iseri és zót külöböző ódo hszált. Az elúlt évezredek ltt elsősorb drágkőkét, díszítőkőkét illetve sok gyógyító tuljdoságokt tuljdoítottk külöböző kristályokk. A gyógyító kristályokt z eberek testükö hordták és ilye iráyú felhszálásról, ár z ókor leggyobb orvosák trtott Hippokrátesz is elítést tesz köyveibe. A kristályok szilárd kéii ygok, elyekek toji egységes, szbályszerű belső elredeződése zokb szbályos síkfelületekbe uttkozk eg, elyek kristályt htárolják. A XX. százdb, fizikáb gyökeres változást hozott kvtuechik, így forrdlsított isereteiket szilárdtest-fizikáról és z eek keretébe tárgylt kristálytról is. A oder kristálytb egállpították, hogy kristályok háy térbeli osztályb kristályosodk, ilye szerkezeti eleeket trtlzk, jd kvtufizik eléletek lpjá eléleti odelleket is felépítettek ezekkel kpcsoltos. Az lklzott kuttások két iráy ozdultk el sikerese kristályövesztés és z egy kristályok előállításák iráyáb. Itt kigsló ezetközi eredéyeket értek el gyr szkeberek: Gyuli Zoltá, László Tihér, Voszk Rudolf, Turcháyi György, Trjá Ire, Hrt Ervi, Drbot Sádor, Boros Jáos, átrié Zeplé Jolá, Bíró Gábor, Plló Gábor, Zioyi Gyul, Jszky József. Ahhoz, hogy pjik eredéyeit értékeli tudjuk szükséges kvtuechik kristályokr votkozó isereteit lpos egértei és k eredéyeit felhszáli. A kristályt lpeleeit egtláljuk, ide gyr biofizik köyvbe (lásd z irodlojegyzékbe) és egy félévszázd okttják gyr orvosthllgtókk és kötelezőe vizsgázk is e ttárgyi iseretekből. 3

4 Az utóbbi félévszázdb elért techiki csodák gyrésze kristályok speciális tuljdoságit hszálj fel és eélkül, pjik orvosi űszerei, száítógépek, z űrkuttás elképzelhetetle lee. A olekuláris biológi eredéyeiért z elúlt évtizedekbe, kb. 0 orvosi obeldíjt osztottk ki, és olekuláris biológii teré száos eredéy lpul kristálytból átvett és orvosi kuttásokb lklzott eljárásokr. 4

5 A kristályfizik törtéete gyrországo A kristályfizik gyrországi születési évéek 776-ot tekithetjük. J. A. Scopoli (73 788), ki tíz esztedő keresztül volt tár Selecbáyá, ebbe z évbe publikált lti yelve Crystllogrphi Hugric cíű űvét. Tizekilec rézetszetű tábláb ábrá uttt be legszebb kristályokt. Redszerezte őket, jd z egyes példáyok leírását dt lti yelve, rövid éet jellezéssel. A kristályok több fiziki jellezőjére, it szíre és z optiki kettőstörésre is utlt. Érdees felhívi figyelet rr, hogy g krisztllográfi szó z gol yelvbe csk egyedszázddl későbbe, 80-be jelet eg. A Kolozsvári Egyete első fizikprofesszor, Abt Atl (88 90), ki kristályok ágeses tuljdoságivl fogllkozott. Az ő utód volt 903-tól kolozsvári egyetee kísérleti terészett tárkét Tgl Károly ( ) kdéikus. ál tult és kezdte el tudoáyos ukásságát Gyuli Zoltá ( ) kdéikus. pjikb úgy hzákb, it ezetközi berkekbe Gyuli kristályfiziki iskoláról beszélek. pság szilárdtestfizikávl itézetek és egyetei tszékek százi fogllkozk. Abb szűk körbe, hol ez tudoáyág kilkult, Gyuli is ott volt. Gyuli volt z első világo, ki 953-b kiuttt, hogy vékoy tűkristályok szkítószilárdság egközelítheti z ideális kristályr eléletileg kiszáított értéket. Hlltl jeletősége v kristálytb Gyuli-Hrtly-effektusk. A Gyuli-iskol kilkulás Debrecehez kötődik, jd Gyuli Zoltá 940 őszé it redes tár kievezést yer Kolozsvárr visszköltözött Ferec József Tudoáyegyete kísérleti fiziki tszékére. Itt újr sok ukájáb került títást és z itézet űködését orális ederbe tereli. 945 utá roá htóságok e hosszbbítják eg szerződését és 947-be vissztér gyrországr Budpesti űszki Egyetere és itt folyttj kuttásit. A budpesti Gyuli-iskol 950-től kezd kiszélesedi. z TA elöksége 960-b kuttócsoportot szervezett Gyuli körül. 975-be BE- űködő Kristályövekedési Tszéki Kuttócsoport egyesült z Orvosegyetee űködő, Trjá Ire kdéikus vezette Kristályfiziki Tszéki Kuttócsoporttl. íg Gyulit főleg elvi jeletőségű téák (vk-e kristályhibák, vk-e tökéletes kristályok ), ddig 5

