Добірка наукової літератури з теми "Світлова хвиля"

Шляхом аналізу руху каузальних і екстремальних поверхонь виконано аналіз швидкості вектора Пойнтінга і густини енергії електромагнітних хвиль, випромінених диполем Герца, збудженим імпульсом Гауса. Дослідження цих характеристик відкриває можливості визначення швидкості окремих частин імпульсів, наприклад, схилів, а не тільки каузальних поверхонь. Спираючись на відсутність передачі енергії через каузальну поверхню, сформульовано математично підтверджений погляд на звуження або розширення імпульсу, зміну його форми, співвідношення швидкості частин імпульсу зі швидкістю світла с. Показано, що електромагнітна хвиля диполя Герца рухається зі швидкістю світла с лише на великих відстанях від джерела випромінювання, наближаючись до с асимптотично. Це дослідження дає право говорити, що «швидкість світла с — є швидкість електромагнітної хвилі у вакуумі на далеких відстанях від джерела випромінювання. Ця добавка «на далеких відстанях від джерела випромінювання» не важлива на світлових хвилях з довжиною хвилі в мікрометри, але є важливою з природної і понятійної точок зору і на радіохвилях. Отримані результати проливають світло на фізичні процеси поблизу диполя Герца, які не мали пояснення через відсутність інформації про напрями і швидкості вектора Пойнтінга і густини енергії електромагнітних хвиль поблизу диполя.

Питання ефективної антисептичної обробки в медицині залишається актуальним і його вирішення спонукає до пошуку нових засобів впливу на патогенну мікрофлору. Фотодинамічна терапія є альтернативним до антибіотиків сучасним методом інактивації патогенних мікроорганізмів, що заснований на використанні різних фотобіологічних ефектів, що викликаються за допомогою поєднаного застосування світлового випромінювання, кисню і фотосенсибілізатора. Перевагами такого підходу є відсутність селективності та розвитку резистентності бактерій. Як відомо, жорстке ультрафіолетове випромінювання застосовують для стерилізації поверхонь, медичних інструментів тощо. Світло даного діапазону хвиль однаково шкідливе як для прокаріотичних, так і для еукаріотичних клітин, що й обмежує сферу його застосування. За певних умов світло з більшою довжиною хвилі також може виявляти антимікробну дію. Якщо у бактеріальних клітинах присутні специфічні речовини – фотосенсибілізатори, які мають максимуми поглинання у ділянках електромагнітного спектру – при опроміненні такі сполуки взаємодіють із оточуючими молекулами, зокрема кисню, і генерують утворення токсичних для клітин вільних радикалів. Досліджували дію світла з довжинами хвиль 390, 460, 530 нм та комплексний ефект червоного світла (660 нм) із фотосенсибілізатором метиленовим синім на інактивацію in vitro диких штамів Staphylococcus aureus. Мікроорганізми отримували на середовищі жовтково-сольового агару (ЖСА). Оцінку чутливості мікроорганізмів до дії світла відповідної довжини хвилі проводили у суспензії бактерій, яку готували у середовищі Мюллера-Хінтона. Суспензію інкубували на водяній бані 20 хв при 37 оС. Опромінення суспензії проводили монохроматичним світлом 390, 460, 530 та 660 нм (Lika-Led, Фотоніка Плюс, Черкаси) з емісією 0,1 Дж/с та часовою дискретизацією 2 хв. Розрахунок дози опромінення (Дж/мл) проводили відносно об’єму суспензії бактерій, що становила 10 мл. Ефективність бактерицидної дії світла (%) оцінювали при порівнянні опромінених зразків з контрольними, які перебували в аналогічних умовах, але не піддавалися дії світла. Дослідження дії світла з довжиною хвилі 390 нм та енергією емісії 0,1 Дж/с показали високу бактерицидну ефективність при дозі опромінення 10-11 Дж/мл бактеріальної суспензії, в результаті чого гине 50% КУО. При менших дозах опромінення виявлено інактивацію близько 40% мікроорганізмів від початкової популяції. Наступне збільшення енергії сприяє лінійному зростанню бактерицидної активності світла. Виявлено, що при активації синім світлом 460 нм з дозою опромінення менше, ніж 1,5 Дж/мл, відбувається слабка ініціація загибелі бактеріальних клітин та інактивується лише 4-5% КУО. Подальше збільшення дози опромінення до 10 Дж/мл забезпечує лінійне зменшення кількості КУО до 40% від початкової популяції з виходом на плато. Дія зеленого світла з довжиною хвилі 530 нм має близьку до синього ефективність. Початкова доза опромінення, необхідна для ініціації загибелі бактерій у суспензії становить 2,5-3 Дж/мл, а її збільшення сприяє різкому зниженню кількості КУО на 35%. Подальше зростання сумарної енергії опромінення виявляє значно меншу ефективність. Максимальний бактерицидний ефект становить 50% при дозі 14-16 Дж/мл. Метиленовий синій виявляє слабкі бактерицидні ефекти при концентраціях вище 0,01%. У нашому дослідженні виявлено, що при дозі опромінення 1-1,5 Дж/мл та присутності у суспензії 0,0001% метиленового синього кількість КУО у знижується на 25%. Максимальний ефект комплексної дії світла та сенсибілізатора досягається при дозі опромінення 4,5-5 Дж/мл і становить 55-60%. Опромінення in vitro диких штамів Staphylococcus aureus світлом з довжинами хвиль 390, 460 і 530 нм забезпечує інактивацію більш ніж половини КУО у суспензії клітин. Завдяки комплексній дії червоного світла (660 нм), яке має найвищу проникну здатність у тканини, та сенсибілізатора метиленового синього при концентрації 0,0001% досягається висока бактерицидна активність при дозі опромінення 4,5-5 Дж/мл.

