Научная статья на тему 'Анализ взаимодействия электромагнитного поля КВЧ-диапазона с кожей методами нелинейной физической акустики. Часть 2'

Анализ взаимодействия электромагнитного поля КВЧ-диапазона с кожей методами нелинейной физической акустики. Часть 2 Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
231
59
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Човнюк Юрий Васильевич, Ивановская Алла Владимировна, Овсянникова Татьяна Николаевна, Рудько Борис Федорович

Исследуются процессы взаимодействия электромагнитных полей и возбуждаемых электромагнитных волн крайневысокочастотного диапазона с живой материей в районе биологически активных точек, обычно используемых в методе микроволновой резонансной терапии.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Човнюк Юрий Васильевич, Ивановская Алла Владимировна, Овсянникова Татьяна Николаевна, Рудько Борис Федорович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Analisis of interaction of mm-range electromagnetic field and human skin by methods of nonlinear physical acoustics.

The paper considers the processes of interaction between the electromagnetic fields with excitable electromagnetic waves of super high frequency range (with carrying frequency f = 60GHz , A = 5 mm ) and the living matter in the region of biologically active points used, as rule, by the microwave resonance therapy method. We used the nations and physical applied in acoustics waves and electromagnetic waves with the bioobjects.

Текст научной работы на тему «Анализ взаимодействия электромагнитного поля КВЧ-диапазона с кожей методами нелинейной физической акустики. Часть 2»

ИНФОРМАЦИОННЫЕ

УДК 543.2

АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ КВЧ-ДИАПАЗОНА С КОЖЕЙ МЕТОДАМИ НЕЛИНЕЙНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ АКУСТИКИ.

ЧАСТЬ 2

ЧОВНЮКЮ.В., ИВАНОВСКАЯА.В., ОВСЯННИКОВА Т.Н., РУДЬКОБ.Ф.__________

Исследуются процессы взаимодействия электромагнитных полей и возбуждаемых электромагнитных волн крайневысокочастотного диапазона с живой материей в районе биологически активных точек, обычно используемых в методе микроволновой резонансной терапии.

1. Постановка проблемы в общем виде

Известно [1], что гиперзвук представляет собой упругие волны с частотой от 109 до 1012-1013 Гц, т.е. это высокочастотная часть спектра упругих волн. Благодаря своим более высоким частотам по сравнению с ультразвуком и, следовательно, меньшим, чем в области ультразвука, длинам волн значительно более существенными становятся взаимодействия гиперзвука с биосредой, с ее квазичастицами - электронами, фотонами, фононами, магнонами. Область частот гиперзвука “перекрывается”, в том числе с частотами электромагнитных волн (ЭМВ) миллиметрового диапазона, активно используемыми в КВЧ-терапии.

Упругие волны могут распространяться в биосреде только при условии, что их длины заметно больше длины свободного пробега (в газах) или больше межатомных расстояний в жидкостях и квазитвердых (био-)телах. В обычных жидкостях затухание гиперзвука очень велико и дальность распространения мала. Сравнительно хорошими проводниками гиперзвука являются квазитвердые (био-)тела.

В организме человека существует и постоянно генерируется гиперзвук теплового происхождения. Тепловое движение квазитвердого биотела можно представить как непрерывные и беспорядочные колебания атомов ионов, составляющих квазикристаллическую решетку биосреды, вокруг (около) своего положения равновесия. Такие колебания, согласно Дебаю, можно рассматривать как сово-

Часть 1 см. в журнале “Радиоэлектроника и информатика” №2, 2004, с. 149-154.

110

купность продольных и поперечных плоских упругих волн самых различных частот - от самых низких собственных частот упругих колебаний данного биотела (биообъекта) до частот 1012-1013 Гц (далее спектр упругих волн обрывается), распространяющихся по всевозможным направлениям. Эти волны принято называть дебаевскими волнами (организма), или тепловыми фононами. Тепловые фононы имеют широкий спектр частот. В жидкостях тепло -вое движение имеет характер, близкий к характеру теплового движения в квазитвердых телах, поэтому в (био-) жидкостях, как и в твердых (квазитвердых) биотелах (биосредах), тепловое движение непрерывно генерирует гиперзвуковые волны.

