Фотохімічні процеси у сітківці окаполягають у тому, що у зовнішніх члениках паличок зоровий пурпур (родопсин) руйнується під впливом світла і відновлюється у темряві. Останнім часом вивченням ролі зорового пурпуру у процесі дії світла на око дуже широко займаються Rush ton (1967) та Weale (1962).
Сконструйовані ними прилади дозволяють виміряти товщину шару родопсину, що розпався під впливом світла в сітківці живого людського ока. Результати проведених досліджень дозволили авторам зробити висновок про те, що між зміною світлової чутливості і кількістю зорового пурпуру, що розпався, пряма залежність відсутня.
Це може вказувати на складніші процеси, що відбуваються в сітківці при дії на неї видимої радіації або, як нам здається, на недосконалість методичного прийому (застосування атропіну, використання штучної зіниці тощо).
Дія світла не пояснюється лише фотохімічної реакцією. Прийнято вважати, що при попаданні світла на сітківку в зоровому нерві з'являються струми дії, які фіксуються вищими центрами кори мозку.
Під час реєстрації у часі струмів дії виходить ретинограма. Як показує аналіз електроретинограми, вона характеризується початковим прихованим періодом (час з моменту впливу світлового потоку до появи перших імпульсів), максимумом (зростання числа імпульсів) та плавним зниженням з попереднім невеликим збільшенням (прихований період кінцевого ефекту).
Так, при одній і тій же яскравості подразника частота імпульсів залежить від характеру попередньої адаптації ока, якщо око було адаптоване до світла, то воно знижується, а якщо адаптоване до темряви — підвищується.
Крім реакції світ, зоровий аналізатор здійснює певну зорову роботу. Однак, ймовірно, механізми, що беруть участь у процесі сприйняття світла, та деталі об'єкта при виконанні зорової роботи будуть не зовсім ідентичні.
Якщо коливання рівня світлового потоку аналізатор відповідає збільшенням чи зменшенням площі рецептивних полів сітківки, то ускладнення об'єкта сприйняття — зміною оптичної системи ока (конвергенція, акомодація, папилломоторная реакція тощо. буд.).
Видима радіація впливає різноманітні функції зорового аналізатора:на світлову чутливість та адаптацію, контрастну чутливість та гостроту зору, стійкість ясного бачення та швидкість розрізнення тощо.
«Клініка захворювань, фізіологія та гігієна у підлітковому віці», Г.Н.Сердюковська
М'язи зіниці, отримавши сигнал Д, перестають реагувати на сигнал Р, про що і повідомляють сигналом Е. З цього моменту зіниця бере посильну участь у посиленні чіткості зображення предмета на сітківці, основна роль у цьому процесі належить кришталику. У свою чергу, «центр регуляції сили подразника сітківки», отримавши сигнал Е, передає інформацію до інших центрів, в…
Прогресування міопії Е. С. Аветісов розглядає як наслідок «перерегулювання», коли «доцільний» процес пристосування ока з ослабленою акомодаційною здатністю до роботи на близькій відстані перетворюється на свою протилежність. Зі сказаного вище стає зрозумілим, яке важливе значення для працездатності ока має достатнє раціональне освітлення. Особливого значення воно набуває для підлітків, які поєднують роботу з навчанням. Проте в даний час…
Сила світла та освітленість поверхні пов'язані наступною рівністю: I=EH2; E=I/H2; E = I * cos a/H2. де Е - освітленість поверхні в люксах; Н - висота установки світильника над освітлюваною поверхнею в метрах; I - сила світла у свічках; а — кут між напрямом сили світла та віссю світильника. Яскравість (В) — сила світла, що відбивається від поверхні у напрямку.
Штучне висвітлення В основу нормування приймаються такі характеристики, що визначають ступінь напруги зорової роботи. Точність зорової роботи, що характеризується найменшим розміром деталі, що розглядається. Під терміном «деталь» в нормах мається на увазі не оброблюваний виріб, а «об'єкт», який доводиться розглядати в процесі роботи, наприклад нитка тканини, подряпини на поверхні виробу і т.д. Ступінь світлоти фону, на якому розглядається об'єкт.
Зниження освітленості на один ступінь допускається для виробничих приміщень із короткочасним перебуванням людей, а також у приміщеннях, де є обладнання, яке не потребує постійного обслуговування. При влаштуванні комбінованого освітлення на робочій поверхні освітленість від світильників загального освітлення повинна становити не менше 10% норм комбінованого освітлення, але для підлітків, очевидно, вона повинна бути не менше 300 лк.
