Рассеяние на биологических средах

В отличие от задач рассеяния при распространении в пределах прямой видимости наблюдаемая волна всегда является суперпозицией падающей и рассеянной волн, поэтому необходимо рассматривать когерентное (среднее) поле и некогерентное (флуктуационное) поле. Примерами распространения в пределах прямой видимости являются распространение микроволнового и оптического излучения в атмосферной турбулентности и распространение акустических волн в биологической среде. [c.98]

Таким образом, предлагаемая книга предназначена для инженеров и научных работников, интересующихся вопросами распространения и рассеяния оптического, акустического и СВЧ излучения в атмосферах планет, в океанах и в биологических средах, особенно для тех из них, кто занимается проблемами связи в таких средах и вопросами дистанционного зондирования свойств этих сред. Данную книгу можно рассматривать как введение в круг основных понятий и результатов статистической теории распространения волн. Включенное в книгу систематическое описание теории переноса излучения и теории многократного рассеяния представляет интерес также для химиков, геофизиков и специалистов в области ядерной физики. Предварительная подготовка, необходимая для понимания книги, предполагает некоторое знакомство с методами решения волновых уравнений, уравнений Максвелла, с векторным исчислением, рядами и интегралами Фурье. [c.7]

Рассеяние на биологических средах [c.74]

Электромагнитные поля в диапазоне частот от 1 МГц до 100 ГГц могут распространяться в биологических средах, испытывая при этом в различной степени поглощение, отражение и рассеяние. Отражение возникает на границах тканей, а рассеяние вызывается неоднородностями с размером порядка длины волны в тканях [79, 81]. [c.74]

В данной главе мы рассмотрим решение в первом порядке теории многократного рассеяния на основе изложенной в гл. 7 теории переноса. Такой подход дает простые решения для лучевой интенсивности в случаях плоской волны и пучка волн. Приложения этой теории включают оптическое рассеяние в океане и в биологических средах. [c.187]

НЕЙТРОНОГРАФИЯ — совокупность методов исследования структуры и свойств вещества с помощью рассеяния нейтронов низких энергий (< 1 эВ). Длина волны де Бройля медленных нейтронов соизмерима с межатомными расстояниями в конденсир. средах, что позволяет изучать взаимное расположение атомов (см. Нейтронография структурная). Масса и кинетич. энергия нейтрона соизмеримы с массой атома и энергией межатомных взаимодействий в веществе, что позволяет с помощью неупругого рассеяния нейтронов исследовать динамич, свойства отд. атомов и молекул в среде. Магн. момент нейтрона взаимодействует с магн. моментами атомов, что позволяет по интенсивности и поляризации магн. рассеяния определять величины магн. моментов атомов, их взаимное расположение и ориентацию, динамич. свойства (см. Магнитная нейтронография). Н. применяется для исследования структурных, динамич. и магн. свойств практически всех известных форм конденсир. состояния вещества, от простых жидкостей и кристаллов до биологических макромолекул. [c.284]

Зксперименты по изучению прохождения света в естественных водах [87—90] показали, что в такой среде рассеяние происходит также в результате присутствия микроорганизмов, пузырьков воздуха, продуктов выветривания горных пород. Это особенно справедливо для вод с высокой степенью биологической активности и для прибрежных вод, где продукты выветривания взбалтываются волнами. [c.127]

