Лазерлер. Лазерлердің медицинада қолданылуы

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 4 бет
Таңдаулыға:

Медициналық биофизика

Лазер - атомдар мен малекулалардың еріксіз сәуле шығаруына негізделген электромагниттік сәуле. Ол ағылшынның «Жарықты еріксіз сэуле шығару арқылы күшейту» деген сөздерінің басқы әріптерінен қүралған. лазерді оптикалық кванттық генератор (ОКГ) 5 десе де болады.

Орта мектептің физика курсынан атомдағы электрондардың эр түрлі деңгейде қозғалып жүретіні белгілі. Электр бір деңгейден екінші деңгейге өткенде жарық толқынын шығарады. §Лазердің пайда болу мүмкіндігін, оның физикалық процестердің негізін 1917ж. Энштейн ұсынды. 1950ж. совет ғалымы Фабрикан жарықты күшейтетін принципті ұсынды. 1960ж. Совет ғалымы Прохоров және америка ғалымы Таунс ең алғашқы аспаптарын құрды. Бұл лазер аспабы сәулелердің будасын ем толқын диапазонында күшейтетін кванттық генератор болды. Осы жұмысына Таунс Но#ель премиясын

алды.

Лазерден басқа мазер аспабы бар. Осы мазер аспабы электро магниттік толк^гадар күшейтетін кванттық генератор. Лазердің негізгН активті орта құрады. Мұндай орталық қасиеті тыныштық жағдайда, кәдімгі электр лампаны қолданып ортаның атомдарын қозқан жағдайда ауыстыруға болады. Жарықтың әсерінен активті орталық электрондары жоғары энергия деңгейіне ауысады. Бірақ қозған күйде қысқа мерзімде уақыт болады 10-12 сек. қайтадан қозған деңгейден стбционарлық деңгейге ауысқан күйде болады.

•Жарықтанған кванттар басқа атомдармен түйісіп, бұл атомдардан да фотондарды қағып шығарады. Сөйтіп бұл процестер толқын тәрізді активті жүріп, алғашқы жарық буданы күшейтеді, фотондарды резонанстық экраннан шағылыстырады. Бұл экраннан резонанстық экранмен шағылыстырғанда жартылай мөлдір айналы экранды тесіп аспаптан күшті энергиялық буда түрінде шығады. Монохроматикалық қызыл сәуле. Осы лазер сәулесін оптикалық жарық өткізгіштермен өткізуге болады. Лазерде катет^р, зонд өткізіп, әр түрлі ағзаларға белгілі бір бағытпен әсер ету мүмкіншілігін туғызады.

Лазерлер.

І. 1. Индукцияланған сәуле шығару. 1917 ж. - Эйнштейн, атомдардың индукцияланған сәуле шығару мүмкіндігін атйқан болатын. Индукцияланған сәуле шығару дегеніміз- түскен сәуле әсерінен қозған атомдардың сәуле шығаруы.

Индукцияланған сәуле шығару ерекшелігі- бұл сәуле шығару кезінде пайда болатын жарық толқынының жиілігі, фазасы, поляризациясы атомға түсетін толқындікімен дәлме-дәл келеді.

2. Еріксіз сәуле шығару дегеніміз- жоғары энергетикалық күйден атомның төменгі күйге өтуі (сыртқы әсер ықпалы) .

Лазер аспаптарының классификациясы.

Ең бірінші түрі активті орта бойынша бөлінеді. Осы активті
ортаның ішінде көп қолданатын түрлі-қатты түрі.

§Жүмыстың тәртібі бойынша.

§Үздіксіз, үздікті кезеңдік, үздікті импульстік белгіленген толқын ұзындығы және жиелік пен энергияны ауыстыратын түрі.

§Спектралдық диапазоны бойынша, яғни толқын ұзындығы
бойынша инфра қызыл, көрінетін аймақтық жарықтары.
Улътракүлгін, рентген толқындары.

Әдетте жарық зат арқылы өткен кезде заттағы негiзгi күйде тұрған атомдар жарықты жұтады да, қозған атомдар өзiнен мәжбүрленген сәуле шығарады. Сондықтан жарық зат арқылы өткен кезде күшею үшiн заттағы атомдардың тең жартысынан көбi қозған күйде болуы тиiс. Заттардың мұндай күйi - деңгейлерi инверсиялы қоныстанған күй деп аталады (inversio - латынша «төңкерiлген» деген ұғымды бiлдiредi) . Атомдар әдетте қозған күйде өте аз, 10-9 - 10-7 с уақыт ғана болатындықтан деңгейлерi инверсиялы қоныстанған күйлердi алу оңай шаруа емес. Бiрақ кейбiр атомдардың қозған күйде ұзақ, шамамен 10-3 с бола алатын күйлерi болады. Ондай күйлердi метатұрақты күйлер деп атайды. Осындай метатұрақты күйлерi бар заттарды жарықты күшейтуге қолданады. Алғашқы лазерлер ретiнде рубиннiң кристаллдары пайдаланылды. Ондағы атомдарды қоздыру үшiн рубин бiлiктi сыртынан импульстi түрде жұмыс iстейтiн, спираль шаммен орады. Шам жарқ етiп жанған кездегi шыққан энергияны рубин атомдары жұтып, метатұрақты күйлерге өтедi. Атомдарды бұлай қоздыру оларды үрлеу деп аталады. Бүкiл қозған атомдардың сәуле шығаруы бар болғаны 10-8 с уақытқа созылады. Осы кездегi жарық сәулесiнiң қуаты өте үлкен 109 Вт-қа дейiн жетуi мүмкiн. Бұл үлкен электростанциялардың қуатынан да үлкен.
Лазерді қолданылуы;

Байланыс үшін ғарыш кеңістігінде

Зор қуатты вакумдегі материалдарды кептіру, пісіру үшін

Радио локатор ретінде

Зергерлік салада

Фотолитографияда

Машина жасау, құрылыс саласында

Медицинада

Әскери істе

Металл бетіне өте әдемі және дәл суреттер, логотиптер, вензелдер салуда

Косметалогияда

Термоядролық реакцияны басқару үшін көптеп қолданылады.

... жалғасы