Главная страница
Медицина
Экономика
Финансы
Биология
Сельское хозяйство
Ветеринария
Юриспруденция
Право
Языки
Языкознание
Философия
Логика
Этика
Религия
Политология
Социология
История
Информатика
Физика
Математика
Вычислительная техника
Культура
Промышленность
Энергетика
Искусство
Химия
Связь
Электротехника
Автоматика
Геология
Экология
Начальные классы
Доп
Строительство
образование
Механика
Воспитательная работа
Русский язык и литература
Дошкольное образование
Классному руководителю
Другое
Иностранные языки
Физкультура
Казахский язык и лит
География
Технология
Школьному психологу
Логопедия
Директору, завучу
Языки народов РФ
ИЗО, МХК
Музыка
Астрономия
ОБЖ
Обществознание
Социальному педагогу

1 Виды колебаний уравнение гармонических колебаний. График


Скачать 475.75 Kb.
Название1 Виды колебаний уравнение гармонических колебаний. График
АнкорOTVET_NA_KOLOK_NOMER_1_FIZIKA-3.docx
Дата28.01.2017
Размер475.75 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файлаOTVET_NA_KOLOK_NOMER_1_FIZIKA-3.docx
ТипЗакон
#558

1 Виды колебаний.уравнение гармонических колебаний.График
Колебаниями называют различные движения характеризующиеся повторением различных состояний и описывающих их величин. Они очень широко представлены в окружающей природе и в живом организме. Например ( сердечное со кращение, дыхание, изменение формы стенки крупного кровеносного сосуда. Колебания бывают:

1)Свободные (под действием внутренних сил) (Fвын = 0)

а) Незатухающие(Fтр = 0) б) Затухающие(Fтр не = 0)

2)Вынужденные (под действием внешних периодических сил)

3) Автоколебания (Fвын не = 0)

Гармонические колебания – смещение происходит по закону синуса и косинуса, если на тело действует только упругая сила.

Закон Гука : Fупр = - k(коэф.жесткости)S(смещение)

График зависимости смещения тела от положения равновесия S от времени t. На графике показаны амплитуда колебаний А(наибольшее максимальное смещение тела от положения равновесия) и период колебаний Т( время, за которое происходит одно полное колебание) .

Уравнение гармонических колебаний:

S’’ + Wo2 S = 0 - Wo – круговая частота собствен.колеб.

S(t) – смещение, A – амплитуда, Wot – цикл.част, Фио – начал.фаза. (Wot + фио) – фаза колебания

Частота колебаний – (v) число колебаний, совершаемых системой за единицу времени. Единицей частоты является герц (Гц)
2 Затухающие колебания. Уравнение и график затухающих колебаний.
На колеблющееся тело действуют силы сопротивления (трения), характер движения изменяется, и колебание становится затухающим.



S(t) – смещение, A – амплитуда(Wot + фио) – фаза колебания,

Частота колебаний – (v) число колебаний, совершаемых системой за единицу времени. Единицей частоты является герц (Гц)



3 Какие процессы называют механическими волнами? Уравнение и график плоской гармонической волны.
Механической волной называют механические возмущения, распространяющиеся в пространстве и несущие энергию.

Возмущения – изменение состояния системы относительно покоя.

Механические волны бывают:

1)Упругими волнами(распростр. Упругих деформаций)

2)Волны на поверхности жидкости

Уравнение позволяет определить смещение любой точки, учавст. В волновом процессе в любой момент времени:

V – скорость,Х – координата вдоль направления распространения волны. ω(t – x/v) – фаза волны



Скорость распространения - скорость с которой движется фаза Скорость распространения фазы и есть скорость распространения волны. Длина волны – расстояние между двумя точками, фазы которых в один и тот же период времени отличаются на 2π.

Интенсивность волны - средняя энергия, переносимая волной за единицу времени через единичную площадку, перпендикулярная направлению распространения волны.

4.Теорема Фурье.Гармонический спектр сложного колебания.

