大学物理光谱的物理基础课件.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 6. 激光器各部分作用 工作物质：激活介质与一些辅助物质，产生激活的工作能级。 激励装置：向工作物质提供能量，实现抽运（粒子数反转） 光学谐振腔：使激光具有极好的方向性（沿轴线）;增强光放大作用（延长了工作物质）;使激光具有极好的单色性（选频）。使受激辐射在有限体积的激活介质中能持续进行，光可被反复放大形成稳定振荡的装置。 第六节 激光 1．单色性好 2．相干性好 3．方向性好 4．亮度高 激光的散射角非常小，通常以毫弧计算。激光几乎是平等准直的光束，在其传播的进程中有高度的定向性。手电筒照明时，由于光的散射角大，远达数十米后，光散开并形成大而暗淡的光盘。1962年，将激光发射向月球，经过40多万公里的进程后，其散开的光斑的直径也不过只有两公里多。利用激光的准直性进行测距，从地球到月球之间的误差不超过1.5m。 二、激光特点 第六节 激光 1．热作用 2．机械作用 3．光化作用 4．强电场作用 5．生物刺激作用 三、激光的生物效应（biological effect of laser） 第六节 激光 1.激光的临床诊断 激光荧光检查术、激光光谱分析法、激光全息摄影术等。 2.激光用于治疗 激光切割、烧灼、汽化、直接照射等 四、激光在生物医学中的应用 第六节 激光 激光的生物刺激和调节作用：小功率的氦氖激光照射的治疗作用基础不是温热效应，而是光的生物化学反应。 激光手术：激光手术是用一束细而准直的大能量激光束，经聚焦后，利用焦点的高能、高温、高压的电磁场作用和烧灼作用，对病变组织进行切割、粘合、气化。 激光治疗肿瘤：激光治癌主要是基于其生物物理学方面的特殊作用，即激光的高热作用可使被照射部位的温度升至500℃，当温度升至300℃时，肿瘤即被破坏，激光照射后的1分钟内可保持45~50℃的温度，继续对肿瘤起作用；激光的强光压作用（机械能作用）可使肿瘤表面组织挥发，使肿瘤组织肿胀、撕裂、萎缩，并可产生二次压力作用。 扩展：激光用于治疗介绍 第六节 激光 激光在心血管疾病方面的应用：由于某些激光可以通过光导纤维传输，激光的能量可以通过各种内窥镜，包括血管镜或导管进入血管内治疗各种疾病。在心脏及血管方面，激光治疗周围血管、冠状动脉，以至颈动脉等的血栓，动脉粥样斑块等此外治疗糖尿病、心肌炎、肺炎及急性胰腺炎等均有报道。 眼科：封闭视网膜裂孔、焊接视网膜脱落、治本虹膜囊肿及眼底血管瘤、虹膜切除和打孔等。 激光在口腔科方面的应用：例如用准分子激光作硬组织（如牙釉质）的消融、牙髓、根管的治疗以及紫外激光，荧光光谱诊断牙根管疾病亦均较前有进步。用激光去除结石的刮牙术；激光使龋齿釉质发光而早期诊断；co2激光或准分子激光利用其杀菌的作用治疗感染的牙根与根管壁；牙尖的融合封闭。激光能融合固定假牙上的金属及正常牙的矫正器，使这些操作更为便捷。激光的刺激作用可以止血，促进创口愈合。 第六节 激光 生物刺激作用：强脉冲光作用于皮肤后产生的光化学作用和光热作用，使真皮层的胶原纤维和弹力纤维内部产生分子结构的化学变化而重新排列，恢复原有弹性。另外，其所产生的光热作用，可增强血管功能，使循环改善，从而达到消袪皱纹，缩小毛孔的治疗效果。 光热解原理：由于病变组织内的色素团含量远远多于正常皮肤组织，其在吸收光之后产生的升温也高于皮肤。利用它们的温差使病变血管封闭，色素破裂分解，而不损伤正常组织。 光子嫩肤原理 第六节 激光 1.治疗前 皮肤中的色素团和扩张的毛细血管是皮肤瑕疵的主要组成部分。 2.治疗过程中 特定谱段的强脉冲光能穿透表皮，被色素团和血红蛋白有选择地吸收并转化为热能。 3.治疗后 目标组织被分解吸收，而周围正常组织则不受任何损伤，皮肤变得光洁细嫩。 图片摘自网络 第六节 激光 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 设管电压为U，电子电荷量为e，则电子在加速电场内获得的动能等于电场对它做的功eU，可以求得X光子的最大能量(?max 是与短波极限?min对应的最高频率，光速为c ) ，有 上式表明，射线谱的最短波长与管电压成反比，而与靶的物质种类无关。 第五节 X 射线 代入数据，同时U用kV作为单位，可得： 第五节 X 射线 高速电子进入靶内，与原子的内层电子发生强烈的相互作用，使其脱出，原子核内层出现空缺。 外层电子会发生跃迁以填补内层的空缺，跃迁过程中发出一个X光子，其能量hv就是两个能级的能量差。 这种谱线的波长决定于阳极靶的材料，不同元素制成的靶具有不同的线状X射线谱。 2.标识X射线(characteristic X-rays ) 第五节