Охарактеризовано закономірності динаміки біопотенціалів листя паростків кукурудзи, що спричиняються фотостимулами білого, синього, зеленого та червоного кольорів освітленістю 90 лк. Виявлено якісно подібну динаміку біоелектричної реакції рослини на білий і кольорові стимули. Кількісно оцінено рівні гіперполяризації у кожній серії дослідів. Установлено залежність рівнів сумарної гіперполяризації від довжини хвилі фотостимулу. Із ншеннямзме довжини хвилі середня амплітуда потенціалу гіперполяризації зменшується з 57,7 для червоного до 27,7 мВ для синього світла. Проаналізовано можливі механізми виникнення біоелектричної реакції рослини на світлове подразнення.

Базидієві гриби – цінні біологічні об’єкти, які використовують для отримання біологічно активних речовин. Метою нашої роботи було вивчення впливу лазерного опромінення на накопичення біомаси та процеси синтезу білка у міцелії Pleurotus оstreatus. Для дослідження були використані штами гриба P. ostreatus із Колекції культур базидієвих грибів кафедри ботаніки та екології Донецького національного університету імені Василя Стуса. Опромінення інокулюму розміром близько 55 мм (завжди однієї щільності й віку) проводили перед посівом за допомогою світлодіодних лазерів: BRP–3010–5 (довжина хвилі 635 нм), BBP–3010–5 (довжина хвилі 405 нм) та BGP–3010–5 (довжина хвилі 532 нм). Потужність кожного лазера становила 100 мВт. Енергія опромінення у всіх варіантах досліду становила 51,1м Дж/см2. Рівень накопичення біомаси визначали ваговим методом, висушуючи міцелій до постійної маси при температурі (105±1)°С. З метою визначення кількості білка застосовували метод біуретової реакції. Отримані результати дослідження засвідчують вплив лазерного опромінення на стимуляцію ростових та біосинтетичних процесів P. ostreatus. Зокрема, для P. ostreatus найефективнішим було опромінення зеленим світлом довжиною хвилі 532 нм. За дії цього режиму опромінення найкращу реакцію у відповідь на дію світла спостерігали для штаму Р-192 – кількість біомаси зросла на 71,4%. Було встановлено зростання кількості білка у міцелії P. ostreatus за дії лазерного опромінення. Для штаму Р-192 гриба P. ostreatus вміст загального білка зріс на 36,3% відповідно до контролю за дії опромінення зеленим світлом (532 нм). Одержані результати показують перспективність використання лазерного опромінення світлом у зеленому діапазоні для цілеспрямованої регуляції синтезу білка та біомаси міцелію гриба P. ostreatus.