Согласно теореме Фурье, любое сложное колебание может быть представлено как сумма простых (гармонических) колебаний (гармоник), периоды или частоты которых кратны основному периоду или частоте сложного колебания.

Совокупность простых колебаний, на которые можно разложить данное сложное колебание, называется его гармоническим спектром.

http://www.physbook.ru/images/thumb/b/bd/aksen-13.10.jpg/250px-aksen-13.10.jpg

В гармоническом спектре сложного колебания указываются частоты и амплитуды всех составляющих его простых колебаний. Обычно спектр изображается в виде графика, на горизонтальной оси которого откладываются частоты; затем для каждой из частот простых колебаний имеющихся в спектре, строится ордината, соответствующая амплитуде этого колебания. Если гармонический спектр сложного колебания содержит только небольшое число простых колебаний и график его состоит из отдельных ординат, то такой спектр называется линейчатым 

8053-41.jpg

Если спектр содержит простые колебания практически всех частот в каких-то пределах, то он называется сплошным и график его строится в виде сплошной огибающей кривой.

8053-44.jpg

5 Энергия механической волны ,поток и плотность потока энергии, интенсивность ,единицы измерения. Вектор Умова

Количество энергии, переносимой волной за единицу времени через некоторую поверхность называют потоком энергии.

Ф=dW/dt

1дж/1c=1ВТ

Количество энергии,переносимое волной за единицу времени через единичную площадку, расположенную перпендикулярно направлению распространению волны, называют плотностью потока энергии

j = dФ/(dt*S)

1ВТ на 1кв м

Плотность потока энергии волны

J=Ecp*v

Вектор Умова -  вектор плотности потока энергии физического поля; численно равен энергии, переносимой в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную направлению потока энергии в данной точке.

(рисунок не нашла,он на странице учебника 33)

Среднюю энергию ,переносимою волной за ед времени через ед площадку,перпендикулярно направлению распространения волны, называют интенсивностью волны.

I=W(cp)/(t*S)

6 Звук, его природа. Физические и физиологические характеристики звуковой волны.
Распространяющиеся в воздухе упругие волны, достигнув человеческого уха, вызывают специфическое ощущение звука, если частота этих волн лежит в пределах от 16 до 20000 гц.

Звуковые волны распространяются в газах, в воде, в мягких тканях организма человека. В воздухе звуковая волна является продольной волной, т.е. волной сжатия, растяжения.

К физическим характеристикам относятся :

1)V – частота звука - число колебаний частиц в секунду, участвующих в волновом процессе.

2) Ню – скорость звуковой волны. Волны возможны в том случае, когда возмущения распространяются с конечной скоростью.

3) I – Интенсивность волны средняя энергия, переносимая волной за единицу времени через единичную площадку, перпендикулярная направлению распространения волны.

4) Спектр звука указывает как распределены амплитуды между отдельными гармоническими составляющими.



К субъективным характеристикам относятся :

Тембр звука – субъективная оценка спектрального состава звука.

Высота – субъективная оценка частоты звукового сигнала: чем больше частота, тем выше звук.

Громкость – субъективная оценка интенсивности звука, восприятие интенсивности зависит от частоты звука.

АКУСТИЧЕСКИЙ СПЕКТР - графическое изображение состава шума в зависимости от частоты; является важнейшей характеристикой шума
7 Кривые порога слышимости, кривые равной громкости. Аудиометрия.
Громкость — субъективная оценка интенсивности звука. Однако восприятие интенсивности зависит от частоты звука. Звук большей интенсивности одной частоты может восприниматься как менее громкий, чем звук меньшей интенсивности другой частоты.

Опыт показывает, что для каждой частоты в области слышимых звуков (20—20-103 Гц) имеется так называемый порог слышимости. Это минимальная интенсивность, при которой ухо еще реагирует на звук. Кроме того, для каждой частоты имеется так называемый порог болевых ощущений, т.е. то значение интенсивности звука, которое вызывает боль в ушах (повышение интенсивности звука выше порога болевых ощущений опасно для уха).

