BMO1 Flashcards
(23 cards)
Was ist sichtbares Licht?
- Bereich: etwa 400-700 nm (Länge um etwa 1µm)
Unterschied zwischen Gamma- und Röntgenstrahlen
- Gammastrahlen aus kernen
- Röntgen Brems und charakteristische Strahlung
Strahlungsfeldgrößen
- Energie Q
- (Strahlungs-)Leistung dQ/dt
- Raumwinkel
Raumwinkel
- in Steradiant
- voller Raumwinkel hat den Wert 4Pi
- 4 Pi strahlt in alle Richtungen (Kerze)
- kleiner Raumwinkel (zum Beispiel Laser)
- “Wie viel Fläche einer EInheitskugel wird abgedeckt)
Sterahlungsfeldgrößen Strahlerseitig
- Strahlstärke
- Strahlungsdichte
Strahlstärke I
- von der Abstrahlungsrichtung bzw deren Winkel zur Flächennormale abhängig
- dP/dRaumwinkel
Strahlungsdichte L
Quotient aus der Strahlstärke und der Projektion des Flächenelements auf die Normalebene zur Strahlrichtung
W/sr m^2
Strahlungsgrößen Empfängerseitig
- Bestrahlungsstärke E
- Bestrahlung
Bestrahlungsstärke
- E = P/A
- W/m^2
Bestrahlung
H = Bestrahlungsstärke x Zeit
H = Q/A
- J/cm^2
Photometrie - die subjektive Helligkeit von Licht
- Stäbchen (skotopisch) –> Nachtsehen
- Zapfen (photopisch) –> Tagsehen –> Maximum bei 550 nm (hier am meisten Licht von Sonne) –> Zapfen hierfür empfindlicher
Wechselwirkungen von Licht mit Gewebe
- Reflexion: direkt an der Oberfläche
- Streuung: wird nicht verschluckt –> wenn zufällig aus Gewebe raus –> Remission
- Absorption
- Transmission
Absorption
- anheben auf höheres Energieniveau (durch Anregung von Photon)
Was absorbiert im menschlichen Gewebe?
- Hämoglobin: blaues Licht raus –> daher bLut rot
- Melanin: daher Haut braun
- Wasser (70% des Gewebes): außerhalb des sichtbaren Bereichs (IR) 1000-1200 nm –> keine Farbe
- Protein (Aminosäuren): UV
- Nukelinsäuren DNA und RNA (geringer Massenanteil): UV
Optisches Fenster
- absorbiert wenig
- im sichtbaren und IR Bereich
- Absorptionskoeffizinet µ in 1/cm doppelt logarithmisch über Wellenlänge (logarthmisch) in µm aufgetragen
- wenn Koeffizinet um Faktor 10 höher –> Faktor 10 in e-Funtion –> große Unterschiede
Lambert-Beer
- I = Io e^-µ*x
- x: Schihtdicke
- µ: Absorptionskoeffizient –> wie stark ist exponentielle Abschwächung? (kann Wellenlängenabhängig sein)
- d: optische Eindringtiefe (1/µ) in cm
- in Tiefe d ist I auf 1/e abgefallen
Steuung: Unterschied Papier Spiegel
- Spiegel: Reflexion
- Papier: Streuung –> wirft auch 100% des Lichts zurück
- Streueffekt nicht nur in Transmission, sondern auch in Reflexion
Steuung in Reflexion - Strahlenoptisch
- Reflexion –> virtuelles Bild “hinter” Spiegel –< Strahlen kreuzen sich
- Papier: Streuung –> Papier ist rauer –> Strhalen kreuzen sich nicht
- Rauigkeit auf Skala > Wellenlänge (sonst Beugung) und < Auflösung des Auges reduziert die Möglichkeit der Abboldung
Streuung in Reflexion - Wellenoptisch
- Für abbildung müssen sich die Wellenfronten pahsenrichtig überlagern
- Gangunterschiede > Lamda –> Schlecht
Streuung in Transmission
- unterschiedlicher Brechungsindex erzeugt unterschiedliche Brechungswinkel an der Oberfläche
- Immersionöl auf Milchglas –> Streuung weg, da Brechungswinkelunterschied verringert
- licht auf rauer Oberfläche: auf “Bergen” optisch längerer Weg
Streuung im Gewebe
- Wasser: 1,33
- Fette/Lipide: 1,4
- Protein: 1,4
- Zellen
- Zell Organellen
- Extrazelluläres Gewebe, Kollagenfaser- und Fibrillen
Streuende Strukturen im Gewebe
- Streuung an makroskopischen Körpern ist das Gesamtresultat aus Brechung und Reflektion an Regionen mit versch. Brechindex –> MiE Streuung
- Auf molekularer Ebene entsteht Streuung durch elektromagnetische Anregung und Emission von Dipolen –> Rayleigh-Streuung
Raleigh-Streuung
- Moleküle und kleine Partikel
- E-Feld des Lichts reft Elektronen(Wolken) an –> senden ihrerseits Wellen aus –> Licht geht in kleinen Teilen in andere Richtungen
- R < 0,2* lambda
- polarisationsabhängig
- dennoch annähernd isotrop
- starke Wellenlängenabhängigkeit (kurzes Licht streut stärker –> Himmel blau, Sonnenuntergang rot) lambda^-4
- kleiner Streuquerschnitt R^6: 50nm Prtikel gegenüber 25 nm Partikel –> 2^6 geringere Streuintentsität pro PArtikel