У статті представлено результати дослідження кількості каротиноїдів міцелію L. sulphureus за дії LED лазерів: BRP–3010–5, з випромінюванням червоного спектру з довжиною хвилі 635 нм, BBP–3010–5 з випромінюванням синього спектру з довжиною хвилі 405 нм та BGP–3010–5 з випромінюванням зеленого спектру з довжиною хвилі 532 нм (енергія опромінення 51,1 мДж/см2 ) при культивуванні на живильному середовищі з різними концентраціями глюкози. Контролем неопромінений міцелій. Встановлено, що найефективнішим для синтезу каротиноїдів є використання глюкозо-пептонного середовища з концентрацією глюкози 10 г/дм3 у комплексі з опроміненням міцелію зеленим світлом довжиною хвилі 532 нм (енергія опромінення 51,1 мДж/см2 ). За дії цього режиму опромінення для штаму L.s.-18 вміст каротиноїдів у міцелії зріс на 66,1 % відповідно до контролю. Лазерне опромінення міцелію синім світлом довжиною хвилі 405 нм (енергія опромінення 51,1 мДж/см2 ) збільшило кількість каротиноїдів для штаму L.s.-18 на 46,7 %. Опромінення червоним світлом довжиною хвилі 635 нм (енергія опромінення 51,1 мДж/см2 ) сприяло зростанню кількості каротиноїдів для штаму L.s.-16 гриба L. sulphureus на 28,9 %. Встановлено, що використання глюкозо-пептонного середовища з концентрацією глюкози 8 г/дм3 у комплексі з опроміненням міцелію зеленим світлом довжиною хвилі 532 нм (енергія опромінення 51,1 мДж/см2 ) було менш ефективним. За цих умов вміст каротиноїдів у міцелію зріс для штаму L.s.-17 на 62,3%. Лазерне опромінення міцелію синім світлом довжиною хвилі 405 нм (енергія опромінення 51,1 мДж/см2 ) збільшило кількість каротиноїдів для штаму L.s.-17 на 30,6% відповідно. Опромінення червоним світлом довжиною хвилі 635 нм (енергія опромінення 51,1 мДж/см2 ) сприяло зростанню кількості каротиноїдів для штаму Ls18 гриба L. sulphureus на 16,8% відповідно. Для штаму L.s.-16 кількість каротиноїдів у міцелії не зросла. Під час використання глюкозо-пептонного середовища концентраціями глюкози 6 та 4 г/дм3 у комплексі з лазерним опромінення міцелію червоним (довжина хвилі 635 нм), синім (довжина хвилі 405 нм) та зеленим (довжина хвилі 532 нм) світлом з енергією опромінення 51,1 мДж/см2 не відбувалося зростання вмісту каротиноїдів у міцелії. Ключові слова: міцелій, каротиноїди, фоторецепція, фотоактивація

