Cтраница 3
Данное устройство используется для измерения оптической плотности черно-белых фотографий диска глазного нерва. Фотографический снимок размещается на предметном столике микроскопа. Световой луч от источника света высокой интенсивности, расположенного под предметным столиком, проецируется на пленку; луч, проходя сквозь маленькое отверстие, улавливается фотоумножителем. Аналоговые электрические сигналы с фотоумножителя обрабатываются в лабораторном компьютере. Для хранения информации и оперативных программ в процессоре имеется 8 Кбайт памяти на сердечниках. К компьютеру через интерфейсы подключены телетайп, осциллограф и графопостроитель. Сканирование снимка, начиная от его центра, проводится в полярной системе координат, при этом ЭВМ отмечает число оборотов вокруг оси. Кривая распределения частот оптической плотности диска зрительного нерва может быть использована для диагностики глаукомы. [31]
Наиболее типичным методом проведения экспериментов с временным разрешением в фотохимии является метод импульсного фотолиза. Этот метод первоначально разработали Нор-риш и Портер в 50 - е годы нашего века с целью идентификации промежуточных продуктов реакции в фотохимических системах. Стационарные концентрации промежуточных продуктов - атомов, радикалов или возбужденных соединений, - имеющиеся в стационарных условиях, обычно слишком малы для того, чтобы зарегистрировать их по спектрам поглощения. Однако при использовании импульсного источника света предельно высокой интенсивности удается получить концентрации короткожи-вущих промежуточных соединений, достаточные для спектроскопического наблюдения. [32]
При весьма большой интенсивности света, вызывающего фотоэффект, например при освещении металла излучением, полученным в генераторах когерентного света, законы внешнего фотоэффекта теряют силу. Предположим, что на электрон в металле падают одновременно два совершенно одинаковых фотона с энергией AV каждый. Очевидно, что закон красной границы фотоэффекта будет нарушен. В нелинейной оптике изучаются процессы взаимодействия света высоких интенсивностей с веществом и выясняются многие необычные особенности этого взаимодействия. [33]
При весьма больших интенсивностях света, вызывающего фотоэффект, например при освещении металла излучением, полученным в генераторах когерентного света ( см. § 15.9), законы внешнего фотоэффекта теряют силу. Предположим, что на электрон в металле падают одновременно два совершенно одинаковых фотона с энергией hv каждый. Очевидно, что закон красной границы фотоэффекта будет нарушен. В так называемой нелинейной оптике изучаются процессы взаимодействия света высоких интенсивностей с веществом и выясняются многие необычные особенности этого взаимодействия. [34]
Фотоэлектрон, закрепившийся на центре чувствительности, создает мощное электрическое поле, которое препятствует подходу второго электрона, и лишь после того как электрон на центре будет нейтрализован ионом Ag, к этому центру сможет подойти второй электрон и закрепиться на нем. Следовательно, скорость роста серебряного зародыша определяется не только скоростью образования фотоэлектронов в кристалле и склонностью серебряной частицы к рассасыванию, но н скоростью подхода междуузельных ионов Ag к растущей серебряной частице. Поэтому возможен такой случай, когда при действии света высокой интенсивности за единицу времени в кристалле образуется больше электронов, чем может быть захвачено имеющимися незаряженными центрами. Избыточные фотоэлектроны, очевидно, возвратятся к атомам брома, и, следовательно, кванты лучистой энергии, вызвавшие их к жизни, окажутся растраченными непродуктивно. Это обстоятельство объясняет отклонения от закона взаимозаместнмости при высоких ннтен-сивностях действующего света. [35]
Последняя величина соответствует приблизительно 10 11 эйнштейн / с, попадающим на чувствительную площадь термобатареи. Для малых интенсивностей необходимо использовать вакуумную термобатарею и более чувствительный гальванометр или гальванометр с усилителем. С помощью небольшой вакуумной термобатареи высокой чувствительности, работающей при нормальных условиях, минимальный измеряемый световой поток может достигать при 400 нм 10 - 14 эйнштейн / ( с-см 2) или 10 - 16 эйнштейн / с на площадь термобатареи. Измерения света малой интенсивности с помощью термобатареи требуют особых мер предосторожности, однако проще использовать для калибровки вакуумного фотоэлемента менее чувствительную термобатарею с пучком света высокой интенсивности и требуемой длины волны и затем этот фотоэлемент применять для абсолютных измерений малых интенсивностей света. [36]