Зависимость громкости от интенсивности. При фиксированной частоте (это установлено экспериментально) громкость LE выражается следующим соотношением где к - коэффициент пропорциональности, I - интенсивность исследуемого звука, Iпорог - пороговая интенсивность звука на обсуждаемой частоте.

Из соответствующего графика (рис. III.3) видно, что чем больше интенсивность, тем меньше скорость возрастания громкости при увеличении интенсивности (кривая возрастает все более плавно).



Закон Вебера-Фехнера: Если раздражение (интенсивность звука) меняется в геометрической прогрессии, то ощущения (уровень громкости) меняется в арифметической прогрессии.

Математически это означает, что громкость звука пропорциональна логарифму интенсивности звука.

Если же не задаваться фиксированной частотой, то громкость звука можно оценить по так называемым кривым равной громкости, схематично представленным на рис.

Аудиометрия – метод измерения остроты слуха.


8 Ультразвук (УЗ), его физическая природа. Отражение ультразвука на границе раздела сред, коэффициент отражения. Закон поглощения ультразвука в однородной среде. График зависимости интенсивности УЗ от толщины поглощающего слоя.
Ультразвук – механическая волна с частотой большей 20 кГц и соответственно длиной волны меньшей, чем у звуковой волны.

Отражение ультразвука на границе раздела сред - Для количественной характеристики процесса вводят понятие коэффициента отражения
где 1отринтенсивность отраженной ультразвуковой волны; I0 — интенсивность падающей; Iпрош -интенсивность волны, прошедшей из первой во вторую среду. Очевидно, что это безразмерная величина, меняющаяся в интервале от нуля (отсутствие отражения) до единицы (полное отражение).



В случае, представленном на рис. III.6, этот коэффициент может быть найден по формуле: где р1 и р2 - плотности первой и второй среды соответственно; υ1 и υ1 - скорости ультразвука в этих средах.

Ультразвук отражается от границы раздела 2-х сред с разными плотностями. Чем больше разница плотности среды, тем больше коэффициент отражения. Поглощение в средах - энергия механических колебаний частиц сред превращается в энергию их теплового движения. Поглощаемая при этом средой энергия механической волны обусловливает нагревание среды. Этот эффект описывается формулой: I = I0e-kl где, к - коэффициент поглощения, I0 – начальная интенсивность, I – интенсивность ультразвуковой волны, e – основание натуральных логарифмов (е = 2,71). Рис – Поглощение ультразвука в двух средах: коэффициент поглощения во второй среде больше чем в первой.

9 Физический принцип эхолокации
.
Эхолокация – метод локализации неоднородностей в средах. Она основана на явлении отражения ультразвука от границы раздела различных сред.

Источник УЗ посылает УЗ сигнал в импульсном режиме .После нескольких импульсов наступает пауза.В течение пауз источник ожидает прихода отраженной волны.
10 Основные положения теории Максвелла об электромагнитном поле.
Электрическое поле – разновидность материи, посредством которой осуществляется силовое воздействие на электрические заряды, находящиеся в этом поле. Силовой характеристикой электрического поля является напряженность, равная отношению силы, действующей в данной точке поля на точечный заряд, к этому заряду.

Магнитное поле – вид материи посредством которой осуществляется силовое воздействие на движущиеся электрические заряды, помещенные в поле.(одна из форм проявления электромагнитного поля) Источник магнитного поля – движение зарядов относительно наблюдателя. Постоянное магнитное поле создается электрическим полем. Силовые линии магнитного поля:

content

Силовые линии электрического поля
content

В основе теории Максвела лежат два положения:

1) Всякое переменное электрическое поле порождает магнитное.

2) Всякое переменное магнитное поле порождает электрическое (явление электромагнитной индукции).

Взаимное образование электрических и магнитных полей приводит к понятию электромагнитной волны – распространение единого электромагнитного поля в пространстве.