У статті представлено результати дослідження кількості каротиноїдів міцелію L. sulphureus за дії LED лазерів: BRP–3010–5, з випромінюванням червоного спектру з довжиною хвилі 635 нм, BBP–3010–5 з випромінюванням синього спектру з довжиною хвилі 405 нм та BGP–3010–5 з випромінюванням зеленого спектру з довжиною хвилі 532 нм (енергія опромінення 51,1 мДж/см2 ) при культивуванні на живильному середовищі з різними концентраціями глюкози. Контролем неопромінений міцелій. Встановлено, що найефективнішим для синтезу каротиноїдів є використання глюкозо-пептонного середовища з концентрацією глюкози 10 г/дм3 у комплексі з опроміненням міцелію зеленим світлом довжиною хвилі 532 нм (енергія опромінення 51,1 мДж/см2 ). За дії цього режиму опромінення для штаму L.s.-18 вміст каротиноїдів у міцелії зріс на 66,1 % відповідно до контролю. Лазерне опромінення міцелію синім світлом довжиною хвилі 405 нм (енергія опромінення 51,1 мДж/см2 ) збільшило кількість каротиноїдів для штаму L.s.-18 на 46,7 %. Опромінення червоним світлом довжиною хвилі 635 нм (енергія опромінення 51,1 мДж/см2 ) сприяло зростанню кількості каротиноїдів для штаму L.s.-16 гриба L. sulphureus на 28,9 %. Встановлено, що використання глюкозо-пептонного середовища з концентрацією глюкози 8 г/дм3 у комплексі з опроміненням міцелію зеленим світлом довжиною хвилі 532 нм (енергія опромінення 51,1 мДж/см2 ) було менш ефективним. За цих умов вміст каротиноїдів у міцелію зріс для штаму L.s.-17 на 62,3%. Лазерне опромінення міцелію синім світлом довжиною хвилі 405 нм (енергія опромінення 51,1 мДж/см2 ) збільшило кількість каротиноїдів для штаму L.s.-17 на 30,6% відповідно. Опромінення червоним світлом довжиною хвилі 635 нм (енергія опромінення 51,1 мДж/см2 ) сприяло зростанню кількості каротиноїдів для штаму Ls18 гриба L. sulphureus на 16,8% відповідно. Для штаму L.s.-16 кількість каротиноїдів у міцелії не зросла. Під час використання глюкозо-пептонного середовища концентраціями глюкози 6 та 4 г/дм3 у комплексі з лазерним опромінення міцелію червоним (довжина хвилі 635 нм), синім (довжина хвилі 405 нм) та зеленим (довжина хвилі 532 нм) світлом з енергією опромінення 51,1 мДж/см2 не відбувалося зростання вмісту каротиноїдів у міцелії. Ключові слова: міцелій, каротиноїди, фоторецепція, фотоактивація

Теорію Мі узагальнено на випадок кулі з просторовою дисперсією діелектричної проникності, враховуючи існування поздовжніх електромагнітних хвиль та поперечних хвиль з однозначною залежністю хвильового числа від частоти. Узагальнені коефіцієнти Мі визначено методом додаткових межових умов, використовуючи умову непрозорості поверхні для електронів. Теорія застосовна для моделювання оптичних процесів за участі металів і не потребує спрощення залежності діелектричної проникності від частоти і хвильового числа світла. Модель не використовує електростатичне наближення. Показано, що відносна помилка цього наближення при обчисленні переріза екстинкції світла срібною кулею радіуса 10 нм у широкому інтервалі частот перевищує 50%.

Розвинуто теорію розсіяння світла еліпсоїдальними металевими наночастинками, розміри яких менші за довжину вільного пробігу електрона у частинці, а також значно менші за довжину електромагнітної хвилі. Враховано вплив форми наночастинки як на частоти плазмових резонансів, так і на їх півширини. У задачі розсіяння світла вперше враховано тензорний характер оптичної провідності, що наявний у випадку таких розмірів еліпсоподібних металевих наночастинок. За допомогою отриманого виразу для поперечника розсіяння проілюстровано істотний вплив форми частинки на частотні і поляризаційні залежності розсіяного світла.

У тезах доповіді проведено аналіз наявних приладів та пристроїв фото- та світлотерапії для відновлення пацієнтів після хвороб шкіри, травм та порушень нервової системи, а також важливості збереження й поліпшення психоемоційного стану у сучасному суспільстві та в умовах технічного прогресу.

У даній роботі ми демонструємо універсальність введених мір складності для систем різної природи і походження: фізичних (нестабільність лазера, деградація матеріалів і приладів), астрофізичних (розповсюдження світла і гравітаційних хвиль, флуктуації випромінювання Сонця), геофізичних (землетруси); біомедичних (ЕКГ, ЕЕГ, коливання довжини повного кроку, динаміка положення рівноваги); технічних (трафіки руху транспорту та Інтернету, зміна у часі різноманітних параметрів систем); економічних і фінансових (динаміка численних індексів, крос-курсів валют та реальних цін товарів і послуг); когнітивних (різних дискретних проявів когнітивної діяльності – мови, рефлексії на подразники, спеціальних інтелектуальних тестів), синтетичних (множини атракторів, спеціально сгенерованих сигналів тощо).