В годы второй мировой войны в связи с потребностями радиолокационной техники были разработаны детекторы из германия и кремния. Исследование этих полупроводниковых материалов привело американских ученых Бардина и Браттейна в 1948 г. к созданию транзистора, теория которого была разработана В. С этого времени начинается промышленный выпуск многих типов полупроводниковых приборов и, в первую очередь, диодов, усилительных триодов, мощных выпрямителей, индикаторов излучения, а также преобразователей световой и тепловой энергии в электрическую. За последние годы на основе полупроводников созданы магниточувствительные приборы, измерители механических деформаций, излучатели света и в том числе квантовые генераторы - лазеры, позволяющие получать направленный луч света высокой интенсивности. Одним из весьма перспективных направлений является использование полупроводников в качестве управляемых катализаторов химических реакций. [37]
Исследуя поглощение смешанных кристаллов AgBr - Ag2S после освещения линией 436 мм, Стасив [7] установил существование одной широкой полосы поглощения со сравнительно высоким я плоским максимумом при 560 м-р и одной узкой полосы поглощения с максимумом при 580 мр. Этот последний максимум наблюдается у кристалла, облученного при - 120 линией 436 м - и затем нагретого до 20; положение максимума слегка зависит от температуры кристалла. Рассматривая условия возникновения этих полос, Стасив приписал широкую полосу комплексу Ag ( S Bra), возникшему путем ассоциации иона серы S, связанного с / - центром, с ме-ждуузельным ионом серебра. Узкую полосу он приписал коллоидному серебру, возникшему в результате ассоциации указанных комплексов, которая происходит после облучения светом высокой интенсивности, и выделения в решетке большого числа между-узельных ионов серебра; при нагревании до комнатной температуры комплексы становятся подвижными и могут ассоциировать. [38]
Обычно применяют одну из двух экспериментальных методик. Первая заключается в том, что к образцу осторожно прикладывают омические контакты, после этого образец, находящийся между электродами, освещают кратким интенсивным импульсом света, тщательно ориентированного таким образом, чтобы на электродах не возникали фотовольтаические эффекты. Возрастание и спад фотопроводимости наблюдают при помощи осциллографа или самописца, которые соединяют через последовательно включенное стандартное сопротивление с образцом и источником постоянного напряжения. Вторая методика - бесконтактная, в ней используется ток высокой частоты, образующий емкостную связь с образцом и позволяющий избежать проблем, связанных с электродами. II в первом, и во втором случаях для получения излучения очень большой интенсивности используют или разрядную трубку, или постоянный источник света высокой интенсивности, прерываемые либо ячейкой Кера, либо вращающимся зеркалом. Этот свет фокусируется на образце или непосредственно, или через подходящим образом подобранные фильтры. Короткий импульс света нужной длины волны используется для возбуждения основных и неосновных носителей. При этом важно, чтобы интервал времени между импульсами света был мал по сравнению со временем жизни неосновных носителей. Если измерения проводятся на постоянном токе, необходимо особое внимание при обеспечении омических контактов, которые должны быть экранированы от света, чтобы предотвратить возникновение фотогальванических эффектов, мешающих измерению. Также нужно избегать проникновения носителей в контакты. Все эти эффекты устраняются при проведении измерений на переменном токе. [39]
Главным фактором, регулирующим развитие фотосинтетн-ческих мембран и синтез пигментов, по-видимому, является парциальное давление кислорода. Если оно выше определенного уровня, дыхание может происходить с достаточной эффективностью, но образования фотосинтетических мембран или синтеза пигментов при этом не наблюдается. Низкое парциальное давление кислорода стимулирует образование фотосинтетического аппарата и пигментов, в первую очередь реакционных центров и главного комплекса светособирающей антенны Р-875. В ответ на изменение интенсивности освещения изменяется и состав пигментов. Свет высокой интенсивности подавляет формирование этого комплекса, и в результате содержание пигментов снижается. В случае Rhodospi-rillum rubrum, которая не содержит антенны Р-800-850, содержание пигмента главной светособирающей антенны Р-875 регулируется интенсивностью освещения. О том, как протекают и регулируются процессы, в ходе которых фотосинтетические пигменты образуются и включаются в мембраны, известно немного. Гены, контролирующие синтез хлорофилла и каротиноидов, а также, возможно, развитие активного фотосинтетического аппарата в целом, локализованы в хромосоме ( но не в плазмиде) и расположены очень близко друг к другу. В кодировании фотосинтетического аппарата может участвовать одна большая генетическая единица. [40]
