phat xa hap thu anh sang + quang sinh

SỰ PHÁT QUANG VÀ HẤP THỤ ÁNH SÁNG CỦA VẬT CHẤT Sự hấp thụ photon phân tử PHỔ HẤP THỤ PHỔ PHÁT XẠ Xem them mức lượng phân tử, nguyên tử giáo trình thực tập • Phân tử mức lượng thấp hấp thụ photon ánh sáng lượng E = hf nhảy lên mức lượng kích thích cao • Phân tử từ mức lượng kích thích cao trở mức lượng thấp mức giải phóng lượng dạng photon tức phát xạ HUỲNH QUANG Huỳnh quang phát xạ ánh sang vùng nhìn thấy chất sau hấp thụ ánh sáng xạ điện từ (sau hấp thụ 10-9 đến 10-7 giây) Trong hầu hết trường hợp, ánh sáng phát có bước sóng lớn (tức lượng thấp hơn) so với xạ mà chất hấp thụ Ví dụ bật huỳnh quang xảy xạ hấp thụ thuộc vùng tử ngoại, Hình loại đá khoáng phát huỳnh quang màu khác (các bước sóng khác chiếu tia tử ngoại LÂN QUANG Là phát quang vật chất bóng tối, tức không chiếu sáng Lân quang có tồn mức lượng cấm triplet phân tử vật chất, bước chuyển từ mức lên mức gần Các mức triplet siêu bền phân tử vật chất tồn mức lượng lâu (theo thước đo học lượng tử) Trên hình mức triplet T1, T2 Thời gian phân tử mức lượng siêu bền trước mức lượng từ 10 -4 s - 10 giây, đến hàng chí hàng ngày Kiến thức lân quang cần đến học Tác dụng quang động lực LASER Ánh sáng thường  Ánh sáng nguồn sáng thường:  Không đơn sắc: có nhiều bước sóng tương ứng với vô số bước chuyển mức lượng phân tử cấu thành môi trường phát xạ (xem hình minh họa phát xạ trên)  Các tia sáng không đồng pha: photon truyền có tính chất sóng điện từ nghĩa bước sóng đặc trưng pha (phase) Hình dung theo thuyết mức lượng sau, phân tử khác từ mức lượng kích thích nhảy xuống mức thấp vào thời điểm khác  Phương truyền không đồng nhất: photon phát theo phương ngẫu nhiên  Từ tính chất đó, tập trung lượng chùm sáng Ánh sáng đặc biệt  Chùm sáng đặc biệt (kì vọng thu được) ngược lại có tính chất  Độ đơn sắc cao, gần đơn sắc  Đồng pha  Đồng hướng  Mục đích thu chùm sáng để tập trung lượng vào điềm nhỏ tạo hiệu đốt nóng phá hủy đặc biệt Đồng pha, đẳng hướng vs Loạn pha, loạn hướng Nguyên lý phát LASER Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - khuếch đại ánh sáng phát xạ kích thích (hay phát xạ cảm ứng)  Để thu LASER Tập trung (giam) các nguyên tử, phân tử bị kích thích vật chất mức lượng Mức lượng phải mức siêu bền để có thời gian tập trung nhiều phân tử Sau kích thích cho tất phân tử tập trung mức siêu bền nói đồng loạt nhảy xuống mức khác thấp  Kết trình đồng thời thu được: 1) photon có bước sóng có từ bước chuyển mức lượng xác định 2) photon đồng pha bước chuyển điện tử xảy đồng thời Để thu LASER ta cần số điều kiện bắt buộc – Môi trường tạo LASER (trong hình vẽ “active medium” : môi trường vật chất có mức lượng siêu bền Qua trình tìm kiếm dự đoán dựa sở khoa học tìm môi trường tạo LASER Hồng ngọc (ruby) vật chất có khả phát LASER – Bơm lượng (trong hình vẽ “energy pump”) cấp lượng để nguyên tử, phân tử nhảy lên mức kích thích, thường dùng lượng điện – Bộ quang cộng hưởng gồm gương phản xạ (toàn phần phần) để khuếch đại đồng thời thu chùm LASER định hướng SỰ ĐẢO NGƯỢC MẬT ĐỘ CƯ TRÚ  Việc tập trung nhiều điện tử mức lượng siêu bền (thí dụ mức E1 hình trên) để chờ phi tự nhiên Tức là: điều kiện bình thường khối vật chất nhỏ (vi phân dV) số nguyên tử (hoặc phân tử) lúc mức lượng cao E1 nhiều số nguyên tử (hoặc phân tử) nằm mức lượng thấp E0 KHÔNG THỂ Nguyên tử, phân tử có xu hướng