Инфрақызыл сәулелер

Биофизика.

Ультракүлгін  сәулелер, инфрақызыл сәулелер, рентген  және лазер сәулелері медицинада 
Инфрақызыл сәулелер - Толқын ұзындығы 760 нм-ден 2 мм-ге ( λ = 0,74 мкм ) және (λ ~ 1—2 мм) дейінгі аралықта жататын электромагниттік сәуле. Инфрақызыл сәулелер электромагниттік толқындар шкаласында радиотолқындар мен көрінетін жарық арасындағы бөлікті алып жатады. Инфрақызыл сәулені 1800 жылы ағылшын ғалымы В.Гершель ашты.

Инфрақызыл  сәулелерінің табиғаты көрінетін жарық табиғатымен бірдей. Инфрақызыл сәулелерінің спектры жеке сызықтардан, жолақтан немесе тұтас болып келеді. Қозған атом немесе ион сызықты спектр шығарса, қозған молекула жолақ спектр шығарады. Қызған қатты немесе сұйық денелер тұтас спектрлі инфрақызыл сәулелер шығарады. Күн сәулесінің 50 пайызы инфрақызыл аймақта жатады. Электр шамынан бөлінетін сәуле энергиясының 80 пайызға жуығы инфрақызыл сәуле болып келеді. Инфрақызыл сәуленің екі маңызды сипаттамасы бар:

• толқын ұзындығы (тербеліс жиілігі)
• сәуленің интенсивтілігі.

Инфрақызыл  сәулелер толқын ұзындығына байланысты үшке бөлінеді:

• жақын (0,75—1,5 мкм);
• орташа (1,5 – 5,6 мкм);
• алыс (5,6—100 мкм).

Медицинада  қолданылуы. Инфрақызыл сәулелер тері, артрит, ревматизм тәрізді ауруларды емдеуде кеңінен қолданылады. Инфрақызыл сәулелер денеге енгеннен кейін температураны көтеріп, ол жерде ылғал бар болса, оны кептіріп жібере алады. Әсересе күйген жерде ылығалданып тұратын тері ауруларын емдеуде таптырмас құрал. Жалпы ифрақызыл сәулелерімен емдегенде олардың әсер еткен жеріндегі температураны көтеретін қасиеті пайдаланылады. 
Адам немес жануарлар денесі шығаратын инфрақызыл сәулелерді суретке түсіру немесе тіркеу арқылы диагностикалық термография жүзеге асып отыр. Инфрақызыл фотография көмегімен қан тамырларындағы, дененің тағы басқа да тұсындағы өзгерістерді суретке түсіруге болады.

Ультракүлгін  сәуле, сэулемен емдеу — күн сәулесін, жасанды сәуле қондырғыларын аурудың алдын алу және емдеу үшін қолданады. Организмге әсер етуіне қарай үшке бөледі:

1. үзын толқынды 400—320 нм
2. орта толқыиды 320—280 нм,
3. қысқа толқынды 280—220 нм.

Сәулемен емдеу  зат алмасу процесін күшейтеді, фосфор-кальций алмасуын қалпына келтіреді, Д витамині, биологиялық активті заттар (гистамин, серотонен т. б.) түзіледі.Стоматологиялық ауруларды сәулемен емдеу жақсы нәтиже береді. 

Рентген сәулелер. Рентген сәулелерін 1895 жылы В . Рентген ашқан. Жылдам электрондар кенеттен тежелгенде пайда болатын толқын ұзындығы өте қысқа (10^-12÷ 10^-9м) электромагниттік сәулелер рентген сәулелері болып табылады.

Рентген сәуле шығаруын классикалық  электромагниттік теорияның аясында  түсіндіруге болады. Бұл теория бойынша үдей қозғалатын зарядталған бөлшек міндетті түрде сәулеленуі тиіс. Қарастырылып отырған жағдайда электрон антикатодқа соғылып тежеледі де, теріс үдеу алады, сондықтан ол сәулеленеді.