Изучение гиперзвуковых волн и их распространение в жидкостях и квазитвердых биосредах можно проводить оптическими методами, основанными на исследовании рассеяния света (либо электромагнитного излучения крайневысокочастотного (ЭМИ КВЧ) диапазона) на гиперзвуке теплового происхождения. При этом можно обнаружить, что рассеяние в этом квазиоптическом диапазоне в опти-чески/квазиоптически прозрачной биосреде будет происходить с образованием нескольких спектральных линий, смещенных относительно частоты падающего ЭМИ на частоту гиперзвука (так называемое Мандельштама-Бриллюэна рассеяние -МБР).

Следует заметить, что реальный квазикристалл (как модель биосреды) представляет собой трехмерную квазипериодическую решетку, в которой по каждому направлению может распространяться одна

продольная l и две поперечные Sj и S2 звуковые волны и соответственно имеются три дисперсионные кривые (рис.1).

Рис.1. Зависимость частоты ю от волнового числа k для трехмерной решетки (в рамках квазикристаллической модели биосреды). Сплошные кривые — акустические ветви колебаний решетки (L - для продольной волны, Sj и S2 — для двух типов поперечной волны), пунктирная кривая - оптическая ветвь колебаний решетки (рассматривается только первая зона Бриллюэна), а — постоянная решетки

В реальных квазикристаллах определение частоты ю m (предельной частоты распространения гиперзвуковых волн) представляет собой сложную задачу. Оценка порядка величины ю m дает для квазикристалла с постоянной решеткой ~а = 5 • 10 _8 м значение ют ~ 2 • 1011 с_1. Продольные и попеРИ, 2004, № 3

речные колебания атомов в цепочке квазикристалла принято называть акустической ветвью (акустические фононы). Если элементарная ячейка квазикристалла состоит из двух и более различных атомов/ионов, то кроме рассмотренных выше акустических колебаний могут быть еще колебания относительно друг друга различных атомов, находящихся в одной ячейке. Такие колебания, несмотря на их механическую природу, называют оптическими (оптические фононы), так как частоты колебаний атомов внутри одной ячейки того же порядка, что и частоты ЭМИ инфракрасного/ квазиоптического диапазона. Возбуждение этих колебаний приводит к поглощению ЭМИ КВЧ-диапазона в биосреде. Дисперсионная кривая оптической ветви показана пунктиром на рис. 1.

В общем случае если экспериментальная ячейка квазикристалла состоит из N атомов, то имеется 3N ветвей колебаний квазикристаллической решетки (биосреды) в соответвтвии с числом степеней свободы этих атомов, из которых три ветви акустические (одна продольная и две поперечные) и

3(N - 1) оптические. Иными словами, полный набор колебаний квазикристаллической решетки можно рассматривать как набор 3N упругих волн, характеризуемых соответствующими дисперсионными законами. Квантовые свойства колебаний квазикристаллической решетки проявляются при комнатной температуре (Т=300К) для частот

ю ~ 3 • 1013 c_1. Поэтому неравенство Йю << kБТ,

где % — орбитальное число Планка, k Б — постоянная Больцмана, выполняется в области КВЧ-частот с запасом.

2. Последние достижения и публикации в данной области

В связи с последним обстоятельством мы в дальнейшем рассмотрим в рамках классической электродинамики рассеяние ЭМИ КВЧ-диапазона на тепловых акустических колебаниях, постоянно генерируемых организмом человека, которое в принципе сходно с рассеянием на когерентных звуковых волнах [2-4]. Однако его математическое описание несколько более сложно, так как тепловые возбуждения обладают широким спектром частот и волновых векторов, в результате чего рассеяние происходит во всех направлениях [13]. Так же, как и в случае когерентных световых волн (или КВЧ-фотонов), при рассеянии на дебаевских волнах можно наблюдать смещение частот дифрагированного ЭМИ. Это смещение и есть эффект Мендель-штама-Бриллюэна, впервые предсказанный ими для рассеяния на звуковых волнах теплового происхождения.

3. Цели и задачи исследования

Целью настоящей работы является исследование методами нелинейной физической акустики процессов взаимодействия электромагнитных полей (ЭМП) и возбуждаемых ЭМВ крайневысокочас-

тотного диапазона (с несущей частотой f « 60 ГГц, ^ = 5 мм) с живой материей (например, с кожным покровом человека в районе биологически активных точек), обычно используемых в методе микроволновой резонансной терапии. В настоящей работе использованы понятия и физические представления, применимые в акустооптике при анализе взаимодействия как акустических, так и электромагнитных волн с биообъектами (живой материей) на макро- и микроскопическом уровнях.