6 Trját főleg gykorltisbb téák (kristályövekedés helyett kristályövesztés) érdekelték. Becslések szerit gyr kuttók 940-től több it 600 tudoáyos cikket közöltek gy részét külföldi szkfolyóirtokb. éháy állítás kristályokról Szilárdtestek oly ygok, elyekek sját lkjuk, sját térfogtuk v, és elyekbe z toi építőeleek súlypotji sok rácsálldóyi távolságo időbe álldó, térbe pedig periodikus elredeződést utt. A szilárdtest egykristályos, h szbályos elredeződés kiterjed z egész próbár. A szilárdtest polikristályos, h szbályos elredeződés csk ikroszkopikus. A szilárdtestek fiziki tuljdoságit következő téyezők htározzák eg: kéii összetétel, rács szietriáj, rács építőeleei között fellépő kötések terészete, vlódi szerkezet (z építőeleek ideális elredezésétől vló eltérések). Vlódi szerkezettől függetle (vgy csk kevéssé függő) tuljdoságok: rugls viselkedés, fjhő, olvdáspot, dielektroos és ágeses tuljdoságok. Vlódi szerkezettől függő tuljdoságok: plsztikus viselkedés, elektroos vezetőképesség, luieszceci stb. Ezek főkét rácshibáktól függek. Az építőeleek közötti kötés terészetét z ezek között létrejövő vozó és tszító elektroos erők htározzák eg. Egy kokrét szilárdtest eseté z építőeleek zo térbeli eloszlás jö létre, ely eseté kristály eergiáj legkisebb. A kohéziós eergi értéke 0, 7 ev/to között változik kötés terészetétől függőe. Az took térbe úgy igyekezek elhelyezkedi, hogy ide to iél gyobb száú szoszédos tol lépje kölcsöhtásb. Az ioos kristályok kötési eergiáj gyrészt elektroszttikus kölcsöhtásból dódik. A keletkezett iook vozzák egyást, eek révé elektroszttikus eergiájuk csökke egésze ddig, eddig z elektrohéjik kezdik átfedi egyást, elyek következtébe egjeleik egy vozóerőt kiegyesúlyozó tszítóerő. Ekkor kölcsöhtási eergi következő lkb dhtó eg: E i e ε r 4 0 r B exp ρ 6

7 Ahol z első tg Coulob-féle vozóerőtől szárzik ásodik tszítóerőtől. A kristályszietri kristályok fotos jellezője: egfelelő trszforációvl kristály ögávl egyeértékű helyzetbe hozhtó: eltolássl forgtássl és tükrözéssel. Rács: potok térbeli szbályos, periodikus elredeződése (tetiki bsztrkció). A rácsot háro bázis rácsvektorrl htározzuk eg:, b, c úgy, hogy rácspotok (lkotóeleek) elredeződése tetszőleges r és ' r r b c itt, b, c tetszőleges egész száok. Brvis uttt eg, hogy 4 külöböző elei cell (rácstípus) létezik, elyek kielégítik feti összefüggést Összefüggést és hogy z, b, c rácsvektorok egyáshoz viszoyított gyság és helyzete szerit 7 kristályredszerbe (I. táblázt) sorolhtók : b c I. táblázt. Kristály redszerek Kristály redszer Összefüggés z oldlk között Összefüggés szögek között. Hárohjlású b c α β γ 90 o. Egyhjlású b c Α γ 90 o β 3. Robos b c α β γ 90 o 4. égyzetes b c α β γ 90 o 5. Köbös b c α β γ 90 o 6. Roboéderes b c α β γ < 0 o 90 o 7. Htszöges b c α β 90 o, γ 0 o egutthtó, hogy egegedett forgtási, tükrözési, iverziós űveletek külöféle kobiációi lpjá hárodieziós kristályokb 3 hárodieziós potcsoport (kristály osztály) létezik. H z eddig elített szietri űveletek ellett ég csvrtegely és csúszósík űveleteket is figyelebe vesszük, kkor kristályokt 30 tércsoportb sorolhtjuk. 7

8 Kétféle toot trtlzó kristály rezgései Kétféle toot trtlzó rácsokb (például ioos kristályokál) vgy áltláb oly szerkezetekbe, elyekbe két vgy több to v elei cellákét, rácsrezgések új voásokt uttk. Az ω és q közötti összefüggésekek, diszperziós görbékek két ág v, elyeket kusztiki és optiki ágkk evezük. Az optiki ágr z ifrvörös bszorpció jellező.. ábr. Két külöböző toot trtlzó egydieziós kristály Az. ábrá két külöböző to töegét és -el jelöltük, sorszáot -el és ruglssági oduluszt pedig β -vl. Az elozdulásokt e tütettük fel rjzo, de u - el jelöljük. Csk közvetle szoszédok kölcsöhtását véve figyelebe és ezeket rugls erőkkét tekitve -edik és -edik to ozgásegyeleteire írhtjuk: ( u u u ) ( u u u ) u β u β Eze ozgásegyeletek (differeciálegyeletek) egoldásit ost is hldó hulláok lkjáb keressük: u u Ae ( ωt q) i Be ( ωt q( ) ) i Ezeket egoldásokt visszhelyettesítve ozgásegyeletekbe kpjuk: ω Ae β ω Be β i( ωt q) i ( ωt q( ) ) i( ωt q ( ) ) i( ωt q) [ Be Be Ae ] i( ωt q( ) ) i ( ωt q( ) ) i ( ωt q ) i( ωt q ( ) ) [ Ae Ae Be ] Egyszerűsítések utá és figyelebe véve, hogy e iq iq e cos q, kpjuk: 8

9 ω A β ω B β [ Bcos q A] [ Acos q B] H ezeket z egyeletek A és B, it iseretleek szerit redezzük, egy két iseretlet trtlzó két egyeletből álló hoogé redszert kpuk. ( β ω ) A ( β cos q) B 0 ( β cos q) A ( β ω ) B 0 Eze hoogé egyeletredszerek A és B-re csk kkor v triviálistól eltérő egoldás, h z egyeletredszer deteriás ull, vgyis β ω β cos q β cos q β ω 0 A deteriást kifejtve és ω htváyi szerit redezve következő lkr jutuk: ( ) ω 4β si q 0 4 ω β, ely ég így is írhtó: 4 4β ω β ω si q 0. Eze bikvdrtikus egyeletek egoldási ω -re: 4si q ω ± β ± β (4.) Tárgyljuk eze kifejezés értékeit bb z esetbe, ikor q 0. H q 0, kkor si q q, eyibe q szöget rdiáb érjük. Így z ω értékeire: vgy 4q ω ± β ± β (4.3) 4q ω ± β ± β (4.4) ( ) Vegyük ég figyelebe következő sorfejtést is kis q értékek eseté: x x, zz Így z 4q ω értékei következők leszek: q ( ) ( ) 9

