Цикл IV. Физические методы исследования свойств вещества

Цикл IV. Физические методы исследования свойств вещества.

Занятие 1.Тема: «СПЕКТРОФОТОМЕТР И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ»

Контрольные вопросы к работе №12:

(изучить и законспектировать к семинарскому занятию)

1.  Энергетические уровни в атомах. Энергетические уровни молекул: электронные, колебательные, вращательные.

2.  Диапазон электромагнитных излучений атомов и молекул. Вращательные, колебательно-вращательные и электронно-колебательно-вращательные спектры.

3.  Спектр излучения и спектр поглощения. Правило Стокса. Спектры поглощения биомакромолекул.

4.  Вывод закона Бугера-Ламберта-Бера. График. Объяснить физический смысл всех входящих величин.

5.  Что такое коэффициент пропускания образца? Что такое оптическая плотность образца? Как связаны между собой их значения? Указать размерность величин, входящих в формулы для коэффициента пропускания и оптической плотности.

6.  Объяснить назначение спектрофотометра и отдельных его блоков.

7.  Использование спектрального анализа для качественного и количественного исследования вещества.

1.  , , Козлова и биофизика. ГЭОТАР-Медиа.2010.

2.  , ,

Физика и биофизика. Практикум. ГЭОТАР-Медиа.2008.

Домашнее задание № 1 (выполняется после семинарского занятия по теме «СПЕКТРОФОТОМЕТР И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ»

I. Решить задачи:

1.  При регистрации спектра поглощения эозина на спектрофотометре СФ-26 максимум оптической плотности Dmax=1,2 находился на длине волны λ=510нм. Концентрация эозина увеличилась в 5 раз. Как в этом случае изменилась оптическая плотность и длина волны максимума поглощения?

2.  Интенсивность света I0 при последовательном прохождении двух слоев одинаковой толщины различных веществ с показателями поглощения соответственно α1=10м-1 и α2=5м-1 уменьшилась почти до нуля. Схематически изобразите процесс изменения интенсивности света вследствие поглощения света на графике I=I(L).

3.  В результате двух квантовых переходов атом испустил кванты в УФ и в видимом диапазонах. Обозначьте соответствующие квантовые переходы на диаграмме энергетических уровней и изобразите соответствующие спектральные линии в спектре излучения атома I=I(λ).

Е3 Iλ

Е2

Е1

l

4.  На спектрофотометре СФ-26 для некоторой аминокислоты были получены следующие значения коэффициента пропускания: t=0,25 (на l=260нм), t=0,2 (на l=280нм), t=0,33 (на l=300нм). Постройте спектр поглощения этого вещества.

5.  Оптическая плотность раствора, содержащего вещество с молярной массой М=423 в концентрации с=32мкг/ мл, составляет 0,27 на длине волны 540нм в односантиметровой кювете. Найти молярную концентрацию С[моль/л] и молярный коэффициент поглощения, если С[моль/л] =10-3·с[мкг/мл]/М.

6.  Показатель поглощения плазмы крови равен 0,836 см-1. Какая толщина слоя плазмы крови уменьшает интенсивность падающего излучения в e (e»2,7) раз? Каков физический смысл показателя поглощения?

7.  Имеется система двух последовательно расположенных кювет с растворами, оптическая плотность которых равна D1 и D2. Найдите общую оптическую плотность.

II. Самоподготовка: Ответить письменно на контрольные вопросы к следующему семинарскому занятию на тему «ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЕЩЕСТВ В РАСТВОРЕ С ПОМОЩЬЮ РЕФРАКТРОМЕТРА»

Занятие 2.Тема: «ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЕЩЕСТВ В РАСТВОРЕ С ПОМОЩЬЮ РЕФРАКТРОМЕТРА»

Контрольные вопросы к работе №13:

(изучить и законспектировать к семинарскому занятию)

1.  Законы отражения и преломления света. Нарисуйте ход лучей при переходе света из оптически более плотной в менее плотную среду и наоборот. Укажите предельный угол полного внутреннего отражения и предельный угол преломления.

2.  При каких условиях происходит полное внутреннее отражение света?

3.  Каким образом, и с какой точностью можно определить показатель преломления вещества с помощью рефрактометра, используемого в данной работе?

4.  Как проградуировать рефрактометр по известным концентрациям раствора? Что такое градуировочный график?

5.  Физические принципы, лежащие в основе эндоскопии.

Литература:

1.  , , Коржуев и биофизика. ГЭОТАР-Медиа.2007.

2.  , , Коржуев и биофизика. Практикум. ГЭОТАР-Медиа.2008.

Домашнее задание № 2 (выполняется после семинарского занятия по теме «ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЕЩЕСТВ В РАСТВОРЕ С ПОМОЩЬЮ РЕФРАКТРОМЕТРА»

I. Решить задачи:

1)  В каком случае угол преломления равен углу падения?

2)  Нарисуйте луч света, идущий из некоторой точки внутри воды в газ наблюдателя, находящегося в воздухе.

3)  Чем отличается явление отражения света от явления полного внутреннего отражения?

4)  Предельный угол полного внутреннего отражения для некоторого вещества a=30°. Найти показатель преломления для этого вещества.

II. Самоподготовка: Ответить письменно на контрольные вопросы к следующему семинарскому занятию на тему «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛЯРИМЕТРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ»

Занятие 3.Тема: «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛЯРИМЕТРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ»

Контрольные вопросы к работе №14:

(изучить и законспектировать к семинарскому занятию)

1.  График электромагнитной волны. Поляризация электромагнитной волны.

2.  Естественный и линейно поляризованный свет. В чём состоят их отличия?

3.  Поляризатор, анализатор; главные плоскости анализатора и поляризатора. Закон Малюса.

4.  Оптически активные вещества. Право - и левовращающие вещества.

5.  Формула для угла поворота плоскости поляризации оптически активным веществом. Объяснить значение всех входящих в нее обозначений, назвать единицы измерения всех входящих величин.

6.  Устройство поляриметра. Нарисовать ход лучей в приборе, объяснить назначение всех элементов схемы.

7.  Использование поляриметрии в медицинских, биофизических и биохимических исследованиях.

Литература:

1.  , , Козлова и биофизика. ГЭОТАР-Медиа.2010.

2.  , , Коржуев и биофизика. Практикум. ГЭОТАР-Медиа.2008.

Домашнее задание № 3 (выполняется после семинарского занятия по теме «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛЯРИМЕТРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ»

I.  Решить задачи:

1)  Чему равен угол a между главными плоскостями поляризатора и анализатора, если интенсивность естественного света, прошедшего через поляризатор и анализатор, уменьшилась в 4 раза?

2)  Определить удельное вращение [a0] для раствора сахара, если при прохождении света через кювету с раствором угол поворота плоскости поляризации равен a=22°. Длина кюветы – 10 см. Концентрация раствора C=0,33 г/см3.

3)  Раствор сахара, налитый в кювету длиной 20см, поворачивает плоскость поляризации света (l=500нм) на угол a=30°. Найти концентрацию сахара в растворе, если удельное вращение сахара на этой длине волны [a0] = 6,67 град см2/г.

II. Самоподготовка: Подготовиться к коллоквиуму по физике.