Вначале был рассмотрен процесс взаимодействия ЭМИ КВЧ-диапазона с живой материей, в результате которого посредством эффекта, аналогичного акустическому, происходит трансформация ЭМП в поле акустических фононов, т.е. в звук (часть 1), в дальнейшем взаимодействующее с тепловыми фононами - дебаевскими волнами гиперзвукового диапазона частот ~ 109-1012 Гц (часть 2), постоянно генерируемыми, например, в среде организма человека.

4.Физические процессы внутри кожи

Обычно при рассеянии наблюдаются две смещенные линии МБР: стоксова линия, имеющая более низкую частоту по сравнению с частотой падающего ЭМИ (ю о), и антистоксова линия, характеризующаяся более высокой частотой. Для твердых (квазитвердых) кристаллических тел, как правило, наблюдаются три стоксовы (с частотой Ф si) и три антистоксовы (с частотой raasi) компоненты i = (1,3), в соответствии с тремя типами акустических волн в кристалле (квазикристалле) — одной квазипродольной (L ) и двумя квазипоперечными (S1, S2), не считая компонент рассеяния, связанных с оптическими ветвями колебаний биосреды. При наличии свободной поверхности у биосреды в результате рассеяния ЭМИ КВЧ-диапазона на тепловых поверхностных волнах в спектре рассеянного ЭМИ могут появиться и дополнительные линии к указанным выше.

Так как частоты тепловых колебаний при исследованиях МБР обычно находятся в пределах гиперзвукового диапазона [5], для него характерен брэгговский режим дифракции. При этом частоты рассеянного ЭМИ (КВЧ-диапазона) равны:

ю' = Юо ±0j(k), (1)

где о о — частота падающего на биосреду ЭМИ; Q j(k) — частота гиперзвука, зависящая от волнового вектора k ; j — индекс поляризации акустической ветви гиперзвука (квазипродольная или одна из двух квазипоперечных), т.е. j = (1,3). При этом частоты рассеянного ЭМИ наблюдаются под углом 0 , определяемым соотношением:

2Vj(k)sin 0 / Q j(k)

c

n0®0 ’

(2)

где c — скорость света в вакууме; n0 — абсолютный показатель преломления биосреды; Vj(k) — фазовая скорость гиперзвуковой j -й моды.

РИ, 2004, № 3

111

В выражении (1) знаки “+” и “-“ соответствуют двум возможным направлениям распространения тепловых мод.

В дальнейшем мы рассмотрим процессы рассеяния (трехволновые, трехфононные), в которых участвуют одновременно оптичесие и акустические ветви колебаний гиперзвука (рис. 2). При этом выполняются следующие законы сохранения:

|а)энергии: юд =ra0pt(kj) 4 [ б) импульса : k о = kj

®akj (k2 ); f k2

(3)

Рис.2. Фазовая диаграмма взаимодействия оптической и акустической гиперзвуковых мод с падающим ЭМИ КВЧ-диапазона

Ввиду того, что скорость распространения ЭМИ КВЧ -диапазона близка к c (скорости света в вакууме), |k0|^ 0, тогда в (3) |k1|=|k2|, и они направлены в разные (противоположные) стороны; при ю’ ^®о (напомним, что ю’ — частота рассеянного ЭМИ) имеем:

ной функции для упругих смещений в квазикристалле (модели биосреды). Последнюю же можно записать в форме:

U (K ,j,t + x)U *(K ,j,t) =

----2 _ _

= |U(K,j)| exp[±iQj(K)x]exp[-Гj(K)x], (5)

где черта сверху (как и в (4)) означает статистическое усреднение по T ^ да, U — амплитуды звуковых колебаний; Г j — временное затухание звуковых волн, или, на квантовом языке, обратное время жизни фононов. В рамках классического описания,

справедливого при ЙОj (K) << k бT, средняя энергия одной моды (k б — постоянная Больцмана):

jK) = pQj2(K)|U(K,j)|2{2(2*)3/V} (6)

(где р — плотность биосреды; V — ее объем) равна k б T, откуда следует, что:

| U(K, j) |2 = VkБT /[2(2л)3 pQ2 (K)]. (7)

Учитывая (5) и (7) в выражении для автокорреляционной функции рассеянного КВЧ-излучения (4) и вычисляя Фурье-образ [4], нетрудно получить формулу для нормированной функции спектрального распределения интенсивности рассеянного КВЧ-излучения:

S(K, ш) = z j

|M(K, j)2 q 2(K)

X

® opt (k1) ^ ® opt(0), ® akj (k2 ) ^ 0,

|k 1|^|k0 |, |k2 |^0.