11 ЭМ волны, уравнение и график плоской ЭМ волны

изобразим мгновенную картину плоской электромагнитной волны, распространяющейся в идеальной среде (рис. 2 а) и в реальной среде (рис. 2б).

http://ndo.sibsutis.ru/bakalavr/sem4/course93/03/image550.gif

а) б)

Уравнение плоской ЭМ волны

уравнения плоской электромагнитной волны
12 скорость распространения ЭМ волны в вакууме и в средах, длина волны, интенсивность.
Взаимное образование электрических и магнитных полей приводит к понятию электромагнитной волны –распространение единого электромагнитного поля в пространстве. Распространение плоской Эм – волны описывается двумя уравнениями соответственно для электрич. и магнитной компонента единого электромагнитного поля.


Е – напряженность электрического поля

Ео – их амплитудное значение.

Длина электромагнитной волны — это расстояние между двумя ближайшими максимумами и расстояние, на которое волна распространяется за время, равное периоду колебаний. Как и для механических волн, в данном случае вводится величина плотности потока энергии, которая вычисляется по формуле: (вектор Пойтинга)


Интенсивность электромагнитной волны

I=(Emax*Hmax)/2


13 Рентгеновское излучение, его физическая природа. Механизмы характеристического и тормозного рентгеновского излучения.
Рентгеновское излучение – это электромагнитная волна в диапазоне от 80 до 10-4 нм. Длинноволновое рентгеновское излучение перекрывается коротковолновым УФ излучением, коротковолновое- длинноволновым γ-излучением. По способу возбуждения рентгеновское излучение делится на тормозное и характеристическое

∆Е= hc/λ

  1. Тормозное Re-излучение.

Излучение, возникающее при торможении электрона в веществе анода, называют тормозным рентгеновским излучением. При торможении электронов лишь часть энергии идет на создание фотона, другая часть расходуется на нагревание анода. Так как соотношение между этими частями случайно, то при торможении большого количества электронов образуется непрерывный спектр рентгеновского излучения.


V
2) Характеристическое рентгеновское излучение.

Увеличение напряжения на рентгеновской трубке приводит к тому, что на фоне сплошного спектра появляется линейчатый, который соответствует характеристическому рентгеновскому излучению. Ускоренные большим напряжением электроны проникают в глубь атома и выбивают из его внутренних слоев электроны. На свободные места переходят электроны с верхних уровней, в результате чего высвечиваются фотоны характеристического излучения.
Характеристический рентгеновский спектр атома не зависит от химического соединения, в которое этот атом входит. Спектр:

Фλ

λ

14 Устройство рентгеновской трубки и рентгеновского аппарата. Спектр тормозного рентгеновского излучения.Коротковолновая граница и мощность излучения(формулы)

Устройство рентгеновской трубки:

Трубка представляет собой стеклянную колбу (с возможно высоким вакуумом), с двумя электродами: анодом и катодом, к которым приложено высокое напряжение. Катод является источником электронов. Анод – металлический стержень, имеет наклонную поверхность для того, чтобы направлять возникающее рентгеновское излучение под углом к оси трубки. Под действием высокого напряжения электроны, испущенные раскаленной нитью катода, ускоряются до большой энергии. Кинетическая энергия приобретаемая электроном равна работе электрических сил и пропорциональна напряжению между катодом и анодом. Рентгеновское излучение возникает вследствие интенсивного торможения быстрых электронов в веществе анода при столкновения с его атомами (взаимодействия с электрическим полем атомного ядра и электронов).

Uа-к

U

+

анод

вакуум

зеркальце

стекло

катод

Uа-к≈100∙103В

Ее→ЕRe

еUа-к=hc/λ

λmin= hc/ еUа-к
Коротковолновое рентгеновское излучение обычно обладает большей проникающей способностью, чем длинноволновое, и называется жестким, а длинноволновое мягким. Мягкое излучение сильнее поглощается веществом. Увеличивая напряжение на рентгеновской трубке, изменяют спектральный состав излучения и увеличивают жесткость.

λ

Фλ

λmin1

λmin2

U=500кВ

50кВ

Коротковолновая граница min сплошного рентгеновского спектра







http://predfiz.ru/bar/ris/image031.gif

Общая мощность рентгеновского излучения со сплошным спектром выражается формулой:

Ф=k*I*U^2*Z

где z- порядковый номер вещества анода; i- сила тока, текущего через трубку; U-напряжение, подаваемое на трубку;  - коэффициент пропорциональности.