10 ( ) ± ± q β β ω (4.5) Ezért z q β β ω (4.6) íg q β ω (4.7) H 0 q, kkor ω és ω értékei: β ω, 0 ω Tárgyljuk ost biqvdrtikus egyelet értékeit ± q, zz q ± ú. szélsőértékekre : ± ± ± 4 β β β β ω Tehát q ± -b z β ω íg z β ω lesz. Ezért β ω és β ω értékeket veszik fel. A feti godolteet lpjá elodhtjuk, h q értéke ulláról ő -r, kkor z ω ág 0 q -b xiális, és értéke β ω, erről z 0

11 β értékről csökke ω -re ikor q eléri szélsőértéket. Az ω ág q 0 -b ull, és erről z értékről ő viselkedek, 0 ábrá szeléltetjük. β ω értékre szkszo. Az elodottkból z ω és q -b. Az ágk szietrikus ω ágk változásit.. ábr. Az kusztiki és optiki ágk grfikus ábrái Az ω ágt optiki, íg z ω ágt kusztiki ágk evezzük, ugyis: Az kusztiki ágr érvéyes, hogy h q kicsi, kkor cos q, és kkor következik, hogy β A βb 0 vgyis A B. Ebből viszot z következik, hogy részecskék fázisb rezegek, éppe úgy it kusztiki rezgések eseté, ezért evezik ezt z ágt kusztiki ágk. Az optiki ágr érvéyes, hogy h q 0, kkor ω β és cos q és következik vgy β β A βb 0 B β β β A

12 Tehát: B A Ez zt jeleti, hogy z took elletétes fázisb rezegek. H z iook elletétes töltésűek, kkor ilye típusú ozgást elektroos terekkel gerjeszthetük, például féyhulláokkl ezért evezik ezt z ágt optiki ágk. Térrácsok eseté, elyek kétféle toból épülek fel úgy z optiki, it z kusztiki rezgési ód 3 ágból áll egy logitudiális és két trszverzálisból. A kristályrács rezgési ódusi Tekitsük egy végtele, zoos tookból felépített egydieziós rácsot és egy rugls hulláot, ely eze rács eté terjed. egszbjuk zt z ésszerű fiziki követeléyt, hogy egoldások periodikusk legyeek egy elegedőe gy L távolságr, úgy hogy z Ez feltétel így írhtó: Ae u u ( ϖt q) i( ϖt q( ) ) i Ae Egyszerűsítések utá kpjuk, hogy Ez ég így is írhtó: e iql iq iql e e cos ql i si ql Következik: cos ql ql ± q ±, L hol egész szá. Ezért q csk következő értékeket veheti fel: q 0, ±, ±, ± 3,..., ± p L L L L

13 A q xiális értéke ± p ± p ± zz ezek z első Brilloui-zó htári. A L periodicitás itt z u értéke -b és értékére csk előjelet figyelebe vei. értékei ég így is írhtók: vgyis q 0, -b ugyz. Ezért elegedő q xiális q x. Ezért q 0, ±, ±, ± 3,..., ± L L L L ±, ±,..., ±, ± L L L L p, így p és q Ayi rezgési ód v, háy értéket felvehet q. A q értékeiek szá így. Ez szvkb ég úgy is egfoglzhtó, hogy yi rezgési ód lehetséges, háy tor kiterjesztettük periodikus htárfeltételeket. Tekitsük zt példát, ikor periodikus htárfeltételeket 8 tor terjesztettük ki. 8 Ebbe z esetbe p 4, így q lehetséges értékei: q 0, ±, ±,..., ± 3, 4, tehát összese 8 q érték lehetséges, zz 8 féle rezgési ód. A q 0 egoldásk egfelelő rezgési ódot hoogé rezgési ódk vgy egyszerűe hoogé ódusk evezik. Ait ár előzetese elítettük q zoos rezgési ódot jeleteek. Írjuk z u egoldást következő lkb: u Ae iωt e iq q és Ez q helyettesítéssel így lkul: u Ae iωt e i Ae iωt e i íg q eseté u Ae iωt e i Ae iωt e i 3

14 De ivel e i i e, így q ± egyetle rezgési ódot jelet. Példákb q-r kpott yolc érték következő: 3 q 0, ±, ±,..., ±,. 4 4 Így összese 8 rezgési ód létezik potos yi, háy részecskére kiterjesztettük periodicitást. yolc egegedett ódus v, így z -edik to kitérésére, z u -re, ezekbe ódusokb z: ; i i i 3 exp ± ; exp ± ; exp ± 4 4 ; exp ( i) téyezőkkel ráyos értékeket kpuk. A q értékek kvtáltság periodikus htárfeltételekből dódik és ics kpcsoltb kvtuechikávl. éh iseri kell q egységyi trtoáyár eső rezgési ódok (ódusok) száát. Eek eyiségek eve z állpotsűrűség q térbe és W ( q) -vl jelöljük. Az egydieziós zoos tookt trtlzó rács eseté ide egyes egy rezgési ód felel eg: így hársszbállyl: Így ebbe z esetbe z állpotsűrűség: ( q) W q... L q... W L ( q) q itervlluk L A rácsrezgések kvtálás A rácsrezgések eergiáj kvtált. Az elektroágeses hulláok lógiájár, elyek fotookból állk, zt odjuk, hogy kristályok rugls hullái foookból állk. A kristályok hőrezgései terikus gerjesztett foook. Az ω körfrekveciájú rugls rezgési ód eergiáj E ω, 4