Проблема распространения и рассеяния волн в атмосфере, океане и биологических средах в последние годы становится все более важной, особенно в таких областях науки и техники как связь, дистанционное зондирование и обнаружение. Свойства указанных сред, вообще говоря, подвержены случайным изменениям в пространстве и времени, в результате чего амплитуда и фаза распространяющихся в них волн также могут претерпевать пространственно-временные флуктуации. Эти флуктуации и рассеяние волн играют важную роль во многих проблемах, представляющих практический интерес. При рассмотрении вопросов связи приходится сталкиваться с амплитудно-фазовыми флуктуациями волн, распространяющихся в турбулентной атмосфере и турбулентном океане, а также с такими понятиями, как время когерентности и полоса когерентности волн в среде. Рассеянные турбулентной средой волны можно использовать для установления загоризонтной связи. Диагностика турбулентности прозрачного воздуха, основанная на рассеянии волн, даег существенный вклад в решение вопроса о безопасной навигации. Геофизики интересуются флуктуациями волн, возникающими при их распространении через атмосферы планет, и таким способом получают информацию о турбулентности и динамических характеристиках этих атмосфер. Биологи могут использовать флуктуации и рассеяние акустических волн с диагностическими целями. В радиолокации могут возникать мешающие эхо-сигналы от ураганов, дождя, снега или града. Зондир вание геологических сред с помощью электромагнитных и акустических волн требует знания характеристик, рассеяния случайно распределенных в пространстве неоднородностей. Упомянем, наконец, недавно возникшую область океанографии — радиоокеаногра-фию (исследование свойств океана по рассеянию радиоволн). Центральным пунктом этой методики является знание характеристик волн, рассеянных на шероховатой поверхности. [c.6]

В первом томе монографии (части I и И) рассматриваются теория однократного рассеяния и теория переноса излучения. Теория однократного рассеяния применима для описания рассеяния волн в разреженных облаках рассеивателей. Она охватывает большое число встречающихся на практике ситуаций, включая радиолокацию, а также лазерную и акустическую локацию в различных средах. Относительная математическая простота этой теории позволяет без излишних трудностей ввести большинство фундаментальных понятий, таких как полоса когерентности, время когерентности, временная частота, и рассмотреть движение рассеивателей и распространение импульсов. Мы приводим также некоторые оценочные значения характеристик частиц в атмосфере, океане и в. биологических средах. Теория переноса излучения, которую также называют кратко теорией переноса, имеет дело с изменением интенсивности волны, распространяющейся через случайное облако рассеивателей. Эта теория используется при решении многих задач рассеяния оптического и СВЧ излучения в атмосфере и биологических средах. В книге описываются различные приближенные способы решения, включая диффузионное приблнл<ение, метод Кубелки — Мунка, плоскослоистое приближение, приближение изотропного рассеяния и малоугловое приближение. [c.8]

Во многих задачах распространения- и рассеяния волн среду, в которой проходит волна, можно рассматривать либо как детерминированную, либо как случайную. По детерминированным задачам проведено большое количество исследований сюда относятся, например, теория антенн различного типа, теория дифракции и рассеяния, направленные волны. В -отличие от этих задач многие природные и биологические среды испытывают случайные изменения во времени и в пространстве. Поэтому волны в таких средах претерпевают случайные изменения амплитуды и фазы, так что их описание должно проводиться на языке статистических средних величин и распределений вероятности. В данной книге мы обрашаемся к следующим вопросам как волна взаимодействует со случайной средой, как эти взаимодействия формулируются и выражаются математически и как получить решения большого класса практически важных задач. [c.11]

При распространении света в биологических средах основную роль играет рассеяние. Это связано с неоднородностью клеточной структуры, причем размеры частиц имеют порядок оптической длины волны. Обычно диаметр клеток составляет несколько микрометров. Мыщечные клетки могут достигать в длину нескольких миллиметров, а нервные — могут превосходить один метр. Клетка состоит из тонкой, толщиной примерно 75 А, оболочки, цитоплазмы и ядра. Ткани эпителия состоят из клеток, расположенных в слоистой оболочке. Эти ткани покры- [c.75]

