Жылулы? с?уле шы?ару. Тепловизорлар.

Жылулық сәуле шығару. Тепловизорлар. КіріспеЖылулық сәуле шығаруНегізігі бөлім:Абсолют қара денеТепловизорлар Тепловизорлардың медицанада қолданылуыҚорытындыПайдаланған әдебиеттерЖоспар: XX ғасырдағы ғылыми ойдың ұлы жеңісі – кванттық теорияны қалыптастыруда қызған дененің сәуле шығаруын эксперименттік зерттеу үлкен рөл атқарады. Жоғары температураға қызғанда дене әр түрлі түске еніп, сәуле шығара бастайды. Мысалы, темірді қыздырғанда ол әуелі қызыл, содан кейін қызыл-сары, одан әрі ақ сары түске бөленеді. Электр шамының вольфрам қылын 3000⁰С-қа дейін қыздырғанда, ол ақ жарық сәуле шығарады. Қызған денелердің сәуле шығарып, электромагниттік энергия таратуын жылулық сәулелену деп атайды. Жылулық сәулелену құбылысы тек қызған денелерде ғана емес, салқын денелерде де орын алады. Электр шамының вольфрам қылы 3000⁰С-қа дейін қызғанда көзге көрінетін ақ жарық шығарса, температурасы төмендеген сайын денелер көрінбейтін инфрақызыл сәулелер шығарады. Инфрақызыл сәулелердің жиілігі ақ жарықтың жиілігінен төмен. Сондай-ақ денелердің температурасы тым жоғары болса, олар көрінбейтін ультракүлгін сәулелер шығарады. Ультракүлгін сәулелердің жиілігі ақ жарықтың жиілігінен жоғары.Жылулық сәулелердің барлық түрлерінің табиғаты бірдей, яғни жарық сияқты электромагниттік толқындар. Олар бір-бірінен жиіліктеріне не толқын ұзындықтарына қарай ажырайды. Денелер жылулық электромагниттік сәулелерді шығарып қана қоймай, оларды жұта да алады. Ал қара түсті денелер сәулелерді басқа түсті денелерге қарағанда көбірек жұтады. Өзіне түскен әр түрлі жиіліктегі сәулелерді толық жұтып алатын денені абсолют қара дене деп атайды. Дененің белгілі температурада толық сәуле шығарғыштық қабылеті былай анықталады: мұндағы - λ толқын ұзындығымен температураға тәуелді шама. Кез келген дененің бетіне түскен сәулелік энергияның бір бөлігі жұтылады. Осы жұтылған энергияның жалпы денеге түскен энергияға қатынасы дененің сәуле жұтқыштық қабылеті (А) деп аталады. Бұл шама түскен энергияның қандай бөлігі жұтылғанын көрсететін шама. Тұрақты бір температурада Т белгілі бір спектралдық интервалдағы мен сәуле энергиясы дененің 1 см2 беті жұтқан үлесін көрсететін шама дененің спектрлік сәуле жұтқыштық қабылеті деп аталады А= мұндағы - λ толқын ұзындығы мен температураға тәуелді шама. Абсолют қара дененің толық сәуле шығарғыштық қабылетін R деп белгілеп, былай өрнектеуге болады. мұндағы -R абсолют қара дененің сәуле шығарғыштық қабылеті. Кирхгофтың тұжырымы бойынша егер дене кез келген температурада және жиілікте сәуле жұтқыштық қабылеті А=1 тең болса, мұндай дене абсолют қара денеге жақын болады. Абсолют қара денеге мұржа ішіндегі ыс немесе қара күйе жақын келуі мүмкін. 