15 h rezgési ód gerjesztettségét z kvtuszá jellezi, zz h rezgési ódot száú foo tölti be. Az ω tg rezgési ód zéruspoti eergiáj. Ez k következéye, hogy idkettő ω körfrekveciájú hroikus kvtuechiki oszcillátork tekithető, elyek szité (4.49) kifejezés dj eg z eergi sjátértékeit. A gsbb eergiájú állpotok eseté elhygolhtó, ezért z oszcillátor eergiáját gykr z E ω ω járulék ár többyire kifejezéssel djuk eg. Az elodottk szerit egy ω körfrekveciájú rezgési ód eergiáj e változht folytoos, csk ω dgokb, ely egy foohoz redelt eergiát jelet. A foo egy kvázirészecske, ely q hullászávektorrl jelleezhető. A foo fotookkl, eutrookkl vló ütközése sorá úgy viselkedik ith q ipulzus lee, elyet úgy is evezek, hogy kváziipulzus. Tehát foo oly kvázirészecske, elyek q ipulzus és ω eergiáj v. Kiutthtó, hogy foookk ics fiziki ipulzus. Ez bból következik, hogy fookoordiáták ( q 0 eset kivételével) z took reltív koordiátáit trtlzzák. A q 0 kristályk, it egészek trszlációját írj le, ehhez trszlációhoz pedig vlób trtozik ipulzus. H kölcsöhtások ruglsk, folytok sorá e keletkezek és e is yelődek el foook. Eze esetekbe kristályb kvtuállpotok közötti egegedett áteetek hullászávektorokr érvéyes kiválsztási szbállyl dhtók eg. Például rugls szóródó foto eseté K K G H foto rugltlul szóródik és q hullászávektorú foo is keletkezik kkor kiválsztási szbály K q K G. H folytb foo yelődik el K q K G. A foook diszperziós relációit, z ω ( q) függvéyeket kísérletileg leggykrbb rugltl eutroszórás segítségével htározzák eg. A szórás kietikáj z áltláos hullászávektor kiválsztási szbállyl írhtó le: K q K G, 5

16 hol K, K eutro hullászávektori ütközés előtt és ütközés utá. Eze kívül érvéyes z eergi egrdás törvéye. A beeső eutrook kietikus eergiáj eutro töege, p pedig z ipulzus. A p ipulzust eutro kietikus eergiáját tehát K képlettel dhtjuk eg. A p, hol K lkb írhtjuk fel. A beeső K' hullászávektorú szórt eutro kietikus eergiáj K '. Az eergiegrdás törvéye szerit: hol: K K' ± ω ω keletkező, ω z elyelt foo eergiáj. A hullászávektor kiválsztási szbályák összefüggése lpjá isert eergiájú és q - t, iráyú beeső sugárzásál, szórt sugárzás iráyából foo terjedési vektorát ( ) eutro eergiváltozásából z eergiegrdás összefüggés lpjá pedig foo körfrekveciáját ( - t) görbe. ω ki lehet száíti. Így eghtározhtó foor érvéyes diszperziós Ahhoz, hogy két utóbbi összefüggés felhszálásávl felírhssuk diszperziós relációt eg kell htározuk kísérletbe szóródó eutrook eergiövekedését illetőleg csökkeését K K ' szórási iráy függvéyekét. A hgolt kristály kvtuechikáj Az took úgy gerjesztődek, hogy elektrofelhőjük gsbb eergi-sjátállpotb egy át. Az eek egfelelő E gerjesztési eergi gyságredbe 0-9 J ev, i E/k β 0 4 K hőérsékletek felel eg. A olekulák és kristályok zob jóvl lcsoybb eergiávl is gerjeszthetők, h rezgésbe hozzuk őket; h rezgés kitérése e túl gy, rezgést hroikus oszcillátor odelljével írhtjuk le. Az ehhez trtozó rezgési kvtuk egfelelő hőérséklet olekul töegétől függ: ω /k β H olekulár 6000 K, J olekulár 300 K. Ezt fejezetet Geszti Tás professzork Kvtuechik cíű köyve lpjá írt. Typotex Kidó, Budpest, 007., 0. o. 6

17 A olekulák rezgési ódusi gy változtosságot uttk, ide esetbe jele levő yújtási rezgéstől z egyees bot-olekulák hjlító rezgései át boyolultbb szerkezetek csvrási ódusiig. A ódusok sokságák szábvételébe szietriák jeleteek éi fogódzót. A szietri legdurvább tuljdosági közvetleül is egjeleek z optiki spektruokb. Egy külöböző tookból álló kéttoos olekul, pl. HJ rezgő dipóloetu elyel és kibocsát rezgéssel egegyező frekveciájú ifrvörös sugárzást. Oly olekul, ely két zoos toból áll, pl. O, erre csk két lépésbe képes: bejövő féy dipóloetuot idukál, i zutá képes sugározi; ezt sokkl gyegébb folytot evezik R-effektusk. Kristályok hghullá-szerű, ú. kusztikus rezgési ódusi egy sávb helyezkedek el, elyek 0-tól z ω D Debye-frekveciáig terjedek; ω D / k β gyságredje ygtól függőe éháyszor 00 K. A többtoos elei cellájú kristályokk vk ég oly, gsbb frekveciájú, ú. optiki rezgései is, elyek e hghullár, he rezgő dipólusokr elékeztetek; beük z elei cellát lkotó took egyáshoz képest rezegek. T << ω D / k β hőérséklete kristályok rezgési ódusi is hroikus oszcillátork tekithetők. Rezgési kvtuikt fook evezzük. Alcsoy hőérséklete foook doiálják szigetelő kristályok tuljdoságit; féekbe z elektrook szbd ozgásák htási sokszor erőteljesebbek. gs gerjesztési szite hroikus oszcillátor közelítése elrolik. olekulákál z ebből eredő hroikus effektusok szíképek szétosódásától olekul disszociációjáig, csvrási ódusokál szbd forgásig terjedhet. Kristályokál doiáló hroikus jeleség foo-foo kölcsöhtás; gs hőérséklete ez léyegese befolyásolj szigetelő kristályok fjhőjét és hővezetését. A olekulák és kristályok rezgései eléleti leírásák élkülözhetetle keretét jeleti Bor-Oppeheier közelítés (ás éve: dibtikus közelítés). Eszerit ehéz togok lssú rezgéseit késedele és gerjesztődés élkül követi és leáryékolj köyű és gyors elektrook felhője, elyek eergiáját viszot gok úgy érzékelik, it egy járulékot poteciális eergiájukhoz. Az utóbbi évtizedek gy tláláy, z iocspd, ely ágesekkel és elektroos töltésű elektródokkl trt helybe egyes iookt, újbb példáját teretette eg kvtuechiki oszcillátork. A cspdázó poteciál gödrébe z iook 0 Hz gyságredű frekveciávl rezegek, elyek kvtu (ezt is fook evezik!) 7