Спектр тормозного рентгеновского излучения: (1) - при различных напряжениях в рентгеновской трубке)

λ

Фλ

λmin1

λmin2

U=500кВ

50кВ
Поток рентгеновского излучения измеряется по формуле:

2), где U, I – напряжение и сила тока в рентгеновской трубке, , к=10-9 В-1 - - коэффициент пропорциональности.

λ

Фλ

I1

I2

I1>I2

Uк1>Uк2

-


15 Закон ослабления интенсивности рентгеновского излучения,график. Физические основы получения рентгеновских снимков. Защита от рентгеновского излучения.
Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом

1) Когерентное рассеяние – рассеивание длинноволнового рентгеновского излучения Условие: hn
фотона и длина волны не меняется, то когерентное рассеивание не влияет на биологические объекты.

hn1

hn2

hn1= hn2, где n-частота.

2) Фотоэффект. hn≥Aи. При этом рентгеновский квант поглощается, а электрон отрывается от атома. Оторвавшийся электрон приобретает кинетическую энергию. Если она велика, то электрон может ионизировать соседние атомы путем соударения.
е

hn

удаление электрона – процесс ионизации hn= Еион + m0v2/2


3)Комптон-эффект hn>>Aи. При этом электрон отрывается от атома и приобретает некоторую кинетическую энергию. Энергия самого фотона уменьшается. Т.о. в результате некогерентного рассеивания (Комптон-эффекта) образуется вторичное рассеянное излучение и происходит ионизация атомов вещества.

ē

hn'

hn

hn= Еион+ mv2/2 + hn
Эффекты Re-излучение обусловливают ослабление интенсивности рентгеновского излучения в веществе. В простейшем случае закон ослабления имеет вид:




где I0 — интенсивность рентгеновского излучения, падающего на вещество; I1 - интенсивность рентгеновского излучения, прошедшего в веществе слой длины I; μ — линейный коэффициент ослабления рентгеновского излучения веществом.




б -зависимость интенсивности рентгеновского излучения, прошедшего в веществе слой толщины 1, от толщины этого слоя 1; d0,5 - толщина слоя половинного ослабления. Коэффициент ослабления играет важную роль в диагностике заболеваний различных внутренних органов при помощи просвечивания тела рентгеновскими лучами (рентгенодиагностика). При этом важную роль играет зависимость линейного коэффициента ослабления от свойств тканей и вытекающее из него различное поглощение рентгеновского излучения различными тканями и органами тела. В большинстве случаев этот коэффициент прямо пропорционален средней плотности ткани р, третьей степени длины волны рентгеновского излучения Xи, что самое для нас важное, третьей степени порядкового номера атома вещества, составляющего ткань, — Z:

Получение рентгеновских снимков. Если на пути рентгеновских лучей поместить неоднородное тело и перед ним поставить флуоресцирующий экран, то это тело, поглощая или ослабляя излучение, образует на экране тень. По характеру этой тени можно судить о форме, плотности, структуре, а во многих случаях и о природе тел. т.е. существенное различие поглощения рентгеновского излучения разными тканями позволяет в теневой проекции видеть изображение внутренних органов.
применение рентгеновского излучения в медицине:

Рентгенодиагностика:

1) Рентгеноскопия -рентгеновская трубка расположена позади пациента. Перед ним располагается флуоресцирующий экран. На экране наблюдается теневое (позитивное) изображение.

2) рентгенография -объект помещается на кассете, в которую вложена пленка со специальной фотоэмульсией . рентгеновская трубка располагается над объектом. Получаемая рентгенограмма дает негативное изображение, т.е. обратное по контрасту с картиной, наблюдаемой при просвечивании. В данном методе имеет место большая четкость изображения. Перспективным вариантом данного метода является рентгеновская томография и компьютерная томография.

