光的量子特性与激光及其医学应用资料讲解.ppt

* 激光医学 临床治疗 医学测量和诊断 显微外科手术 激光治疗视网膜裂孔、眼底病变、矫正屈光不正，清除血管堵塞物，激光结合光敏药物治疗恶性肿瘤，激光美容等。 激光多普勒流速计可以用非接触地法测量血流速度；激光流式细胞计技术能对大量细胞的多项指标进行快速测定；激光光谱分析法大大提高了分辨率、灵敏度；激光全息、激光透照等有独特的检查效果。 激光聚焦照射并摧毁活细胞体内的某个区域；激光诱导细胞融合；激光裁剪DNA生物大分子等。 激光的临床应用 * 眼科的激光应用: 激光治疗视网膜剥离、眼底血管病变、虹膜切开、青光眼手术等。 治疗近视眼： 准分子激光原位角膜磨镶术 * 1、激光危害：激光器按对人体的伤害分为四级： 一级：即无害免控激光器。 二级：即低功率激光器,长时间直视可损害视网膜。 三级：即中功率激光器：直视光束会造成眼损伤。 四级：即大功率激光器：直视光束及镜式反射对眼和皮肤造成严重损伤，且其漫反射光亦可给人眼造成损伤。皮肤病治疗的激光。 2、安全措施： 1）对激光系统及工作环境的监控管理。 2）个人防护。（严格按章操作） 3）设置专用工作区，室内有足够的光亮，避免镜式 反射物，戴防护眼睛。 激光的安全防护 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Lecture 7 光的量子特性与激光及其医学应用 （第十五章、第十八章） * 电磁波 光子或光量子 光的波动性 光的粒子性 波长 频率 波速 动质量 能量 动量 波的干涉 波的衍射 横波偏振 有波动参量 如： 有波的行为特性 如： 有粒子参量 如： 有粒子的行为特性 如： 黑体辐射 光电效应 激光 ,光的这种双重特性,称为光的波粒二象性。 既具有波动性 又具有粒子性 光 物质的发光原理及光源 光发射的本质实际上就是原子或分子能级跃迁的结果。 产生光的方法有很多： * * 温度越高，辐射出的总能量越大，短波成分越多。 热辐射的光谱是连续谱，波长覆盖范围理论上可从0直至∞，一般的热辐射主要靠波长较长的可见光和红外线传播。 * 利用红外线检测人体的健康状态；本图片是人体的背部热图，可根据不同颜色判断病变区域。　 人体辐射红外线----- 医学临床诊断中的人体红外热像图: * 黑体辐射实验规律 不透明的材料制成带小孔的空腔,可近似看作黑体。 黑体模型 研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。 黑体 如果一个物体在任何温度下，对任何波长的电磁波都完全吸收，而不反射和透射，这种物体就叫做黑体。（黑体是理想模型） * 黑体的辐射强度与黑体绝对温度的四次方成正比： （1） 斯特藩-玻耳兹曼定律（如右图） 同一物体，温度越高，辐射电磁波的能力就越大，表现在高温物体的辐射曲线整个都在低温物体辐射曲线的上方。 通过黑体辐射实验，总结出两条实验规律 斯特藩—玻尔兹曼常量 0 1000 2000 1.0 0.5 可见光区 3000K 6000K * 2 0 0 0 K M ( T ) 0l 黑体的单色辐出度 1 7 5 0 K 1 5 0 0 K 1 0 0 0 K 10 m - 6 1 2 3 4 5 6 波 长 l 0 对于给定温度T ，黑体的单色辐出度 都有一 最大值,其对应波长为 ，称为峰值波长。 （2） 维恩位移定律 物体温度越高，峰值波长越短，成反比。 当温度很低时，主要辐射出远红外、红外线，基本不辐射可见光。 人体表面温度约300K，从人体辐射的电磁波最大波长则为9600nm，位于远红外区 太阳表面温度约6000K，因而辐射出的波长正好在可见光范围。当然还有大量的红外线和紫外线 * 能量量子化假说：辐射黑体中分子、原子的振动可看作线性谐振子。但是这些谐振子的能量只能是某一最小能量ε（称为量子）的整数倍，不能连续变化，即：ε, 1ε, 2ε, 3ε, ... nε。n为正整数，称为量子数。 对于频