З давніх-давен відомо явище люмінесценції - речовина поглинає світло деякої частоти, а сама створює розсіяне п (одержання іншої частоти. Ще в XIX ст. Стокс встановив правило - частота розсіяного світла менше частоти поглиненого (ν погл > ν рас); явище виникає лише при досить великий частоті падаючого світла.
У ряді випадків люмінесценція відбувається практично безінерційно - виникає відразу і припиняється через 10 -7 -10 -8 після припинення освітлення. Цей окремий випадок люмінесценції іноді називають флюоресценцією.Але ряд речовин (фосфор та інші) мають тривале післясвічення, що триває (поступово слабшаючи) хвилини і навіть годинник. Цей вид люмінесценції отримав назву фосфоресценції.При нагріванні тіло втрачає здатність фосфоресці, але зберігає здатність люмінесцувати.
Помножуючи обидві частини нерівності, що виражає правило Стокса, на постійну Планку, отримуємо:
Отже, енергія фотона, поглиненого атомом, більша за енергію випромінюваного ним фотона; в такий спосіб, і тут проявляється фотонний характер процесів поглинання світла.
Відхилення від правила Стокса ми розглянемо пізніше (§ 10.6).
У явищах фотохімії - хімічних реакціях під впливом світла - також вдалося встановити існування найменшої частоти, яка потрібна на виникнення реакції. Це цілком зрозуміло з фотонної точки зору: для реакції молекула повинна отримати достатню додаткову енергію. Часто явище маскується додатковими ефектами. Так, відомо, що суміш водню Н 2 з хлором Сl 2 у темряві існує тривалий час. Але навіть за слабкого освітлення світлом досить високої частоти суміш дуже швидко вибухає.
Причина полягає у виникненні вторинних реакцій. Молекула водню, поглинувши фотон, може дисоціювати (основна реакція):
H 2 +hν -> Н+Н.
Так як атомарний водень набагато активніший, ніж молекулярний, то після цього виникає вторинна реакція з виділенням тепла:
Н+Сl 2 =НСl+Сl.
Таким чином, звільняються атоми Н та Сl. Вони взаємодіють з молекулами С1 2 і Н 2 і реакція наростає дуже бурхливо, будучи одного разу збуджена поглинанням невеликої кількості фотонів.
Серед різних фотохімічних реакцій заслуговують на увагу реакції, що мають місце при процесі фотографування. Фотоапарат створює дійсне (зазвичай зменшене) зображення на шарі фотографічної емульсії, що містить срібний бромід, здатний до фотохімічних реакцій. Число молекул, що прореагували, приблизно пропорційно інтенсивності світла і часу його дії (тривалості витримки при фотографуванні). Однак це число відносно мало; «приховане зображення», що вийшло, піддають процесу прояву, коли під дією відповідних хімічних реактивів відбувається додаткове виділення броміду срібла у центрів, що зародилися при фотохімічній реакції. Потім слідує процес фіксування (закріплення) зображення: непрореагував світлочутливий бромід срібла перекладається в розчин і на фотошарі залишається металеве срібло, що визначає прозорість окремих ділянок отриманого негативного Зображення (що більше світла поглинено, тим темніша відповідна ділянка). Висвітлюючи потім фотопапір (або фотоплівку) через негатив, одержують на папері (після його прояву та фіксування) розподіл освітленості, відповідний об'єкту, що знімається (звісно, якщо дотримано належних умов зйомки та обробки фотоматеріалу). При кольоровій фотографії плівка містить три шари, чутливі до трьох різних ділянок спектру.
Ці шари служать один одному світлофільтрами, і засвітлення кожного, їх визначається лише певним ділянкою спектра. Будучи набагато складнішим, ніж чорно-білий фотопроцес, процес кольорового фотографування в принципі від першого не відрізняється і є типовим фотонним процесом.
«Методична розробка розділу програми» - Відповідність освітніх технологій та методів поставленим цілям та змісту програми. Соціально-педагогічна значущість результатів застосування методичної розробки, що презентуються. Діагностичність запланованих освітніх результатів. - Пізнавальна - перетворююча - загальнонавчальна - самоорганізуюча.
"Модульна освітня програма" - Вимоги до розробки модуля. У німецьких університетах навчальний модуль складається із дисциплін трьох рівнів. Структура модуль. Навчальні курси другого рівня входять у модуль інших підставах. Зміст за окремим складовим компонентом узгоджується зі змістом інших складових компонентів модуля.
«Організація навчального процесу у школі» - Не зрозумієш. З-з-з! (Звук і погляд направляти по тексту). Додаток. Комплекс профілактичних вправ для верхніх дихальних шляхів. БІГИ НА НОШЕЧКАХ Мета: розвиток слухової уваги, координації та почуття ритму. Й-а-а! Завдання фізкультхвилин. Критерії оцінки здоров'язберігаючої складової в роботі вчителя.
