Рассеяние света биотканями и другими дисперсными системами с различной степенью пространственной упорядоченности

• Автор: Максимова, Ирина Леонидовна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 395 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
1 ВВЕДЕНИЕ
2 Моделирование пространственно-организованных систем с различной структурой
2.1 Статистическое описание систем дискретных рассеивателей со случайным пространственным расположением
2.1.1 Приближение твердых сфер
2.1.2 Приближение твердых дисков
2.1.3 Моделирование методом Монте Карло случайных реализаций моно и полидисперсных систем
2.2 Модели биотканей
2.2.1 Непрерывные и дискретные модели биотканей
2.2.2 Форма и размеры частиц в дискретных моделях биотканей .
2.2.3 Оптические постоянные биоткани, гетерогенность и оптическая мягкость
2.2.4 Анизотропия и оптическая активность биотканей
2.2.5 Эффекты пространственной упорядоченности
2.2.6 Оптические ткани глаза
2.3 Модели дисперсных систем с дальним порядком
2.4 Фрактальные структуры
2.5 Выводы
3 Распространение излучения в дисперсных системах в приближении однократного рассеяния

3.1 Рассеяние плоской волны на изолированной частице
3.2 Рассеяние света системами частиц
3.2.1 Угловые характеристики рассеяния излучения
3.2.2 Поляризационные характеристики светорассеяния систем сферических частиц
3.2.3 Спектры пропускания
3.2.4 Влияние упорядоченности на спектры рассеяния в различных направлениях
3.3 Прямое суммирование амплитуд рассеяния системы частиц
3.3.1 Пространственное распределение интенсивности рассеяния .
3.3.2 Рассеяние в системах с локальными нарушениями статистической однородности пространственного расположения
3.3.3 Рассеяние в полидисперсных системах мягких частиц
3.4 Однократное рассеяние в строго упорядоченных структурах
3.5 Двойное лучепреломление и дихроизм формы в дисперсных системах
3.6 Выводы
Многократное рассеяние света в системах сферических частиц
4.1 Строгое решение задачи многократного рассеяния на системе сферических частиц
4.1.1 Поле, рассеянное отдельной частицей системы
4.1.2 Поле, рассеянное системой частиц
4.2 Амплитудная матрица рассеяния
4.3 Переход к пределу однократного рассеяния
4.4 Приближение двукратного рассеяния
4.5 Приближение среднего поля для системы сферических частиц
4.6 Результаты расчета индикатрис элементов MPC агрегатов сферических частиц
4.6.1 Усреднение по ориентациям агрегатов сферических частиц .
4.6.2 Усреднение MPC по пространственным реализациям
4.7 Сечения рассеяния и экстинкции
4.7.1 Сечение экстинкции усредненного по ориентациям агрегата
сферических частиц
4.7.2 Сечение экстинкции в приближении среднего поля
4.8 Эффективный показатель преломления рассеивающей среды
4.8.1 Квазикристаллическое приближение
4.8.2 Эффективный показатель преломления дисперсной среды,
образованной малыми частицами
4.9 Выводы
5 Многократное рассеяние излучения на системе цилиндрических частиц
5.1 Строгое решение задачи многократного рассеяния плоской волны
на системе бесконечных круглых цилиндров
5.1.1 Решение задачи рассеяния для одного цилиндра системы
5.1.2 Поле рассеяния системы цилиндров
5.2 Результаты расчета угловой зависимости интенсивности рассеяния для различных систем из конечного числа цилиндрических рассеивателей
5.3 Моделирование пика рассеяния в направлении строго назад
5.4 Диаграмма направленности слоя периодически расположенных цилиндров
5.5 Спектральные характеристики упорядоченных 2D структур

дорослей. Бактерии обычно имеют размеры порядка нескольких микрон. Форменные элементы крови - эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Нормальный эритроцит в плазме имеет форму двояковогнутого диска диаметром 7.1-9.2 мкм, толщиной в центре в центре 0.9-1.2 мкм и по краю 1.7-2.4 мкм. Обычно имеется примерно 5б эритроцитов в 1 тот3. Эритроциты составляют примерно 40% всего объема крови. Объемная доля эритроцитов в крови называется гематокри-том Н. В нормальной крови Н = 0.4. Остальные 60% объема крови составляет практически прозрачный водный раствор солей, называемый плазмой. Лейкоциты имеют форму сфер диаметрами 8-22 мкм [36], а тромбоциты тонких дисков диаметрами 2-4 мкм. Многие другие клетки человеческого организма имеют размеры около 5-20 мкм. Если взять длину волны видимого излучения Л = 500 нм, то получаем, что параметр размера х = 2тгг/Х человеческих клеток находится в диапазоне 30 < х < 130.
Слои нервных волокон сетчатки образованы пучками немиелинизированных аксонов, проходящих поперек поверхности сетчатки. Цилиндрические органел-лы слоев волокон ретинальных нервов (мембраны аксонов, гшсго1иЬи1ез, ней-рофиламенты и митохондрии [161]) согласно тому, как они выглядят на электронных микрофотографиях, моделируются массивом параллельных цилиндров [283]. Мембраны аксонов, подобно клеточным мембранам, являются тонкими (6-10 нм) липидными бислоями, образующими цилиндрические структуры, в которых заключена цитоплазма аксонов. М1сго1иЬи1ез аксонов представляют собой длинные тубулярные полимеры протеина тубулена с внешним диаметром ~ 25 нм, внутренним диаметром ^ 15 нм и длиной 10-25 мкм. Нейрофиламенты являются устойчивыми полимерами диаметром (а 10 нм. Митохондрии являются эллипсоидальными органеллами, содержащими плотноупакованные мембраны липидов и протеины. Они имеют толщину 0.1-0.2 мкм и длину 1-2 мкм.
Распределение по размерам рассеивающих частиц в биологических объектах может быть как практически монодисперсным, например в оптических тканях