________rjK)________+

[ш'-(ш-0 j(K ))]2 + Г j2(K)

Кроме значений частот ю’ (на рис.2 последним соответствует (ю 0pt (k j)), большой интерес с точки зрения интерпретации экспериментальных данных представляют спектральные распределения интенсивностей дублетов (и юа8). Для их расчета нужно знать автокорреляционную функцию для рассеянного КВЧ-излучения в биосреде:

E S(K ,t + х)Ё S(K ,t) =

T

= ~im (2T)-1 jEs(K,t + x)ES(K,t)dt, (4)

T^ro -T

по которой с помощью преобразования Фурье, в соответствии с теоремой Винера-Хинчина, легко определить и интересующее нас спектральное распределение интенсивности S( K, ю’). Так как рассеянное электрическое поле пропорционально деформациям, вызванным звуковыми волнами биосреды, то автокорреляционная функция (4), очевидно, будет пропорциональна автокорреляцион-

+__________rjK)__________

[ш'-(ш + 0 j(K ))]2 + Г j2(K)

_ |M(K. j)2

т п2(K)

(8)

где M — вектор, определяющий направление рассеяния и зависящий от упругооптических коэффициентов биосреды (предопределенных, в свою очередь, квазикристаллической симметрией выбранной модели биосреды [4]). Первое слагаемое в фигурных скобках (8) соответствует стоксовым компонентам рассеяния, а второе - антистоксовым. Напомним, что в случае неограниченного квазикристалла имеется три дублета, отвечающие трем

значениям индекса j. Легко заметить, что обе компоненты КВЧ-рассеяния (либо оптических фононов) имеют лоренцеву форму с характерной

112

РИ, 2004, № 3

шириной Г j (K), пропорциональной временному

затуханию акустических волн или обратному времени жизни фононов. Интересно заметить, что в рамках классического рассмотрения, с помощью которого получено выражение (8), интенсивности стоксовой и антистоксовой компоненты одинаковы. При hQ. j > k б T классическое рассмотрение

перестает быть справедливым и необходимо использовать квантовый подход. Теоретический анализ (формально проводимый) показывает, что в квантовой области интенсивности стоксовой и антистоксовой компонент перестают быть равными. А именно, интенсивность стоксовой (низкочастотной) линии при T ^ 0 не зависит от температуры (интенсивность ненормированная), а интенсивность антистоксовой линии стремится к нулю. Это объясняется тем, что процесс создания фонона за счет уничтожения фотона (КВЧ-диапазона, в том числе) возможен в отсуствие фононов, т.е при низких температурах, в то время как рождение фотонов (КВЧ-дипазона) в результате уничтожения фононов, очевидно, невозможно без их наличия.

Детальный анализ (8) проведем для случая ю’ = ю , K = 0 . Тогда получим для нормированной функции спектрального распределения интенсивности рассеянного КВЧ-излучения (с генерацией оптического фонона Q j (0) = Q0pt (0)):

S(0, ш) = z

|m (0,j)

- X <

j «jopt(°)

2Г j(0)

■>X

n jopt(0) + Гj (0)

2

x <

2%Z

M(0,j)

Q

2opt(0)

-i

(9)

2

Диаграмма рассеяния в этом случае представлена на рис. 3. Поскольку при этом возникает вырождение

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

по Q j0pt(0) (для всех трех j акустической фононной ветви частота оптического фонона с k = 0 одинакова), то:

S(0, и)

1 Г opt(0)

>-----2-----2----------

opt(0) + Г 2pt(0)

(10)

Учитывая соотношение неопределенности энергия-время, можно утверждать, что S(0, ш) в (9) соответствует не дираковской дельта-функции, а является “размазанной функцией (механизм, аналогичный “параметрическому захвату” [5]). При этом падающее ЭМИ КВЧ-диапазона представляет собой “накачку”, порождаемый оптический фонон с Qopt(0) представляет собой сигнальную волну, а акустический фонон с ^акуст ^ 0 , как и kжуст ^ 0, является холостой волной.