3) Флюорография - рентгенологическое исследование, заключающееся в фотографировании видимого изображения на флуоресцентном экране, которое образуется в результате прохождения рентгеновских лучей через тело (человека) и неравномерного поглощения органами и тканями организма.

4)Рентгенотерапия – использование рентгеновского излучения для уничтожения злокачественных образований.
-излучения – слабая проникающая способность, способность ионизации.

-частицы вызывают ионизацию и проникают в ткани организма на глубину 10-15мм

-излучение – вызывает ионизацию и обладают высокой проникающей способностью

Защита от радиоактивных излучений.

1) Защита временем. Доза излучения пропорциональна времени облучения. Поэтому, чем короче интервал времени воздействия, тем меньше полученная доза. В специальных установках время облучения задается автоматически.
2) Защита расстоянием. Интенсивность излучения убывает обратно пропорционально квадрату расстояния.

3) защита материалом.

В зависимости от вида излучения применяют экраны из различных материалов:

- альфа-частицы – бумага, слой воздуха толщиной несколько см, стеклянный кожух.

- бета-частицы – стекло толщиной несколько см, пластины из алюминия

-рентгеновское и гамма-излучение – бетон толщиной 1,5-2м, свинец

-поток нейтронов – замедляется в воде, а затем поглощается в кадмиевых стержнях – поглотителях.

Для индивидуальной защиты используются респираторы.
16. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада (вывод). График закона. Активность радиоактивного препарата

Период полураспада: На практике вместо постоянной распада используют упругую характеристику – период полураспада. Т – это время , в течении которого распадаются половина радиоактивных ядер.T–0.5

Активность – число актов распада за единицу времени. А = dn/dt. А препарата тем больше, чем больше радиоактивных ядер. Единица измерения Беккерель ( БК) – 1 акт распада за сек.

Радиоактивность – явление самопроизвольного превращения некоторых атомных ядер в другие ядра с испусканием частиц. К радиоактивным излучениям относятся А-излучение, Б – излучение и Г – излучение. Эти радиоактивные частицы имеют разный заряд и по-разному отклоняются в магнитном поле.

В процессе излучения явления радиоактивности были обнаружены 3 вида лучей, испускаемых радиоактивными ядрами.

Альфа –распад состоит в самопроизвольном превращении ядра с испусканием -частиц (ядра гелия).

АZХ→ А-4Z-2Y+ 42

При -распаде дочернее ядро может образоваться в возбужденном состоянии. В эжтом случае энергия возбужденного ядра чаще всего выделяется в виде -кванта. Поэтому альфа-распад сопровождается -излучением.

Бета-распад состоит в самопроизвольном превращении ядра с испусканием электронов (или позитронов).

АZХ→ АZ+1Y + 0-1β +ν

Где ν – обозначение частицы антинейтрино. Электрон образуется вследствие внутриядерного превращения нейтрона в протон.

Гамма излучение имеет электромагнитную природу и представляет собой фотоны с длиной волны λ≤10-10 м

Излучение этого типа сопровождает не только -распад, но и более сложные ядерные реакции.

Взаимодействие с веществом:

Заряженная частица при прохождении через вещество теряет свою энергию вследствие ионизационного торможения. При этом её кинетическая энергия расходуется на возбуждение и ионизацию атомов среды.Для количественной характеристики взаимодействия заряженной частицы с веществом используют величины:

  1. линейная плотность ионизации, i, число пар ионов, образующихся на единице ути пробега частицы: i=dn/dl

  2. линейная тормозная способность вещества (S) – энергия, теряемая заряженной частицей на единице пути пробега: S=dE/dl

  3. средний линейный пробег заряженной ионизирующей частицы (R) – расстояние между началом и концом пробега частицы в данном веществе.