Літній відпочинок - Музична релаксація, оздоровчий чай. Проведення моніторингу нормативно-правової бази суб'єктів літньої оздоровчої кампанії. Розділ 2. Робота з кадрами. Продовження вивчення танцю та практичні заняття. Розробка рекомендацій за підсумками минулих етапів. Очікувані результати. Етапи виконання програми.
"Школа соціального успіху" - Нова формула стандартів - вимоги: Початкової освіти. Тр – до результатів освоєння основних освітніх програм. Організаційний розділ. Попова Є.І. Введення ФГОС НГО. Предметні результати. Цільовий розділ. 2. Основна Освітня Програма. 5. Матеріали методичної наради.
«КСЄ» – основні поняття системного підходу. Концепція сучасного природознавства (КСЕ). Наука як критичне пізнання. - ціле - частина - система - структура - елемент - безліч - зв'язок - ставлення - рівень. Концепція концепції. Гуманітарні науки Соціологія Лінгвістика Етика Естетика. Фізика Хімія Геологія Географія.
Всього у темі 32 презентації
розділ хімії, в якому вивчаються хімічні реакції , що відбуваються під впливом світла. Ф. тісно пов'язана з оптикою і оптичними випромінюваннями. Перші фотохімічні закономірності було встановлено 19 в. (Див. Гротгуса закон, Бунзена - Роско закон) . Як самостійна галузь науки Ф. оформилася в 1-й третині 20 ст., після відкриття Ейнштейна закону , речовини, що стала основною в Ф. Молекула, при поглинанні кванта світла переходить з основного в збуджений стан, в якому вона і вступає в хімічну реакцію. Продукти цієї первинної реакції (власне фотохімічної) часто беруть участь у різних вторинних реакціях (т. зв. темнові реакції), що призводять до утворення кінцевих продуктів. З цієї точки зору Ф. можна визначити як хімію збуджених молекул, що утворилися під час поглинання квантів світла. Часто більш менш значна частина збуджених молекул не вступає у фотохімічну реакцію, а повертається в основний стан в результаті різного роду фотофізичних процесів дезактивації. У ряді випадків ці процеси можуть супроводжуватися випромінюванням кванта світла (флуоресценція або фосфоресценція). Відношення числа молекул, що вступили у фотохімічну реакцію, до поглинених квантів світла називаються квантовим виходом фотохімічної реакції. Квантовий вихід первинної реакції може бути більше одиниці; зазвичай ця величина значно менше одиниці через ефективну дезактивацію. Внаслідок темнових реакцій загальний квантовий вихід може бути значно більше одиниці.
Найбільш типова фотохімічна реакція у газовій фазі – дисоціація молекул з утворенням атомів та радикалів. Так, при дії короткохвильового ультрафіолетового (УФ) випромінювання, якому піддається, наприклад, кисень, що утворюються збуджені молекули O 2 * дисоціюють на атоми:
O 2 + hν O*2 , O*2 → O+O.
Ці атоми вступають у вторинну реакцію з O 2 утворюючи озон: O + O 2 → O 3 .
Такі процеси відбуваються, наприклад, у верхніх шарах атмосфери під впливом випромінювання Сонця (див. Озон у атмосфері).
При освітленні суміші хлору з насиченими вуглеводнями (RH, де R – алкіл) відбувається хлорування останніх. Первинна реакція - дисоціація молекули хлору на атоми, за нею слідує ланцюгова реакція утворення хлор вуглеводнів:
Cl 2 + hν →
Cl + RH → HCl + R
R + Cl 2 → RCl + Cl тощо.
Загальний квантовий вихід цієї ланцюгової реакції значно більше одиниці.
При освітленні ртутною лампою суміші парів ртуті з воднем світло поглинається лише атомами ртуті. Останні, переходячи у збуджений стан, викликають дисоціацію молекул водню:
Hg + H 2 → Hg + H + H.
Це приклад сенсибілізованої фотохімічної реакції. Під дією кванта світла, що має досить високу енергію, молекули перетворюються на іони. Цей процес, який називають фотоіонізацією, зручно спостерігати за допомогою мас-спектрометра.
Найпростіший фотохімічний процес у рідкій фазі – перенесення електрона, т. е. викликана світлом окислювально-відновна реакція. Наприклад, при дії УФ світла на водний розчин, що містить іони Fe 2 + , Cr 2 + , V 2 + та ін, електрон переходить від збудженого іона до молекули води, наприклад:
(Fe 2 +) * + H 2 O → Fe 3 + + OH - + Н +.