1895 жылы неміс  физигі  Вильгельм Конрад Рентген катодтық сәулелердің көмегімен пайда болатын люминесценция құбылысын зерттеп, түрлі тәжірибелер өткізді. Әсерді көбейту үшін физик электронды сәулелі түтікшенің ішіне люминесценция тудырушы затты салып, күн сәулесі өтпейтіндей етіп зертханадағы барлық терезелерді жауып тастаған. Электронды сәулелі түтікшені қосқанда, Рентген қызық оқиғаны байқайды. Бөлменің бір бөлігінде жап-жарық сәуле пайда болады. Зейін қойып бәрін зерттей бастағанда, Рентген сәуленің барий платиноцианидпен, яғни люминесценттеуші затпен қапталған қағаздан шығып тұрғанын байқайды. Бұндайды күтпеген ғалым бірден шамды өшіруге асықты. Жарық сәуле өшті. Қайтадан қосқанда, жарық қайта пайда болды. Сонда, ғалым люминесценттеуші затпен қапталған қағазды басқа бөлмеге апарғанда, ол жарық болып, сәулеленіп тұрған. Сонда Рентген сәуленің тек қағаздан ғана емес, басқа да заттардан өте алатынын түсінді. Бұндай құбылысқа түсініктеме таба алмаған физик сәулелерді - Х сәулелері деп атап кеткен. Бұл бағытта Вильгельм Конрад бір жылға жуық зерттеу жұмыстарын жүргізіп, жүздеген теориялық мақалаларды жариялаған. Рентгеннің ізбасарлары да көптеген ғылыми мақалалардың авторлары атанғанымен, бұл жобаға айтарлықтай жаңалық енгізбеді. Кейін Рентгеннің х-сәулелеріне деген қызығушылығы жоғалып, ол бұл бағыттағы жұмыстарын тоқтатады. Кейін Рентгеннің шәкіртіАбрама Фёдорович Иоффенің ұсынысымен Х-сәулелерді "Рентген" сәулелері деп атап кеткен.

Рентген сәулелерінің қолданылуы. Рентген сәулелері көптеген өте  маңызды практикалық қолдау тапты. Медицинада олар аурудың диагнозын дұрыс қою үшін, сондай-ақ, рак ауруын емдеу үшін қолданылады. 
Рентген сәулелерін ғылыми зерттеуледе өте кең түрде қолданылуда. Рентген сәулелері кристалдар арқылы өткендегі дифракциялық көрінісіне қарап, кеңістікте атомдардың орналасу реті – кристалдың құрылымын анықтау мүмкіндігі туады. Органикалық емес кристал заттар үшін мұны орындау онша қиын болмады. Алайда рентген – құрылымдық анализ арқылы өте күрделі органикалық қосылыстардың, белоктардың құрылысын түсіндіруге мүмкіндіктер бар. Атап айтқанда, он мыңдаған атомдардан құралған, гемоглобин молекуласынын құрылымы анықталған. 
Бұл жетістіктерге сәулелерінің толқын ұзындықтарының шағындығы нәтижесәнде қол жетті, толқын ұзындығы жәрдемімен дұрысында молекулалардың құрылымын көруге болатындай еді. Көру деп отырғанымыз сөзбе-сөз мағынада емес мұндағы мәселе дифракциялық көріністі анықтау, соның жәрдемімен көп еңбектеніп, оны түсіндіре отырып, атомдардың кеңістікте орналасу сипатын анықтауға болады.  
Рентген сәулелерінің қолданылатын жерлерінің ішінен рентгендік дефектоскопияны – құймалардағы ақауларды, рельстердегі сызаттарды табу, пісірілген жіктердің сапасын анықтау т.б. әдісін айта кетуге болады. 
Рентгендік дефектоскопия бұйымдарда қуыс немесе бөгде қосылыстар бар болса, рентген сәулелерінің жұтылуы өзгеретініне негізделген.