Выпускается ряд других детекторов, например Variscan ( фирмы Varian), который работает в диапазоне от 210 до 780 нм с уровнем шума 5 - 10 - 4 ед. Аналогичный прибор выпускается фирмой Hitachi Perkin-Elmer со спектрофотометром на дифракционной решетке. Трехканальная система работает в области 200 - 700 нм. В хроматографах других типов поток элюента через кювету можно периодически останавливать и снимать полный спектр вещества, находящегося в детекторе с автоматической регистрацией. В последнее время появились безэлектродные высокочастотные газоразрядные лампы, наполненные газом при низком давлении. Такие лампы позволяют проводить измерения в области ниже 210 нм и содержат точечный источник света высокой интенсивности. При хорошей температурной стабилизации сдвиг нулевой линии составляет только 0 005 ед. Этот прибор является двухлучевым абсорбциомером с длинами волн 206, 254, 280, 340 и 364 нм, при которых обычно проводится обнаружение различных групп биологически важных соединений. Регистрируемые значения записываются или в единицах поглощения, или в процентах пропускания. Измерения тфоводятся на двух ячейках, одна из которых содержит стандартный раствор, другая - анализируемый, при двух длинах волн одновременно. При 206 нм измеряют поглощение относительно низкомолекулярных неароматических пептидов и некоторых сахаридов. [41]
Источники света могут излучать свет непрерывно и прерывисто, в виде серии вспышек или в виде единичной вспышки высокой интенсивности, продолжительностью в несколько икс. При непрерывном освещении дискретность изображения на пленке получается с помощью оптико-механической схемы или же явление записывается в виде фотографического следа. Прерывистое освещение используется в сочетании с камерами, имеющими непрерывно движущуюся пленку. Величину экспозиции определяет интенсивность вспышки источника света. Источники, дающие единичные управляемые вспышки света, можно использовать для камер с неподвижной пленкой, картина движения получается за счет кратковременности вспышки. Для освещения высокоскоростных процессов применяются газоразрядные трубки с холодным катодом. Такая трубка может давать одиночную вспышку или несколько вспышек подряд. Трубку поджигают разрядом конденсатора высокого напряжения, получается кратковременная вспышка света высокой интенсивности. Действие газоразрядной трубки с холодным катодом основано на следующем принципе. [42]
После создания мощных квантовых генераторов на оптических частотах ( лазеров) возникла и в последние годы бурно развивается самостоятельная область исследований - нелинейная оптика. Понятие нелинейная оптика охватывает все явления в области высоких ( оптических) частот, связанные с нелинейностью материальных уравнений в системе уравнений Максвелла. Большой интерес к этому разделу физики объясняется многими причинами. Кроме того, были найдены новые применения теории излучения и сформулированы законы распространения электромагнитных волн в нелинейных средах. На основании различных нелинейных оптических эффектов удалось создать новые когерентные источники света высокой интенсивности, частично с перестраиваемыми частотами. Кроме того, методы нелинейной оптики могут служить основой для развития других нелинейных теорий. [43]
При воздействии света на фотоэлемент потенциал на сетке лампы растет и показания миллиамперметра увеличиваются. Перемещая движок потенциометра UR, стрелку миллиамперметра возвращают в прежнее положение. Градуировка производится следующим образом: каждый раз возвращают стрелку миллиамперметра в среднее положение при последовательном уменьшении светового потока источника с помощью диафрагм или нейтральных фильтров. Чувствительность схемы увеличивается при увеличении R. При изменении этого сопротивления диапазон измеряемых световых величин может быть выбран так, что чувствительность прибора будет оставаться неизменной. Нижний предел величины измеряемого светового потока ( который еще возможно измерить) уменьшается, если величина сопротивления R становится сравнимой с сопротивлением изоляции схемы. Дальнейшее увеличение сопротивления R нецелесообразно до тех пор, пока цепь сетки не помещается в вакуум, как это сделано в фотометре G. Источники света высокой интенсивности чаще всего используются совместно с нейтральными фильтрами с известным коэффициентом пропускания. Этот фильтр снижает величину светового потока до значения, которое может быть удовлетворительно измерено фотоэлементом. [44]