Рассчитайте отношение спектральных интенсивностей прошедшего сквозь палец света при двух...

Рассчитайте отношение спектральных интенсивностей прошедшего сквозь палец света при двух уровнях кровенаполнения на длине волны, характерной для поглощения глюкозой, если концентрации воды, гемоглобина и глюкозы в крови 850 г/л, 130 г/л и 4,1 ммоль/л соответственно. Удельные коэффициенты поглощения воды, гемоглобина и глюкозы на этой длине волны равны соответственно $9*10^{-4} л/(г*мм), 1,5*10^{-3} л/(г*мм)$ и 0,18 л/(моль*мм) .

Сделайте расчет для среднестатистической длины пути света в пальце 7 мм и разности между уровнями кровенаполнения 4,5%.

Рассчитайте отношение спектральных интенсивностей прошедшего сквозь палец света при двух уровнях кровенаполнения на длине волны, характерной для поглощения глюкозой, если концентрации воды, гемоглобина и глюкозы в крови 850 г/л, 130 г/л и 4,1 ммоль/л соответственно. Удельные коэффициенты поглощения воды, гемоглобина и глюкозы на этой длине волны равны соответственно $9*10^{-4} л/(г*мм), 1,5*10^{-3} л/(г*мм)$ и 0,18 л/(моль*мм) .

Сделайте расчет для среднестатистической длины пути света в пальце 8 мм и разности между уровнями кровенаполнения 3,6%.

Интенсивность красного света, прошедшего сквозь зеленый лист растения,

$I_П^{(K)}=I_0^{(K)} (1-R) | \alpha \exp (-k_{ПХ} C_П - K_{РПФ}^{(K)} d) + (1- \akpha) \exp (-K_{РФП}^{(K)} d)$

а интенсивность прошедшего инфракрасного света (в опорном канале)

$I_П^{(ИК)}=I_0^{(ИК)} (1-R) \exp (-K_{РПФ}^{(ИК)} d)$

Здесь $К_{РФП}^{(К)}$ и $К_{РФП}^{(ИК)}$ - фоновые коэффициенты ослабления света в красном и в инфракрасном интервалах спектра; $I_0^{(К)}$ и $I_0^{(ИК)}$ - интенсивности первичного пучка в этих интервалах; R - коэффициент отражения света от поверхности листка; $\alpha$ - доля поверхности листка, перекрываемая хлоропластами; $k_{ПХ}$ - удельный коэффициент поглощения света хлорофиллом; с_П - поверхностная концентрация хлорофилла; - толщина листка. Принимая, что $К_{РФП}^{(ИК)} \approx К_{РФП}^{(К)} , I_0^{(ИК)} = I_0^{(К)}$ и $k_{ПХ}= 0,75 см^2/мг$ :

Вычислите отношение спектральных интенсивностей красного и инфракрасного света, прошедших сквозь лист растения, если $\alpha= 0,95$ и концентрация хлорофилла 4 мг/см2

Интенсивность красного света, прошедшего сквозь зеленый лист растения,

$I_П^{(K)}=I_0^{(K)} (1-R) | \alpha \exp (-k_{ПХ} C_П - K_{РПФ}^{(K)} d) + (1- \akpha) \exp (-K_{РФП}^{(K)} d)$

а интенсивность прошедшего инфракрасного света (в опорном канале)

$I_П^{(ИК)}=I_0^{(ИК)} (1-R) \exp (-K_{РПФ}^{(ИК)} d)$

Здесь $К_{РФП}^{(К)}$ и $К_{РФП}^{(ИК)}$ - фоновые коэффициенты ослабления света в красном и в инфракрасном интервалах спектра; $I_0^{(К)}$ и $I_0^{(ИК)}$ - интенсивности первичного пучка в этих интервалах; R - коэффициент отражения света от поверхности листка; $\alpha$ - доля поверхности листка, перекрываемая хлоропластами; $k_{ПХ}$ - удельный коэффициент поглощения света хлорофиллом; с_П - поверхностная концентрация хлорофилла; - толщина листка. Принимая, что $К_{РФП}^{(ИК)} \approx К_{РФП}^{(К)} , I_0^{(ИК)} = I_0^{(К)}$ и $k_{ПХ}= 0,75 см^2/мг$ :

Вычислите отношение спектральных интенсивностей красного и инфракрасного света, прошедших сквозь лист растения, если концентрация хлорофилла в нём составляет 4 мг/см2 и $\alpha = 0,9$ .

Интенсивность красного света, прошедшего сквозь пластинки с хлоропластами,

$I_x=I_0 (1-R)\alpha \exp (-k_{ПХ}C_П-K_{РПФ} d)$

а интенсивность света, прошедшего сквозь сосудистую сеть листка,

$I_c=I_0(1-R)(1-\alpha) \exp(-K_{РПФ}d)$

Здесь I_0 - интенсивность первичного пучка красного света; - коэффициент отражения света от поверхности листка; $\alpha$ - доля поверхности листка, перекрываемая хлоропластами; $К_{РФП}$ - коэффициент ослабления света из-за рассеяния и фонового поглощения всеми другими компонентами ткани листка, кроме хлорофилла; $k_{ПХ}$ - удельный коэффициент поглощения света хлорофиллом; с_П - поверхностная концентрация хлорофилла; - толщина листка. Принять, что $\alpha = 0,9$ и $k_{ПХ}= 0,75 см^2/мг$ .

