Principy interakce UV, VIS, RTG záření s látkou

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra přírodovědných oborů

Anotace:

Na základě obecných fyzikálních principů interakce elektromagnetického pole s látkou jsou analyzovány metody generace, detekce i účinků elektromagnetického záření ve široké spektrální oblasti (od rentgenové do infračervené).

Požadavky:

Osnova přednášek:

1.Základy teorie elektromagnetického záření, elektromagnetická vlna. Šíření ve volném prostoru. Spektrální oblasti: radiové vlny. mikrovlny, infračervené záření, viditelné, ultrafialové, rentgenové, gamma.

2.Látka jako soubor kvantových soustav (atomů, iontů molekul?). Frekvence kvantového přechodu. Charakter interakce elektromagnetického záření s látkou v závislosti na spektrálním složení: rezonanční interakce, nerezonanční interakce. Definice fotonu. Fotoelektrický jev.

3.Princip detekce RTG,UV and VIS záření (model jednoatomového detektoru). Dva základní principy generace elektromagnetického záření (nerovnoměrný pohyb nabitých částic, vnitřní kvantové přechody).

4.Šíření záření látkou. Rozptyl záření na kvantových soustavách (Rayleighův, Thomsonův, Ramanův). Rozptyl a absorpce v látce (bulku). Transmise. Disperze. Polarizace dielektrika. Index lomu, komplexní index lomu. Vlny na rozhraní. Evanescentní vlny.

5.Fluorescence jako diagnostický nástroj (budící metody, spektrální vlastnosti, časové charakteristiky).

6.Rentgenové záření. Historie objevu. Prvotní aplikace. Rentgenka (záření čárové, brzdné). Nové zdroje rentgenového záření. Synchrotron. Plasma. Rentgenové lasery. Kosmické zdroje.

7.Interakce rentgenového záření s látkou. Měkké rentgenové záření. Absorpce. Ionizace. Šíření, index lomu. Rentgenové zobrazovací prvky.

8.Difrakce rtg. záření. Rentgenová metrologie.

9.Dosimetrie. Detektory rentgenového záření. Detektory s vysokým časovým a prostorovým rozlišením.

10.Interakce laserového záření s látkou (vliv délky impulsu, hustoty energie, opakovací frekvence, ?)

11.Dozimetrie viditelného laserového záření.

12.Interakce záření s tkání (závislost na vlnové délce, intenzitě, délce impulzu).

13.Absorpce a tepelné účinky optického záření (šíření tepla v tkáni, rovnice, modely, měření).

14.Ablace tkáně optickým a ultrafialovým zářením, plazma, vznik rázové vlny.

Osnova cvičení:

Předmět nemá cvičení

Cíle studia:

Předmět má studentům v závěru magisterského programu PMB poskytnout syntetický přehled zákonitostí interakce elektromagnetického záření různých vlnových délek s látkou (včetně biologického materiálu),

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1]Hecht, Eugene: Optics, 4th ed.. Addison Wesley 2002

[2]Halliday, David - Resnick, Robert - Walker, Jearl. Fyzika, část 5 - Moderní fyzika. Brno, Praha: Vutium, Prometheus, 2000.

[3]Michette, A., Pfauntsch, S.: X-Rays-The First Hundred Years, John Wiley & Sons, Chichester 1996

Doporučená literatura

[4]http://missionscience.nasa.gov/ems/TourOfEMS_Booklet_Web.pdf

[5]L. Goldman (Ed.), Laser Non-Surgical Medicine (Technomic, Lancaster, 1991)

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Navazující magisterský studijní obor Přístroje a metody pro biomedicínu (povinně volitelný předmět)