18 ω /k β 0-3 K hőérsékletek felel eg. Ilye lcsoy hőérsékletet lézeres hűtéssel lehet létrehozi. Lehűtve, z egyes io rezgőozgás vgy éháy io kollektív rezgése félreiserhetetleül követi kvtuechiki leírásból isert tuljdoságokt. A rezgés lpállpoti hulláfüggvéyéek kiterjedése éháyszor 0 gyságredű, i egy gyobb olekul érete. Féyipulzusok élese hgolt kobiációivl cspdázott iookt ozgásb is lehet hozi; rezgésük koheres állpotot jeleít eg. Az Orgo-készülék, z egy kristály készülék ide oly készülék, elybe kristály tlálhtó, zokr érvéyesek zo eléleti egállpítások, elyeket fetiekbe tettük. A kristály tuljdoságok e függek, zo techológii préterektől, hogy helyezik el kristályt, ilye készülék külső foráj, egjeleítése, hogy z lklzó függőlegese, vízszitese vgy ferdé trtj készüléket stb. H kristály bárilye ódo gerjesztettük, ielőtt készülékbe helyeztük, kkor hgolt kristály-ról v szó. Sőt eze túleőe, z előállító egy jól eghtározott ódo gerjesztette kristályt, ezért progrozott hgolás-ról beszélük, ert tudtos egy bizoyos frekveciát vgy több frekveciát vitt rá kristályr. Az iforációelélet lpjá ez zt jeleti, hogy iforációt vittük be z élettele redszerbe. Aikor kulcsot elfordítjuk zárb, kkor z jtót bezártuk, ely szité zt jeleti, hogy iforációt vittük zárb közvetleül és zárt jtó pedig közvetett ódo kpj ezt z iforációt. A száítógép is egy élettele redszer és folytos otj száukr z iforációkt. A köyv is élettele redszer, de szité iforációt táruló eszközkét tekitjük. A kristályok álldó rezgésbe vk és ezeket rezgéseket, álldó közlik köryezetükkel és ily ódo otják gukból zt z iforációt, elyet trtlzk, ellyel terészet vgy z eber esterségese felruházt, ikor előállított vgy behelyezte készülékbe. A kristályokb tlálhtó rácsok rezgések sorá erőtereket hozk létre, z erőterekek sját eergiájuk v és ezek htk köryezetükre, függetleül ttól, hogy z élő szervezetek eze típusú erőtérre votkozólg redelkezik vgy e érzékszervvel. Az elektroágeses hulláok gyok szűk trtoáyát látjuk, de úgy z ifrvörös, id többi hullátrtoáy jeletős htást gykorolk z eberi szervezetre. Így például g 8

19 sugárzó térbe vló iiális ideig törtéő trtózkodás is, hlálos lehet z eberre ézve. Az eber, g sugárzó térbe e érzékel seit és z égis tökéletese leállítj szervezetükbe zjló ygcsere-folytokt és zok élkül hlottá váluk. Ezért trtjuk terészetesek, hogy z orvosi egyeteeke biofizik okttás keretébe, id égy egyetei közpotb (Budpest, Debrece, Pécs, Szeged) z orvosthllgtókt felkészítjük kristályt eleeiből biofizik ttárgyák okttás kereté belül. ics tudoáso rról, hogy z elúlt 50 évbe, bárki egkérdőjelezte vol kristályokr votkozó isereteket, hzi vgy ás országok orvosi egyeteeiek keretébe. A biofizikák, it htártudoáyk feldt, hogy kutss és tárgylj idzo eléleti fiziki isereteket, elyeket z élettudoáyokb lklzk és eggyrázz zo készülék lpjit vlit továbbfejlesztésükre jvsltot tegye, elyeket z élő szervezetekkel kpcsoltb hszálk. Ezért terészetes, hogy hozzátrtozk kristályokt is trtlzó készülékek és vlit z tevékeység, hogy ezekek további kiukálásár is jvsltokt, szbdlkt és felfedezéseket tegye. Az élő szervezetek és kristályok összehsolítás A legkülöbözőbb tudoáyágk egállpítás szerit z élő szervezetek és kristályok ugyoly tookból és olekulákból épülek fel. Az took és olekulák között ugyoly erőterek létezek, idkét esetbe. Az élő szervezetek szerkezete időbe álldó változáso eek keresztül, íg kristályok szerkezete sokkl stbilbb, de idkét esetbe z építő eleeket ugyoly ozgás típusok jellezik: z took forgó és rezgő ozgás. E ozgásokt ugyoly erőterek biztosítják és kvtuechik törvéyei idkét esetbe hsoló érvéyesek. Úgy z élő szervezetek, id kristályok köryezetükből bizoyos iforációkt képesek fölvei és zokt ögukb tároli, és ezért belső szerkezetükbe kiutthtó (gerjesztett állpotok) változások jöek létre. idkét redszer képes köryezetébe iforációt ledi és eze iforáció-ledás belső szerkezetük ( gerjesztett állpotok) változásivl járk. A övekedés és szporodás kiutthtó idkét redszer esetébe, csk k kokrét egvlósulás teljese ás echizusok lpjá törtéik. idkét redszer véges 9