Вычислите отношение интенсивностей красного света, прошедшего сквозь сосудистую сеть листка и сквозь пластинки с хлоропластами, если концентрация хлорофилла в них составляет 6 мг/см2.

Интенсивность красного света, прошедшего сквозь пластинки с хлоропластами,

$I_x=I_0 (1-R)\alpha \exp (-k_{ПХ}C_П-K_{РПФ} d)$

а интенсивность света, прошедшего сквозь сосудистую сеть листка,

$I_c=I_0(1-R)(1-\alpha) \exp(-K_{РПФ}d)$

Здесь I_0 - интенсивность первичного пучка красного света; - коэффициент отражения света от поверхности листка; $\alpha$ - доля поверхности листка, перекрываемая хлоропластами; $К_{РФП}$ - коэффициент ослабления света из-за рассеяния и фонового поглощения всеми другими компонентами ткани листка, кроме хлорофилла; $k_{ПХ}$ - удельный коэффициент поглощения света хлорофиллом; с_П - поверхностная концентрация хлорофилла; - толщина листка. Принять, что $\alpha = 0,9$ и $k_{ПХ}= 0,75 см^2/мг$ .

Вычислите отношение интенсивностей красного света, прошедшего сквозь сосудистую сеть листка и сквозь пластинки с хлоропластами, если концентрация хлорофилла в них составляет 1,5 мг/см2.

Интенсивность красного света, прошедшего сквозь пластинки с хлоропластами,

$I_x=I_0 (1-R)\alpha \exp (-k_{ПХ}C_П-K_{РПФ} d)$

а интенсивность света, прошедшего сквозь сосудистую сеть листка,

$I_c=I_0(1-R)(1-\alpha) \exp(-K_{РПФ}d)$

Здесь I_0 - интенсивность первичного пучка красного света; - коэффициент отражения света от поверхности листка; $\alpha$ - доля поверхности листка, перекрываемая хлоропластами; $К_{РФП}$ - коэффициент ослабления света из-за рассеяния и фонового поглощения всеми другими компонентами ткани листка, кроме хлорофилла; $k_{ПХ}$ - удельный коэффициент поглощения света хлорофиллом; с_П - поверхностная концентрация хлорофилла; - толщина листка. Принять, что $\alpha = 0,9$ и $k_{ПХ}= 0,75 см^2/мг$ .

Вычислите отношение интенсивностей красного света, прошедшего сквозь сосудистую сеть листка и сквозь пластинки с хлоропластами, если концентрация хлорофилла в них составляет 3 мг/см2.

Интенсивность красного света, прошедшего сквозь зеленый лист растения,

$I_П^{(K)}=I_0^{(K)} (1-R) | \alpha \exp (-k_{ПХ} C_П - K_{РПФ}^{(K)} d) + (1- \akpha) \exp (-K_{РФП}^{(K)} d)$

а интенсивность прошедшего инфракрасного света (в опорном канале)

$I_П^{(ИК)}=I_0^{(ИК)} (1-R) \exp (-K_{РПФ}^{(ИК)} d)$

Здесь $К_{РФП}^{(К)}$ и $К_{РФП}^{(ИК)}$ - фоновые коэффициенты ослабления света в красном и в инфракрасном интервалах спектра; $I_0^{(К)}$ и $I_0^{(ИК)}$ - интенсивности первичного пучка в этих интервалах; R - коэффициент отражения света от поверхности листка; $\alpha$ - доля поверхности листка, перекрываемая хлоропластами; $k_{ПХ}$ - удельный коэффициент поглощения света хлорофиллом; с_П - поверхностная концентрация хлорофилла; - толщина листка. Принимая, что $К_{РФП}^{(ИК)} \approx К_{РФП}^{(К)} , I_0^{(ИК)} = I_0^{(К)}$ и $k_{ПХ}= 0,75 см^2/мг$ :

Вычислите концентрацию хлорофилла в листке растения, если соотношение спектральных интенсивностей красного и инфракрасного света, прошедших сквозь лист растения, составляет 1:9 и $\alpha= 0,9$ .

Напомним, что выражение для вычисления концентрации гемоглобина в исследуемой ткани можно представить в виде

$C_{Hb}=\a \ln (I_0 / I_И)-b$

При калибровке гемоглобиномера были найдены следующие константы прибора: a = 1,77 г/л и b = 1,13 г/л.

Рассчитайте, при какой концентрации гемоглобина соотношение спектральных интенсивностей света в опорном и измерительном каналах I_О / I_И = 30 .

В кювету толщиной 5 мм залит раствор с красителем. Молярный коэффициент поглощения красителя для света в измерительном канале $k_{mol.1} = 5 л/(моль*мм)$ , для света в опорном канале $k_{mol.2} = 0,1 л/(моль*мм)$ . Коэффициент пропускания кюветы без раствора в обоих каналах Т_0 = 0,94 . Интенсивности света на входе в кювету в измерительном канале $I_{0.1} = 250$ отн. ед., в опорном канале - $I_{0.2} = 100$ отн. ед. В раствор попала капелька черной туши, которая, растворившись, создала фон поглощения, одинаковый для обоих каналов.

Найдите соотношение интенсивностей света на выходе измерительного и опорного каналов при концентрации красителя с = 0,17 моль/л и фоновом поглощении $К_{ФП} = 0,45 мм^{-1}$ .

Интеллектуальные сенсоры