Radiatii

Dr. Sonia Herman

RADIARADIAIIIIMasterat

Inginerie medical i clinic

2010/2011 Radiaii 2

SemnaleSemnale Definiie.

Evoluia n timp a unei mrimi (fizice sau de alt natur).Mrimi/parametri.

Uniti de msur.SI.

Radiaie.Transmiterea n spaiu a unui semnal.Und.

2010/2011 Radiaii 3

ClasificareClasificare

Natur. Fizice (electrice, mecanice etc.).Chimice etc.

Continue (analogice)/discrete.Numerice.

Periodice/neperiodice.

2010/2011 Radiaii 4

ClasificareClasificare Continue analogice.

Periodice/neperiodice. Forma de und. nfurtoarea (anvelopa).

Discrete numerice. Impulsuri speciale.

Dirac Treapt.

t

Treapt

t t t

01

2010/2011 Radiaii 5

Parametri Parametri semnale semnale periodiceperiodice Sinusoidale (armonice): y = A sin (t0

Impulsuri.

Alte forme.Armonice, frecvene diferite.

T

u

A

t

u

t

A

T

t2 t1T

uA

t

uA

tt2 t1

T

2010/2011 Radiaii 6

Parametri Parametri semnale semnale periodiceperiodice

Parametri.Amplitudine (A V).Valoare instantanee (elongaie, y V). Perioad (T s). Frecven (f = 1/T Hz). Pulsaie ( = 2f). Faz t+ radDurata impulsurilor (t1 s). Intervalul dintre impulsuri (t2 s). Factor de umplere (t1/T).

t2t1T

uA

t

uA

tt2 t1

T

t 0

A y

T

u

A

t

u

t

A

T

yt1

2010/2011 Radiaii 7

PerturbaPerturbaiiii Definiie. Raportul semnal/zgomot (RSZ). Surse de zgomot.

Externe.Semnale de nalt frecven & de mare putere.

Interne.Zgomotul termic:

Parametri. Spectru.

Continuu.Lrgimea de band.

Putere medie. Afecteaz orice semnale.

Semnalele numerice mai rezistente.

2e 4kTRB.

2010/2011 Radiaii 8

Clasificarea radiaClasificarea radiaiiloriilor Natura radiaiilor.

Radiaii electromagnetice (EM) unde transversale. Fluxuri de particule: electroni, protoni, neutroni etc. Unde elastice (ultrasunete) unde longitudinale.

x

p

x

2010/2011 Radiaii 9

Clasificarea radiaClasificarea radiaiiloriilor Efectele radiaiilor

Ionizante.Neionizante.

2010/2011 Radiaii 10

Definiie.

Parametri.Temporali.

y = A sin (t + ). = 1/T.

Spaiali. = cT = c/

Comportarea ondulatorie. Comportarea corpuscular.

Fotoni.

A

y

Tt

z

y

x

B

E

RadiaRadiaii electromagneticeii electromagnetice

E B.

2010/2011 Radiaii 11

RadiaRadiaii electromagneticeii electromagnetice Domenii

10 10 10 10 10 10 10 18 14 10 6 2 2 4 (m)

10 10 10 10 10 10 (Hz) 2 6 22 18 14 610

10 10 10 10 10 10 1011 5 9 9 3 7 (eV)

VizibilIRUVX & Micro

undeUnde radio

RMNRESRotaii& vibraiimoleculare

Tranziiielectronice & nucleare

2010/2011 Radiaii 12

CCoommppoorrttaarreeaa oonndduullaattoorriiee Principiul lui Huygens. Polarizarea unde transversale.

Substane optic active.

Coerena.

Lumina natural: nepolarizat i necoerent.

Nepolarizat Parialpolarizat

Total polarizat

S

SS

Frontde und

Undesecundare

2010/2011 Radiaii 13

Interferena.

**

PS1S2

r1 r2 O

A0 A0

A = 2A0I = 4I0 I = 0

= 2k = (2k +1) = k = (2k + 1) 2

ComportareaComportarea ondulatorieondulatorie

2010/2011 Radiaii 14

Difracia.

Reea de difracie.Cristalografie.

Legea lui Bragg & Bragg. 2d sin = n.

Liofilizare.Metoda pulberilor rotitoare.

0,621r .n sin

d

Proba

Film

Fascicul X

Comportarea ondulatorieComportarea ondulatorie

Mioglobina

2010/2011 Radiaii 15


Cmp deprtat (CD) Fraunhofer. Cmp apropiat (CA) Fresnel (l

2010/2011 Radiaii 16

Difuzia (mprtierea).d /20 Rayleigh.

Ed ~ E2; N2; f4 albastru.d rou.Efectul Tyndall (n).

z

y

x

Ed

E


2010/2011 Radiaii 17

Efectul Doppler.

f0 = 1/T0; t1 = x/C; t2 = x/C + vT0/C + T0.T = t2 t1 = T0(1 + v/C); f = 1/T = 1/(T0(1 + v/C)).f = f0 f = f0 (v/C)/(1 + v/C).f/f0 = (f0 f)/f0 = (v/C)/(1 + v/C). v

2010/2011 Radiaii 18

Fotoni. = h.

h = 6,6261034 Js; constanta lui Plank. 1 eV = 1,61019 J.

1 eV = 1,24103/ (nm). 1 J = 6,241018 eV. = 555 nm = 2,23 eV = 357,8 1021 J.

1 lm 41015 fotoni/s. Repartizai neuniform pe suprafa.

= 100 nm = 12,4 eV.

ComportareaComportarea corpuscularcorpuscular

2010/2011 Radiaii 19

Fluxuri de particuleFluxuri de particule Energia cinetic. Unda asociat.

= h/mv. Echivalena mas-energie.

= mc2.me = 9,11031 kg; e = 511 keV. e e+ anihilare/materializare.

h= 511 keV

ee+ h = 511 keV

ee+

h 2 511 keV = 1,022 MeV

2010/2011 Radiaii 20

Unde elasticeUnde elastice Unde longitudinale.

n medii solide forfecare unde transversale (ex. cutremure).

Clasificare.Sunete 16 20.000 Hz.Infrasunete.Ultrasunete.

2010/2011 Radiaii 21

InteracInteraciunea cu substaniunea cu substanaa Principalele fenomene.

Reflexie. (i = rf).

Refracie.n1 sin i = n2 sin rr.

Absorbie.Benzi de absorbie.

Difuzie.Transmisie.

I0 rr

rf

D T x

A I

i

n1 n2

2010/2011 Radiaii 22

Cedarea de energieCedarea de energie Legea de atenuare.

I = I0 e x; [I] = W/m2 (W/cm2).

Energia cedat.W(J/m2) = I(W/m2)t(s).

Adncimea de ptrundere. Efecte.

Termice, chimice, mecanice, optice, biologice etc.Natura radiaiei.Energia radiaiei.

1

x

1/e

I/I0

1/

xx

0 00

W t I e dx I xt.

2010/2011 Radiaii 23

AplicaAplicaii medicaleii medicale Domenii.

Cercetare. Investigaii diagnostic.Terapie.

Interaciunea cu materialul biologic.Natura radiaiilor.Energia radiaiilor.

2010/2011 Radiaii 24

Cedarea unei cantiti de energie esutului. Cum e produs energia? Cum e transportat de la surs la esut? Care sunt mecanismele de interaciune cu

esutul iradiat? Cum interacioneaz cu esutul

nconjurtor ?

ProblemeProbleme

Radiatii

Documents

Transcript of Radiatii