Рис. 3. Диаграмма взаимодействия в случае «параметрического захвата» ЭМИ КВЧ-диапазона оптическими фононами биосреды

Порождаемый в биосреде такой оптический фонон может рассматриваться как внешняя “вынуждающая сила” (первичной причиной его появления и существования является ЭМИ КВЧ-диапазона), действующая на систему тепловых фононов биосреды, которые находятся в термодинамическом равновесии, соответствующем конкретной температуре организма в данный момент t. Взаимодействие указанного оптического фонона с системой тепловых фононов биосреды нарушает сложившийся в среде последних термодинамическое равновесие: связь между этой “вынуждающей силой” и системой тепловых фононов биосреды осуществляется благодаря зависимости частоты тепловых фононов биосреды от переменной деформации, происходящей с частотой оптического фонона, с гиперзвуковой частотой, близкой (или равной) частоте рассеиваемого ЭМИ КВЧ-диапазона, вызываемого этим оптическим фононом, тоже преимущественного гиперзвукового диапазона частот.

В результате переменной деформации система тепловых фононов выводится из состояния равновесия и стремится далее вернуться к этому состоянию за счет столкновений между самими тепловыми фононами; при этом действует механизм релаксации. Как при всяком релаксационном процессе, сопровождающем рассеяние звука, возникает поглощение (гипер-) звука и его дисперсия. Таким образом, здесь, как и в случае взаимодействия звуковых волн с тепловыми фононами при комнатных температурах, впервые описанного А. И. Ахи-езером [5], происходит взаимодействие оптического фонона с тепловым, но не непосредственно, а со всем ансамблем тепловых фононов (kopt ^ 0, а значит длина волны ^ да); последние же взаимодействуют между собой, уменьшая отклонение от термического равновесия, вызванного этим оптическим фононом. В этом и состоит “когерентность” взаимодействия ЭМИ КВЧ-диапазона с биосредой (она реализуется через генерацию в этой среде оптического фонона, который резонансным образом, так как существует “размазанная” дельта -функция Дирака, взаимодействует сразу со всем ансамблем тепловых фононов организма). Выше

РИ, 2004, № 3

113

было указано на аналогию рассматриваемого процесса с известным в литературе “параметрическим захватом” [5], который имеет место в параметрическом усилителе, а последний, в свою очередь, обладает пороговыми условиями генерации и усиления сигнальной волны. Поэтому подобный подход к анализу сущности явления сразу сочетает в себе естественным образом три характеристики, обычно наблюдаемые в экспериментах (но не имеющие до сих пор теоретического обоснования), т.е.: когерентность, «пороговость» и “селективность”/” избирательность” взаимодействия ЭМИ КВЧ-диапазона с живой материей.

В связи с этим необходимо детально проанализировать возможность существования параметрических процессов в нелинейных волнах, возбуждаемых в биосреде, функционирование параметрических излучающих и приемных антенн этой биосреды, а затем дать надежные количественные оценки основным характеристикам/ процессам, наблюдаемым при этом.

Наибольшее значение имеет в связи с этим задача о трехчастотном параметрическом взаимодействии. Для параметрического усиления или генерации необходимо участие по крайней мере трех волн. Одна из них — волна накачки с частотой w3 (ЭМИ КВЧ-диапазона), другая — слабая волна сигнала (если речь идет о параметрическом усилении), т.е. оптического фонона (см. рис. 1 и 2) с частотой и третья — волна разностной частоты ю 2 — холостая волна (акустический фонон с ю2 ^ 0 и k2 ^ 0). Для этих трех волн должно выполняться соотношение:

Q3 = Qj + Ю2 , (11)

вытекающее из закона сохранения энергии; именно отсюда следует необходимость наличия в параметрическом процессе холостой волны.

Для того чтобы между этими волнами (будем считать их плоскими) происходило нелинейное взаимодействие в биосреде без дисперсии, все эти три волны должны распространяться в одном и том же направлении и:

k3 = k1 + k2 , (12)

что соответствует закону сохранения импульса в рассматриваемом параметрическом взаимодействии. Колинеарность векторов k3 и kj очевидна при | k2 0 . Перекачка энергии волны накачки в

слабую волну (волну сигнала) представляет собой процесс распада и, кроме того, именно здесь нелинейность проявляет себя во взаимодействии волн (либо КВЧ-квантов и акустических/оптичес-ких квантов гиперзвуковой частоты).