20 élettrtú, (íg z eber esetébe ez kb. száz év), ddig egyes kristályok élettrtát évilliókb kell száoluk. H figyelebe vesszük, hogy Földükö z élet 4 illiárd évvel ezelőtt jelet eg, kkor bárely kristály, eél jóvl rövidebb élettrtl bír. A visszcstolás elve Az élő szervezetekbe szerves vegyületekek speciális csoportji tlálhtók eg: zsírok, cukrok, fehérjék, ukleisvk és z ott lezjló ygcsere folytok révé, e redszerek álldó yg- és eergikpcsoltb állk külső köryezetükkel. E kpcsoltokt bizoyos speciális szbályozó redszerek: idegi és horoális szbályozássl trtják fe. Az 940-es évekbe egjelet kiberetik lpjá viszot tudjuk, hogy úgy z élő, id z élettele redszerekbe szbályozás áltláos elélete ugyzo z elve yugszik z ú. visszcstolás elvé. ide esetbe, ikor kieő jellező vlilye ódo htássl v beeő jellezőre, visszcstolásról beszélük. Visszcstolásk (gol szóvl: feed-bck) evezzük vlely eyiség (állpotjelző, üzei préter) álldó értéke trtását oly vezérlés (itézkedés, prcs) áltl, it gák z állpotjelzőek egváltozás vált ki, és iek eredéyekét visszáll k eredeti értéke. Egyszerűbbe foglzv, visszcstolás yi it: közpot tudoást szerez rról, hogy z áltl dott utsítást hogy teljesíti végrehjtó szerv, jd eek egfelelőe dj ki z újbb utsítást. Eek két lehetősége v: z ú. egtív és pozitív visszcstolás. egtív visszcstolás eseté, h kieő jel értéke gyobb, ez létrehozz szerkezet űködéséek csökkeését, h viszot kisebb, g utá voj űködés itezitásák övekedését. Elektroosságti példávl élve tehát oly visszcstolásról v szó, elybe z erősítő kieő feszültség egy részét feszültségelosztó keresztül visszcstoljuk beeetére, úgy, hogy z eredeti beeő jelet részbe lerots. Így z erősítés értéke csökke, stbilitás zob jvul, és felerősített jel torzítás csökke. Jelöljük o(t)-vel kieő outputot, elyek redszerre jellező átlg értéke o * (t) és szbályozás utá jelöljük kpott output értékeket o(t ), o(t ) o(t 3 ),, o(t ) o * (t); h t < t < t 3 < < t. 0

21 egtív visszcstolásról beszélük, h teljesül következő két feltétel: ( o * (t) o(t <...< ( o * (t) o(t 3 < ) o * (t) o(t < ( o * (t) o(t d o( t ) o i dt * ( t) 0 Pozitív visszcstolás eseté, h kieő jel értéke gyobb, illetve kisebb, ez g utá voj további övekedést, illetve csökkeést. A hírdástechikáb pozitív visszcstolást hszálk z elektroos kpcsoláserősítő beredezések erősítéséek övelésére, és rezgéskeltésre. Ehhez z erősítő kieő feszültségéek egy részét beeetre beeső jellel zoos fázisb jutttják vissz, ire pozitív visszcstolás értékétől függőe gyobb erősítés vgy z erősítő összrezgése (begerjedés) következik be. Pozitív visszcstolásról beszélük, h teljesül következő két feltétel: ( o * (t) o(t...< > ( o * (t) o(t 3 > ) o * (t) o(t > ( o * (t) o(t d o( t ) o i dt * ( t) 0 A ptológiás állpot és kristály refereci-jel Az élő szervezetek idddig egészséges állpotb tlálhtók, íg egtív visszcstolásik lpjá képesek egoldi szervezetbe zjló biofiziki, biokéii és fiziológii echizusik űködéseit orál értékhtárok között. A biológii redszer orál állpot szervezetre jellegzetes összes biofiziki, biokéii és életti préterek diikus egyesúlyi állpot körüli oszcillációj, elyek szbályozás spotá ódo, tudt igéybe vétele élkül űködik. Ez szbályozás egy öröklött tevékeységi for, egy

22 diikus sztereotípi - két foghtó fel, ert céltevékeységét úgy vlósítj eg, hogy szervezet eergi ráfordítás iiális legye. Az élő szervezetet orál (egészséges E ) állpotb jellegzetes prétereiek diikus egyesúly jellezi. Bárely belső vgy külső iger htásár z élő szervezetek egy vgy több préteréek értéke egváltozik és egtív visszcstolási elv lpjá egy bizoyos idő utá sját szbályozó echizusi révé visszállítj z eredeti állpotot. Az élő szervezet z egy redszer, íg z egészség, z redszer fukciój. A redszer külöböző strukturális forái és fukciók külöböző állpoti közötti egfeleltetéseket orfizusokkl (kis görög betűkkel) jelleezzük. A redszer és állpoti közötti egfeleltetéseket fuktorokkl (gy görög betűkkel jelöljük) jelleezzük. Íe orál hoeosztázisb levő élő szervezet digros képe: j α j j η j Ψ Φ Σ Ω E j γ E j E j ν E j Az j j diikus változó életti préter orál értékét jeleti, íg j értékek (,, ) külöböző köztes értékeket, elyeket j préter z iger htásár felvesz. Az élő szervezet beteg állpot zt jeleti, hogy áltláb több préter értéke változik eg, és orál állpot visszállításához szükséges külső bevtkozás, ert ellekező esetbe bekövetkezik szervezet pusztulás, z eberél hlál. ijk α ijk ijk η ijk σ ijk Ψ Φ Σ Ω Θ Γ E ijk γ B ijk B ijk ν B ijk τ E ijk Az élő szervezet ptológiás állpot, áltláb több i,j,,k préterek értékeiek stbil egváltozásávl jár, elyet orvosilg tüetek foglokörébe trtozók vélük. A szervezet köztes állpotik szbályozásáb pozitív visszcstolás doiás és z esetek gy többségébe z ij strukturális for és z B ij fukció utá is szbályozás pozitív visszcstolás elvé űköde, he törtéik külső segítség. A beteg állpot e