Побічні реакції призводять до утворення молекули водню. Перенесення електрона, який може відбуватися при поглинанні видимого світла, характерний для багатьох барвників. Фотоперенесення електрона за участю молекули хлорофілу є первинним актом Фотосинтезу – складного фотобіологічного процесу, що відбувається в зеленому листі під дією сонячного світла.
У рідкій фазі молекули органічних сполук з кратними зв'язками та ароматичними кільцями можуть брати участь у різноманітних темнових реакціях. Крім розриву зв'язків, що призводить до утворення радикалів та бірадикалів (наприклад, карбенів) , а також гетеролітичних реакцій заміщення, відомі численні фотохімічні процеси ізомеризації. , перегрупувань, утворення циклів та ін. Існують органічні сполуки, які під дією УФ світла ізомеризуються і набувають забарвлення, а при освітленні видимим світлом знову перетворюються на вихідні безбарвні сполуки. Це явище, що отримало назву фотохромії, – окремий випадок оборотних фотохімічних перетворень.
Завдання вивчення механізму фотохімічних реакцій дуже складне. Поглинання кванта світла та утворення збудженої молекули відбуваються за час порядку 10 - 15 сек.Для органічних молекул з кратними зв'язками та ароматичними кільцями, що представляють Ф. найбільший інтерес, існують два типи збуджених станів, які відрізняються величиною сумарного спина молекули. Останній може дорівнювати нулю (в основному стані) або одиниці. Ці стани називаються відповідно синглетними та триплетними. У синглетний збуджений стан молекула переходить безпосередньо при поглинанні кванта світла. Перехід із синглетного в триплетний стан відбувається внаслідок фотофізичного процесу. Час життя молекули у збудженому синглетному стані становить Фотохімія 10 -8 сік;у триплетному стані - від 10 -5 -10 -4 сік(рідкі середовища) до 20 сік(жорсткі середовища, наприклад тверді полімери). Тому багато органічних молекул вступають у хімічні реакції саме в триплетном стані. З цієї причини концентрація молекул у цьому стані може стати настільки значною, що молекули починають поглинати світло, переходячи у високозбуджений стан, в якому вони вступають у т.з. двоквантові реакції. Збуджена молекула А* часто утворює комплекс із незбудженою молекулою А або з молекулою В. Такі комплекси, що існують лише у збудженому стані, називаються відповідно ексимерами (AA)* або ексиплексами (AB)*. Ексиплекси часто є попередниками первинної хімічної реакції. Первинні продукти фотохімічної реакції – радикали, іони, іон-радикали та електрони – швидко вступають у подальші темнові реакції за час, що не перевищує зазвичай 10 -3 сек.
Один із найбільш ефективних методів дослідження механізму фотохімічних реакцій – імпульсний фотоліз. , сутність якого полягає у створенні високої концентрації збуджених молекул шляхом освітлення реакційної суміші короткочасним, але потужним спалахом світла. Виникають при цьому короткоживучі частинки (точніше – збуджені стани та названі вище первинні продукти фотохімічної реакції) виявляються по поглинанню ними «зондуючого» променя. Це поглинання та його зміна у часі реєструється за допомогою фотопомножувача та осцилографа. Таким методом можна визначити як спектр поглинання проміжної частки (і тим самим ідентифікувати цю частинку), так і кінетику її утворення та зникнення. При цьому застосовуються лазерні імпульси тривалістю 10 -8 сікі навіть 10 -11 -10 -12 сік,що дозволяє досліджувати ранні стадії фотохімічного процесу.
Область практичного застосування Ф. велика. Розробляються способи хімічного синтезу на основі фотохімічних реакцій (див. Фотохімічний реактор, Сонячна фотосинтетична установка) . Знайшли застосування, зокрема для запису інформації, фотохромні сполуки. Із застосуванням фотохімічних процесів отримують рельєфні зображення для мікроелектроніки. , друковані форми для поліграфії (див. також Фотолітографія). Практичне значення має фотохімічне хлорування (переважно насичених вуглеводнів). Найважливіша сфера практичного застосування Ф. – Фотографія. Крім фотографічного процесу, заснованого на фотохімічному розкладанні галогенідів срібла (головним чином AgBr), все більшого значення набувають різні методи несрібної фотографії; наприклад, фотохімічне розкладання діаз'єднань лежить в основі діазотипії.
Літ.:Турро Н. Д., Молекулярна фотохімія, пров. з англ., М., 1967; Теренін А. Н., Фотоніка молекул барвників та споріднених органічних сполук, Л., 1967; Калверт Д. Д., Піттс Д. Н., Фотохімія, пров. з англ., М., 1968; Багдасар'ян Х. С., Двоквантова фотохімія, М., 1976.
- - ...
Енциклопедичний словник нанотехнологій