Решение уравнения переноса излучения в защитах реакторов с помощью AWLM— № 1.0-схемы (263). Применение метода Монте-Карло для расчетов токов вкладов в защите реакторов (268). Весовые функции усреднения групповых констант (272). Учет воздушных полостей в защите реакторов в рамках метода выведения — диффузии (278). Особенности формирования поля быстрых нейтронов, рассеянных от стенок прямого канала (282). Потребности в ядерных данных в задачах расчета биологической защиты (286). Аналитическое описание замедления резонансных нейтронов (292). Поля замедлившихся нейтронов и вторичного v-излучения в прямом бетонном канале с источником быстрых нейтронов на входе (296). Функции влияния поглощающего цилиндрического источника (299). Расчет источников захватного Т Излучения в однородной среде и у границы раздела двух сред комбинированным методом (307). Квазиальбедо нейтрон — V-квант (309). Ковариационные матрицы погрешностей для элементов конструкционных и защитных материалов ядерно-технических установок (311). Скайшайн нейтронов н фотонов. Обзор литературы (320). [c.336]

Важным преимуществом АСКР над спонтанным КР является возможность регистрации сигнала в антистоксовой области, что позволяет избавиться от нежелательной люминесценции образца. Это обстоятельство имеет большое значение в спектроскопии биологических объектов и органических молекул. В спонтанном КР эффективность антистоксова рассеяния при комнатной температуре на 3—4 порядка меньше, чем эффективность стоксова КР, вследствие больцмановского распределения молекул по колебательным уровням (антистоксово КР связано с переходами молекул из возбужденного колебательного состояния в основное — рис. 4.14). При АСКР, как мы видели выше, высокая эффективность рассеяния не связана с движением населенностей по колебательным уровням при лазерном возбуждении, а обусловлена наведением когерентного дипольного момента в объеме среды, поэтому эффективность рассеяния пробной волны как в стоксову, так и в антистоксову область одинакова ). [c.250]

Первое (в порядке исторического становления) важное прикладное направление в акустике связано с получением при помощи акустических волн информации о свойствах и строении веществ, о происходящих в них процессах. Применяемые в этих случаях методы основаны на измерении скорости распространения и коэффициента поглощения ультразвука на разных частотах (1 о" +10 Гцвгазахи 10 +10 Гцвжид-костях и твердых телах). Такие исследования позволяют получать информацию об упругих и прочностных характеристиках материалов, о степени их чистоты и наличии примесей, о размерах неоднородностей, вызывающих рассеяние и поглощение волн, и т. д. Большая группа методов базируется на эффектах отражения и рассеяния упругих волн на границе между различными средами, что позволяет обнаруживать присутствие инородных тел и их местоположение. Эти методы лежат в основе таких направлений, как гидролокация, неразрушающий контроль изделий и материалов, медицинская диагностика. Применение акустической локации в гидроакустике имеет исключительное значение, поскольку звуковые волны являются единственным видом волн, распространяющихся на большие расстояния в естественной водной среде. Как разновидность дефектоскопии, широко применяемой в промышленности, можно рассматривать ультразвуковую диагностику в медицине. Даже при небольшом различии в плотности биологических тканей происходит отражение ультразвука на их границах. Поэтому ультразвуковая диагностика позволяет выявлять образования, не обнаруживаемые с помощью рентгеновских лучей. В такой диагностике используются частоты ультразвука порядка 10 Гц интенсивность звука при этом не превышает 0,5 мВт/см , что считается вполне безопасным для организма. В настоящее время развитие дефектоскопии привело к созданию акустической томографии. В этом методе с помощью набора приемников ультразвука или одного сканирующего приемника регистрируются упругие волны, рассей- [c.103]

Среди основных причин возникновения объемной реверберации, по-видимому, важнейшими источниками являются рыбы, планктон и другие биологические объекты неоднородность и шероховатость поверхности и дна океана — причины поверхностной реверберации. Для простоты предполагают, что неоднородности равномернб распределены в объеме океана и на его поверхности. На самом деле это не всегда справедливо. Например, биологические объекты часто сосредоточены в слоях на определенных глубинах океана, что вызывает существенные изменения объемного рассеяния. [c.326]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...