Направление перекачки энергии определяется соотношениями Мэнли-Роу (для биосистем без учета диссипации), описывающими параметры взаимодействующих волн, которые выражают закон сохранения энергии. Всякий параметрический про-

цесс является пороговым! Усиление начинается с определенного значения амплитуд. В этом процессе важную роль играют фазовые соотношения (обуславливающие, кстати, когерентность взаимодействия) между волнами ю3,raj,ю2 .

Если Aj,A2, A3 — амплитуды параметрически взаимодействующих в биосреде по указанной выше схеме волн, то в дифференциальной форме соотношения Мэнли-Роу для волн с частотами ю3,raj,ю2, распространяющихся в недиспергирующей среде (а биосреда действительно не проявляет дисперсионные свойства, так как {| k1 |, | k2 |, | k3 |} ^ 0 ) с одинаковыми скоростями, будут иметь вид:

d|Aj|2 /raj = dA212 /®2 = -d|A3|2 /Ю3 . (13) Эти соотношения показывают, что энергия из высокочастотной волны накачки Ю3 распределяется между волнами raj и а2 в отношении:

d|Aj|2/raj = d|A212 /®2 =raj/«2, (14)

откуда следует, что преобразование частоты вверх (частота оптического фонона много больше таковой для акустического фонона) по спектру происходит гораздо эффективнее, чем преобразование

частоты “вниз”, и при raj /Ю2 <<! приращение энергии низкочастотной волны оказывается малым. Теория трехволнового параметрического усиления в приближении заданного поля с учетом диссипации, основанная на использовании уравнения Бюргерса, достаточно детально изложена в [6]. Согласно этой теории амплитуды Aj и A2 , т.е. амплитуды сигнала и холостой волны, будут нарастать экспоненциально, начиная с пороговой амплитуды накачки:

A™p- = (aja2 )Ш c02 /(ш^ )Ш , (15)

где aj и a 2 — коэффициенты поглощения волн с частотами raj и а2; С0 — скорость гиперзвуковой волны в биосреде (параметр в , входящий в (14), как малый, необходим для правильного определения высших порядков приближения и здесь положен равным единице, чтобы учесть вклад главных составляющих в A^). При А 3 > A™p амплитуды Aj и A 2 экспоненциально нарастают, и следует пользоваться теорией с учетом истощения энергии волны накачки ЭМИ КВЧ.

Так, можно показать [6], что угол параметрического захвата в биосреде, представляющий собой угол между направлениями распространения сигнальной волны и волны накачки, без дисперсии при двух взаимодействующих плоских волнах (ЭМИ КВЧ-диапазона и оптического гиперзвукового фонона) с частотами Ю3 и raj соответственно (см. выше) имеет вид:

®захвата = 2лс0(®3 _ ®j)/[®!®2LвзL (16)

114

РИ, 2004, № 3

где L вз — длина взаимодействия волн, а остальные обозначения введены выше. L вз определяется из соображений, что набег фазы, приводящий к существенному изменению направления перекачки энергии (вначале был от Ю3 к , а затем изменился на противоположный), можно найти из условия:

AkL вз = % , (17)

т.е. длина взаимодействия L вз не должна превышать 1/2 длины волны (X) ЭМИ КВЧ-диапазона (дёя fнакачки — 60ГГц , А. /2 2,5 мм ).

5. Выводы

1) Теория параметрического усилителя в гиперзвуковом диапазоне, моделирующая процессы взаимодействия ЭМИ КВЧ-диапазона с биосредой (а точнее, с ее дебаевскими волнами), в данной ситуации оказывается весьма эффективным инструментом анализа взаимодействия акустических волн с волнами другой природы (электромагнитной в данном случае).

2) Модель приемной параметрической антенны, развитая в [5,6], может оказаться весьма эффективной и для описания явления параметрического захвата, имеющего, по-видимому, место в процессе взаимодействия КВЧ ЭМИ с гиперзвуковыми/ дебаевскими волнами биосреды.

3) Таким образом, описанный подход позволяет оценить геометрические размеры области когерентного взаимодействия ЭМИ КВЧ-диапапзона с гиперзвуковыми дебаевскими волнами организма. Они составляют единицы миллиметров!