Характерные особенности взаимодействие различных видов излучения с веществом:
Альфа- излучение:

По мере продвижения альфа-частицы в среде I сначала возрастает (при уменьшении скорости возрастает время, которое она проводит вблизи молекулы среды, поэтому вероятность ионизации увеличивается), а при завершении пробега (х=R) резко убывает, что связано с уменьшением скорости движения. Когда энергия частицы становится меньше энергии, необходимой для ионизации, образлование ионов прекращается. График зависимости линейной плотности ионизации от пути, пройденного альфа-частицей в среде:

i

R

X

Ионизация и возбуждение являются первичными процессами. Вторичные: увеличение скорости молекулярно-теплового движения, характеристическое рентгеновское излучение, радиолюминисценция, химические процессы.

Бета-излучение. Вызывает ионизацию, возбуждение, рентгеновское излучение (при торможении электронов), характерное черенковское излучение, когда скорость движения электрона в среде превышает скорость распространения света в этой среде.

Гамма-излучение вызывает незначительную первичную ионизацию, когерентное и некогерентное рассеяние, ионизирующий фотоэффект, образование электронно-позитронных пар, фотоядерные реакции, обусловленные взаимодействием кванта с ядром.
Радиоактивный распад – это статистическое явление. Пусть за малый интервал времени dt распадается dN ядер. Это число прапорционально интервалу времени dt, а также общему числу N радиоактивных ядер:

dN=-λNdt, где λ – постоянная распада, пропорциональная вероятности распада радиоактивного ядра т различная для разных радиоактивных ядер убывает со временем. Интегрируем полученное выражение и получаем lnN/N0=-λt. N= N0e-λt.

Это и есть основной закон радиоактивного распада: за равный промежуток времени распадается одинаковая доля начального количества ядер.

N

N0

N0/2

T1

T2

t

2

1

- процессы радиоактивного распада для двух веществ λ1>λ2.
17. Дозиметрия.Поглощенная,экспозиционная и биологическая дозы. Связь мощности экспозиционной дозы с активностью радиоактивного препарата.

Дозиметрией называют раздел ядерной физики и измерительной техники, в которой изучают величины, характеризующие действие ионизирующего излучения на вещества, а так же методы и приборы для их измерения. К ионизирующим излучениям относятся рентгеновское и гамма – излучение, потоки альфа-частиц, электроны, позитронов и т д.
Поглощенная доза (D) - величина, равная отношению энергии ∆Е, переданной элементу облучаемого вещества, к массе m этого элемента: D=∆Е /m. В Си единицей поглощенной дозы является грей (Гр). 1 Гр соответствует дозе излучения, при которой облученному веществу массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж. Внесистемная единица 1рад=10-2 Гр

Экспозиционная доза излучения (Х) характеризует ионизирующее действие рентгеновского и γ-излучения в воздухе, окружающим облучаемое тело. В СИ единицей экспозиционной дозы является Кл/кг. В СИ единицей экспозиционной дозы является Кл/кг.

1Кл/кг соответствует экспозиционной дозе фотонного излучения, при которой в результате ионизации 1кг сухого воздуха (н.у.) образуются ионы с зарядом 1Кл каждого знака. Единицей мощности экспозиционной дозы является 1А/кг, а внесистемной единицей : 1Р/с. Так как доза излучения прапорциональна падающему ионизирующему излучению, то между излученной и экспозиционной дозами должна быть пропорциональная зависимость: D=fХ, где f – некоторый переходный коэффициент, зависящий от облучаемого вещества и энергии фотонов.

Эквивалентная доза – (Н) используется для оценки действия ионизирующего излучения на биологические объекты; она имеет ту же размерность, что и поглощенная доза излучения, но название другое. В СИ: Зиверт [Зв], 1Зв=1Дж/кг

Внесистемная единица: 1бер=10-2 Зв. Между экспозиционной и поглощенными дозами есть связь: H=KD, где К – коэффициент качества (показывает во сколько раз эффективность биологического действия данного вида излучения больше, чем фотонного, при одинаковой дозе излучения в тканях).
Мощность дозы – величина, определяющая дозу, полученную объектом за единицу времени. При равномерном действии излучения мощность дозы N численно равна отношению дозы D ко времени t, в течение которого действовало ионизирующее излучение: N=D/t.