chuyển mức thấp Công thức thống kê cho ta biết điều kiện bình thường, nhiệt độ vật chất T, tỷ số số lượng phân tử mức cao NE cao số lượng phân tử mức thấp NE thấp sau  NE cao / N E thấp = exp (-∆E/kT)  Trạng thái NE cao >> N E thấp gọi đảo ngược mật độ cư trú, thực kĩ thuật LASER bơm lượng Bơm lượng “bơm đẩy” nguyên tử (hoặc phân tử) mức lượng (số lượng vượt trội thể tích dV) lên mức lượng cao tự chuyển mức siêu bền SỰ PHÁT XẠ CẢM ỨNG  Chiếu vào môi trường laser ánh sáng kích thích có lượng photon chênh lệch bước chuyển Esiêu bền Ecơ kích hoạt nhảy đồng loạt nguyên tử (hoặc phân tử) mức lượng cao siêu bền xuống mức lượng  Khi phân tử nhảy đồng loạt xuống nhờ photon kích thích photon phát phát xạ cảm ứng (LASER)  Phát xạ cảm ứng lại tiếp tục đóng vai trò photon kích thích phân tử khác từ mức siêu bền nhảy xuống Ánh sáng kích thích phải chiếu vào thời điểm để kích hoạt LASER Về cách ánh sáng LASER tạo Tại chùm LASER có tính chất đốt nóng cao tập trung vào diện tích nhỏ?  Là chùm sáng đơn sắc đồng pha, nhờ tượng chồng chập sóng điện từ mà LASER có tính kết hợp (chỉ bổ sung cho không triệt tiêu nhau) tập trung lượng cao  Ngoài chùm tia LASER có tính đẳng hướng có thểntạo chùm tia mảnhàsự tập trung lượng vào diện tích nhỏà mật độ lượng caoà khả đốt nóng xác vị trí nhỏ Ứng dụng tính chất đốt nóng cao tập trung vào điểm nhỏ y khoa  Trong kĩ thuật LAZIK : Đốt phần giác mạc để chỉnh tật quang hình mắt giúp bệnh nhân bỏ kính hỗ trợ(nguy hiểm, nhiều tác dụng phụ)  Đốt vị trí võng mạc để tạo vết sẹo, ngăn chảy máu võng mạc bệnh tiểu đường bong võng mạc Bản chất trình làm đông máu nhiệt tia laser  QUANG SINH HỌC CẢM THỤ ÁNH SÁNG Ở MẮT Quang sinh học (photobiology) • • • Ngành khoa học nghiên cứu tương tác xạ không ion hóa với thể sống Ranh giới xạ ion hóa không ion hóa thường cho 10 keV, lượng đủ để ion hóa nguyên tử oxi Lĩnh vực nghiên cứu bao gồm tất tượng sinh học có tham gia xạ không ion hóa mà xạ không ion hóa gây nên biến đổi quang hóa hoặc/và quang lý hệ sinh học, cuối dẫn đến hiệu ứng quang sinh Phân loại xạ không ion hóa  Bức xạ không ion hóa chia thành nhóm chính: Ánh sáng nhìn thấy (λ: 400 – 800nm), có ý nghĩa cho nhìn nhiều trình quang sinh khác Bức xạ hồng ngoại (IF) ( λ >800nm), người không cảm thụ thị giác, làm nóng vật chất hấp thụ Bức xạ tử ngoại (UV), (λ [...]... dụng tiệt trùng bằng tia UV ta thấy bước sóng 264 nm (thu c UVC) là bước sóng có tính chất tiệt trùng mạnh nhất, đây cũng là bước sóng hấp thụ cực đại của ADN Điều đó nói lên rằng nguồn gốc hiệu ứng phá hủy biến tính tế bào là do chính ADN bị tổn thương trực tiếp bởi UV Tác dụng có lợi của UV – phản ứng quang tổng hợp vitamin D Vitamin D3 được tổng hợp quang hóa trong da từ 7-dehydrocholesterol 7-dehydrocholesterol ... Các trình quang sinh • Quá trình quang sinh trình (chuỗi phản ứng) hấp thụ photon chất hấp thụ ánh sáng đặc thù kết thúc hiệu ứng sinh học mô thể sinh vật Các giai đoạn trình quang sinh Các phân... nghiên cứu bao gồm tất tượng sinh học có tham gia xạ không ion hóa mà xạ không ion hóa gây nên biến đổi quang hóa hoặc/và quang lý hệ sinh học, cuối dẫn đến hiệu ứng quang sinh Phân loại xạ không... hấp thụ Ví dụ bật huỳnh quang xảy xạ hấp thụ thu c vùng tử ngoại, Hình loại đá khoáng phát huỳnh quang màu khác (các bước sóng khác chiếu tia tử ngoại LÂN QUANG Là phát quang vật chất bóng tối,