23 koptibilis, it redszer strukturális és fukcioális elváltozási z egyed orál állpotávl és, h ics külső segítség, kkor z élő redszer pusztulásához vezet. Pozitív visszcstolás eseté z élő szervezet h szerkezete egegedi, kkor bekpcsol egy gsbb redű szbályozási echizust, he kkor köryezetből várj segítséget. Így vtkozuk be gyógyszeres kezeléssel vgy sebészeti űtétekkel. Egy hsoló külső bevtkozási lehetőség, ikor egy oly refereci jelt yújtuk szervezet száár, ely oly iforációt trtlz, elyhez viszoyíti tudj sját állpotát. A kristályokt trtlzó készülék képesek egy álldó jelt kibocsáti z élő szervezet felé és kkor z egészséges sejtek e refereci jelhez vló viszoyulások, ás it ptológiás sejtekké és szervezet egkpj zt z iforációt, hogy ely iráy helyes tedeci gyógyulás érdekébe. A pszichológii segélyszolgált is ezt jeleti, ert távolból kouikál szkeber z ögyilkos jelölttel és v esély, hogy képes eggyőzi szádékák egváltozttásáról. A rákkuttásk egy tudoáyos perspektívájáról pjikb becslések szerit több it kuttó lbortóriub fogllkozk rákkuttássl. gyrországo évete kb eber hl eg rákb és rákbetegségbe szevedők szá eléri t. Pilltyilg ez hlálok szerepel ásodik helye úgy gyrországo, it ezetközi votkozásb is. A rákos dgtok esetébe legtöbb esetbe rákos sejtek túlszporodásáról beszélük, tehát egy perturbáció jött létre z dott szövet sejtjeiek szporodásáál. Tehát szövet szerkezete e áll többé csk klsszikus sejtekből, he egy kóros sejtcsoport v jele. A szkeberek száár közisert, hogy tiszt kristály e létezik, he idig előfordulk kristályhibák. É, kb. 300 szerzőtársl együtt eddig biofizik oográfi soroztob 37 kötetet jeletettük eg. i is szereték rákkuttáshoz hozzátei guk elképzeléseit. Szeélyese é, és ás kuttók is rr következtetésre jutottk, hogy érdees tuláyozi kristályhibákt, ert zokk iseretébe esetleg oly eredéyekhez juthtuk, elyeket áttéve z élő redszerekre rákos sejtekek speciális tuljdoságit esetleg feliserhetjük és kkor e gyo súlyos ptológiás állpotot vlilye eszközzel gyógyíti lehete. 3

24 Kristályhibák evezzük kristályrács báriféle eltérését tökéletese periodikus szerkezettől (vgy rácstól). A lbortóriub esterségese övesztett és terészetes kristályok gy része gyo sok hibát trtlz. A kristályhibák osztályozhtók geoetrii éreteik szerit. Így egkülöböztetük:. Pothibákt, elyek éháy rácsálldóyi távolságr terjedek ki. Ezekek következő egjeleési forái vk: idege to. - vkci (rácslyuk) - szubsztitúciós (helyettesítő) idege to - iterszticiális (rácsközi, zz e szbályos rácshelye elhelyezkedő) sját vgy. Volhibákt: ebbe csoportb trtozk diszlokációk (él- és csvrdiszlokációk), elyek gy távolságr terjedek ki. 3. Felületi hibákt: ezek kristályt htároló felület hibái, ég legtökéletesebb kristályokál is egjeleek. 4. Térfogti hibákt: ezek ikropórusok és repedések. Fölerül kérdés, hogy ptológiás szövetekbe fellépő perturbációk kristályhibák között e létezik-e vlilye lógi? Adott hőérséklete rácshibák kocetrációját egjeleésükkor létrejövő szbdeergi változás htározz eg. Egy dott állpotb rákos sejtek kocetrációját z ygcsere állpotok eergetikáj htározz eg. A kristályokál: Schottky-hib: ez pozitív io vkci (rácslyuk), pozitív io távozás rácspotból kristály felületére; egtív io vkci; pozitív io vkci és egy hozzátrtozó kétvegyértékű szubsztitúciós io; Frekel-hib: pozitív io vkci (rácslyuk): pozitív io távozás rácspotból iterszticiális (rácsközi) helyzetbe; két pozitív és egy egtív rácslyukból álló hlz; rácslyukpár. hol A vkciák egjeleéséek következtébe szbdeergi változás: F U T S, (.) U ES, belső eergi övekedése, S z etrópi övekedése. Azo esetek (ódokk) szá, háyféleképpe eltávolíthtuk ioból -et következő kifejezéssel dhtó eg: C ( )...( )! (.)! ( )!! 4

25 A Boltz-képlet segítségével S etrópiváltozás pedig így írhtó:! S k l (.3) ( )!! H lklzzuk Stirlig-forulát gy száok logritusár, vgyis l! l kifejezést, kkor S etrópiváltozás kifejezése így írhtó: S k[ l ( ) l( ) ( ) l ] k l l l (.4) [ ( ) ( ) ] Figyelebe véve z előbbieket, F szbdeergi változásr kpjuk: F E S T S E S kt [ l ( ) l( ) l ] Az legvlószíűbb értéke terodiiki szepotból következő feltételből dódik: ( F ) 0 (.5) Álldó hőérséklete teljesülie kell következő feltételek: ( F ) T E S kt l 0 (.6) Aiből z következik, hogy e E S kt (.7) E S kt ivel << e. Rshevsky rákos sejtek száár hsoló eredéyt vezetett le, it ilyet kristályokál Schottky-hibár kptuk. 5