Единицей мощности дозы излучения является грей (Гр), который соответствует дозе излучения, при которой облученному веществу массой 1кг передается энергия ионизирующего излучения 1Дж; мощность дозы излучения выражается в Гр/сек. Внесистемная единица дозы излучения – рад (1 рад=10-2 Гр=100эрг/г), её мощности рад в секунду.

Экспозиционная доза излучения (Х) характеризует ионизирующее действие рентгеновского и γ-излучения в воздухе, окружающим облучаемое тело. В СИ единицей экспозиционной дозы является Кл/кг.

1Кл/кг соответствует экспозиционной дозе фотонного излучения, при которой в результате ионизации 1кг сухого воздуха (н.у.) образуются ионы с зарядом 1Кл каждого знака. Единицей мощности экспозиционной дозы является 1А/кг, а внесистемной единицей : 1Р/с. Так как доза излучения пропорциональна падающему ионизирующему излучению, то между излученной и экспозиционной дозами должна быть пропорциональная зависимость: D=fХ, где f – некоторый переходный коэффициент, зависящий от облучаемого вещества и энергии фотонов. Для воды и мягких тканей человека f=1, следовательно доза излучения в радах численно равна соответствующей экспозиционной дозе в рентгенах.

Связь мощности экспозиционной дозы с активностью радиоактивного препарата:

Из источника γ-фотоны вылетают по всем направления. Число этих фотонов, пронизывающих 1м2 поверхности некоторой сферы в 1с, пропорционально активности А и обратно пропорциональна площади поверхности сферы (4πr2)/ Мощность экспозиционной дозы (Х/t) в объеме V зависит от числа фотонов, так как именно они вызывают ионизацию: Х/t=kγA/r2

Где kγ - которая характерна для данного радионуклида
18 Материя и ее виды. Переход одного вида материи в другой Реакции аннигиляции и рождения пары.
Материя: обладает множеством свойств к их числу относятся: движение, пространство и время являющиеся атрибутами материи. Материя вечна и бесконечна, она никогда не имела начала во времени и пространстве и не будет иметь конца. Важным свойством материи является способность к взаимопревращению различных видов материи друг в друга.

Три основных вида материи: Вещество, антивещество, поле.

К веществу относятся элементарные частицы (исключая фотоны) атомы, молекулы.

Структурные уровни материи 1) элементарные частицы 2) атомно-молекулярный уровень 3) все макротела, жидкости и газы 4) космические объекты 5) биологический уровень, живая природа 6) социальный уровень – общество.

Аннигиля́ция — реакция превращения частицы и античастицы в какие-либо иные частицы, отличные от исходных.

Аннигия – Электрон – позитронная пара ( е- + е+) = 2 гамма

Дает два фотона при низких энергиях сталкивающихся е- и е+. При энергиях порядка сотен МЭВ, в процессе аннигиляции е- и е+ пары рождаются адроны

19 Шкала электромагнитных волн. Свойства ЭМ волн в различных диапазонах. Механизмы излучения ЭМ волн в радио, ИК, видимом, УФ, рентгеновском и гамма диапазонах.
Из теории Максвела вытекает, что различные ЭМ – волны имеют общую природу. В связи с этим все Эм – волны целесообразно представить на единой шкале. Вся шкала условно подразделена на 6 диапазонов: 1) радиоволны, 2) инфракрасные, 3) видимые, 4) УФ, 5) рентгеновские, 6) гамма излучение



Свойства ЭМ – волн в различных диапазонах: РВ – нагрев ткани( токи проводимости), ИК – возрастает количество колебаний следовательно происходит нагрев ткани, В , УФ – фотобиологич. Процессы(фотосинтез), R и гамма – когерентное, некогерентное рассеяние. Гамма – рождение пары ( е- + е+)

Радиоволны обусловлены переменными токами в проводниках. ИК, В, УФ – излучения – исходят из атомов, молекул и быстрых заряженных частиц. R – излучение возникает при внутриатомных процессах. Гамма –излучение имеет ядерное происхождение. Наиболее коротковолновое УФ – излучение перекрывается длинноволновым рентгеновским.
написать администратору сайта