1859 жылы неміс ғалымы Кирхгоф термодинамика заңдарына сүйене отырып, дененің сәуле шығарғыштық қабылетінің оның сәуле жұтқыштық қабылетіне қатынасы сол температурадағы абсолют қара дене сәуле шығарғыштық қабылетіне тең екендігін тағайындайды. Абсолют қара дене моделі Кішкене тесігі бар үлкен қуыс абсолют қара дене бола алады. Қуыс ішіне кірген жарық бірнеше рет шағылып сыртқа шықпай толық жұтылады. Осыған ұқсас сәулелік энергия көзін де жасауға болады. Қалаған температураға дейін қыздыруға болатын пештің ішіндегі түтікшенің аузынан шыққан сәуле қасиеті жағынан абсолют қара дене шығаратын сәулеге ұқсас болады. Термоэлемент көмегімен өлшенетін түтікше шығарып жатқан энергия ағымының қуаты W, сол дененің сәуле шығарғыштық қабылетін пропорционал болады. мұндағы -спектрлік интервал Спектрлік тығызыдық: Спектрдің жұту қабылеті: Кейбір температурадағы абсолютті қара дене шығарған сәуленің спектрлік талдауы Тепловизорлар Тепловизор — дене бетінің температурасын бақылауға арналған құрылғы.Температура өзгерісі тепловизор дисплейінде (немесе жадта) белгілі бір температураға сәйкес түспен көрінеді. Сәйкес, дисплейде объективтегі дененің температурасының диапазоны бейнеленеді. Тепловизордың жаңа моделдерінде ақпарат құрылғының жадына жазылады және компьютер арқылы бірден есептелінеді. Мұндай тепловизорлады компьютердағы белгілі программа арқылы қолданады. Программалар тепловизордағы ақпаратты қабылдап, компьютер экранына шығарады. ТепловизорларБақылағыш(наблюдательные)Есептегіш(измерительные)Түрлі-түсті инфрақызыл сәулелерді ажыратып, түрлі-түсті шкаладағы кескінді көрсетеді.Әр пикселді цифрлық сигналға сәйкес температураны көрсетіп, температураның таратылуын анық есептеп көрсетеді. Шығу тарихы Алғашқы тепловизорлар 20ғ-дың 30 жж пайда болды. Ол кездегі жұмыс істеуі принципі инфрақызыл сәулелі энергияны қабылдауға және оны электр тоғының (сигнал) энергиясына айналдырып, индикатор экранында көрсетілуі. Қазіргі тепловизорлардың жүйесі алдыңғы ғасырдың 60-жылдарында дами бастады. Алғашқы болып оптико-механикалық сканерлері бар тепловизорлер шығарылды. Мұндай құрылғылар өте жай жылдамдықпен ғана объектідегі температуралық өзгерістерді бақылауға мүмкіндік береді. Технологиялар дами келе матрицалық ПЗС датчиктер негізінде жұмыс істеуге мүмкін болды. Мұндай принцип жедел түрде ақпаратты көрсетіп, температура өзгерісін бақылауға, талқылауға мүмкіндік берді. Тепловизорлар қымбат тұратын құрылғы болып табылады. Оның 90 %-ын құрайтын негізгі элементтері – матрица және объектив. Матрицаның өндіруі өте күрделі әрі қымбат процесс және объективтің де құрастырылуына өте сирек кездесетін және қымбат материалдар қолданылады (мысалы, германий) Осы күндері арзан материал іздестіру жұмыстары белсенді жүруде. Тепловизорлардың медицанада қолданылуыМедицина үшін тепловизорларды дайындау 1968-жылдары СССР-де “Исток” Ғылыми Өндіріс Кәсіпорнында басталды. 1980-жылы әр түрлі аурулардың диагностикасына тепловизорларды қолдану әдістері шығарыла бастады. Сол жылдары отандық өнеркәсіптің шығаруымен ТВ-03 тепловизоры әр түрлі емдеу-профилкатикалық мекемелерінде қолданыла ТВ-03 нейрохирургияда қолданыс тапқан алғашқы тепловизор болған.2008-2009 жылдардан бері тепловизорларды барлық адамдардың ішінен грипп вирусын жұқтырғандарды анықтау үшін де қолданып келеді. Пайдаланған әдебиеттер:Б.Арызханов «Биологиялық физика»www.google.kz3. http://kk.wikipedia.org НАЗАРЛАРЫҢЫЗҒА РАХМЕТ!!!