УДК 539

МАТЕРАЛИ ТА ВЛАСТИВОСТІ ДЛЯ ФОРМУВАННЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ АПЛІКАТОРНИХ БІОСТРУКТУР

HOBIKOB О.О., HOBIKOBA Л.В.,

ВОРОНЕНКО O.B., КОРОЛЕНКО О.В.__________

Описується структура та властивості багатокомпонентного скла. Встановлюється, що його можливо використовувати для формування цілеспрямованого променевого і теплового полів з метою створення на його основі терапевтичного аплікатора. Пропонуються результати поглинаючої та пропускної дії багатокомпонентного скла.

Вступ

Модель резонансної взаємодії, реалізованої у вигляді плоских матричних аплікаторів, є новою медичною технологією коректування енергетики організму. У запропонованій технології резонансних впливів на організм людини наведений принцип оптимального компонування інформаційного навантаження у над-малому просторі. Перевагою матричного аплікатора є те, що він являє собою плоский зріз схеми просторових зв’язків і одночасно виступає контурним резонатором. Разом з тим елементна насиченість

Литература: 1. Гиперзвук. В кн.:Ультразвук. Маленькая энциклопедия. М.:Сов. энциклопедия, 1979. С.86-89. 2. Фабелинский И.Л. Молекулярное рассеяние света. М.: Наука. 1965. 3. Флери П. В кн.: Физическая акустика / Под ред. У Мэзона, Р. Терстона.: Пер. с англ. / Под ред. ИЛ.Фабелинского. М.: Мир, 1973. Т.6. С.13. 4. Такер Дж, Рэмптон B. Гиперзвук в физике твердого тела. М.: Мир, 1975. 455с. 5. Красильников B.A., Крылов B.B. Введение в физическую акустику. М.: Наука, 1984. 400с.

6. Руденко O.B., Солуян С.И. Теоретические основы нелинейной акустики. М.: Наука, 1975. 288с.

Поступила в редколлегию 16.11.2003

Рецензент: д-р техн. наук, проф. Ляшенко Н.

Човнюк Юрий Васильевич, канд. техн. наук., старший научный сотрудник, доцент, профессор Высшей школы экономики и деловой администрации АЖИО-КОЛЛЕДЖ (г.Киев, Украина). Научно-исследовательский центр квантовой медицины “ВІДГУК” Министерства здравоохранения Украины. Адрес: Украина, 01033, Киев, ул. Владимирская, 61-б, тел. 244-44-39.

Ивановская Алла Владимировна, научный сотрудник-Научно-исследовательского центра квантовой медицины “ВІДГУК” Министерства здравоохранения Украины. Адрес: Украина, 01033, Киев, ул.Владимирс-кая, 61-б, тел. 244-44-39.

Овсянникова Татьяна Николаевна, канд. техн. наук, старший научный сотрудник научно-исследовательского центра квантовой медицины “ВІДГУК” Министерства здравоохранения Украины. Адрес: Украина, 01033, Киев, ул.Владимирская, 61-б, тел. 244-44-39.

Рудько Борис Федорович, канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник, заведующий отделом специальных измерений Научно-исследовательского центра квантовой медицины “ ВІДГУК” Министерства здравоохранения Украины. Адрес: Украина, 01033, Киев, ул.Владимирская, 61-б, тел. 244-44-58.

матриці робить технологію його виготовлення дуже складною. На сьогоднішній день розроблена методика виготовлення тільки однієї з простих схем.

В роботі досліджується можливість використання багатокомпонентного скла для формування визначеного променевого і теплового полів з метою створення на його основі терапевтичного аплікатора.

Методика дослідження

Для дослідження було взято скло двох таких складів (мас. %):

1) титано-боратне х ТіО2 — 40 ВаО — (60-х) В2О3 (х = 5,10,15,20);

2) мідно-ртутно-боратне 10 СиО — 25 ВаО — 55 В2О3 ( 2 ЩО над норми).

Експериментально визначено коефіцієнт теплопровідності з використанням приладу ІТ-2-400; теплоємність визначена на калориметричній установці (з похибкою ±3%) і вивчені спектри поглинання в діапазоні200-1000 нм на установці КВСУ-23, досліджена схема проходження променистої енергії галоге-нової лампи потужністю 100 Вт крізь модельне скло. Фіксування відбитого випромінювання здійснено за допомогою фотодіоду ФД-24ДО. Вимір температури поверхні тіла проведено напівпровідниковим вимірювачем (з похибкою ±0,5%).

РИ, 2004, № 3

115

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.