26 Végkövetkeztetés Az 840-es évekbe beteg lttás, úgy törtét, hogy klpáccsl fejére ütöttek, iek következtébe beteg kopoy csotj gykr betört sőt voltk oly esetek, ikor beteg eghlt. pjikb ez gyilkossági kísérletek iősüle. Az 90-es évekbe vezették be z ijekciós tű hszáltát, kkor viszot z eberi szervezet tűszúrás, bűcselekéyek iősült., biofizikusok rr törekszük, hogy kiküszöböljük z ijekciós tű hszáltát, hogy o ivzív ódszert fejlesszük ki szervezetbe bőrtkróját sértő ijekciós tű helyett. A kristályokt lklzó készülékek így z Orgo-készülék is o ivzív ódszerekek tekitedők és vlószíűleg közel jövőbe, gy értékbe elfogk terjedi, hsoló it koputeres toográf és ágeses rezoci készülékek, elyek z orvosi lbortóriuok és gyógyítás élkülözhetetle eszközeivé váltk. H z egészséggel gzdálkodi kruk, kkor szükséges, hogy tisztá lássuk, és defiiáluk kell éháy foglt, ezek: gyógyítás, betegségegelőzés és z egészségfejlesztés. A gyógyítás ár beteg ebere próbál segítei, z eredeti állpot helyreállításávl, kiesett fukciók pótlásávl, egrdt fukciók erősítésével, betegség előrehldásák lssításávl, és z idő előtti élttl hlálozás késleltetésével. A betegségegelőzés z isert terészeti, szociális, gtrtási kockáztok távoltrtásávl, elkerülésével, htásuk érséklésével előzi eg, illetve csökketi z egyes betegségek előfordulását. Az egészségfejlesztés lkosság optiális egészségi állpot létrejöttébe, illetve védelébe, z egyéi, közösségi és társdli felelőssége lpulv tevékeykedik z egészséges populáció tgji eglévő egészségéek kodíciób trtásá, z egészségi állpot pozitív iráyú változttásá. Az egészségfejlesztés célj: ide lehetőséget felhszálv hosszbbíti z eberek élettrtát, és iőséget di zokhoz z évekhez, elyeket feti ktivitásokkl yerük. Rövide: éveket yeri z élethez, és életet di z így egyert évekhez. Az egészségegőrzés kilkulásához helyes egészségi iseretekre, pozitív ttitűdökre, kívát gtrtás szbályik betrtásár és ások egészségéért végzett ötevékeységre v szükség, és idezt egyéi, közösségi és társdli szite kell egvlósíti. Ehhez szükséges, hogy társdlo ide tgj és itézéye táogsso ide új ódszert, új techológiát és új készüléket, ert ezekek bárilye foráb törtéő kdályozttás z össztársdli egészségügy érdekeit veszélyezteti. 6

27 Irodlojegyzék Apgyi Br: Kvtuechik. űegyetei K., 996. Blltie, L. E.: Qutu echics.. kidás., World Scietific, 000. Erst Jeő: Bevezetés biofizikáb. Akd. K., Bp., 967. Erst Jeő: Biofizik. Akd. K., Bp., 974. Fey, R. P., Leighto, R. B., Sds,.: i fizik 9. űszki K., Bp., Geszti, T.: Kvtuechik. Typotex, Budpest, 007. Gobás Pál, Kisdi Dávid: Bevezetés hulláechikáb és lklzásib, Akd. K., Bp., 967. Jckso, J. D.: Klsszikus elektrodiik. Typotex, Budpest, 004. Kpuy Ede, Török Ferec: Az took és olekulák kvtuelélete. Akd. K., Bp., 975. Ldu, L.,D., Lifsic, E..: Eléleti fizik III: Kvtuechik. Tköyvk., Bp., 978. Ldu, L.,D., Lifsic, E..: Eléleti fizik IV: Reltivisztikus kvtuelélet, Tköyvk., Bp., 979. rx György: Kvtuechik. űszki Köyvk., Bp., 97. gy Károly: Kvtuechik. Tköyvk., Bp., 978. eu Jáos: A kvtuechik tetiki lpji. Akd. K., Bp., 980. Ptkós Adrás, Polóyi Jáos: Sugárzás és részecskék. Typotex, Bp., 000. Szly László, Rigler Adrás: Biofizik. Tköyvk., Bp., 985. Trjá Ire: A biofizik lpji. edici K., Bp., 98. Tylor, E. F., Wheeler, J. A.: Téridő fizik. Typotex, Bp., 006. Vicze Jáos: Biofizik. 5. DP K., Bp., 000. Vicze Jáos: Biofizik. 8. DP K., Bp., 00. Vicze Jáos: Biofizik. 9. DP K., Bp., 00. Vicze Jáos: Biofizik.. DP K., Bp., 007. Vicze Jáos: Biofizik. 3. DP K., Bp., 007. Vicze Jáos: Biofizik. 4. DP K., Bp., 007. Vicze Jáos: Biofizik. 6. DP K., Bp., 007. Vicze Jáos: Biofizik. 7. DP K., Bp., 008. Vicze Jáos: Biofizik. 30. DP K., Bp., 008. Vicze Jáos: Biofizik. 3. DP K., Bp., 008. Vicze Jáos: Biofizik. 3. DP K., Bp., 008. Vicze Jáos: Biofizik. 33. DP K., Bp., 009. Vicze Jáos: Biofizik. 36. DP K., Bp., 009. Vicze Jáos: Biofizik. 37. DP K., Bp.,