1) Complete a Tabela de Frequências e comprimentos de onda
Cor Comprimento de onda (nm)
vermelho 780
laranja
amarelo
verde 577
azul 492
violeta
2) Dada a tabela de comprimentos de onda de laseres monocromáticos, determine a energia E
(em joules e eV) dos fótons emitidos.
Laser
Fluoreto de argônio
Fluoreto de criptônio
Cloreto de xenônio
Nitrogênio
Argônio
Argônio
Hélio-neônio
Hélio-neônio
Corante Rodamina 6G
Rubi (CrAlO3)
Nd:Yag
Dióxido de carbono
3) Calcular a Intensidade (densidade de potência
uma área de 0,2 cm2.
Eng. Biomédica 2012
1
Lista de Exercícios 2012
) Complete a Tabela de Frequências e comprimentos de onda
Comprimento de onda (nm) Frequência (10
780 – 622
482 - 503
503 - 520
577 – 492
492 – 455
659 - 769
Dada a tabela de comprimentos de onda de laseres monocromáticos, determine a energia E
(em joules e eV) dos fótons emitidos.
λλλλ Energia (J / eV)
Fluoreto de argônio 193 nm
Fluoreto de criptônio 248 nm
Cloreto de xenônio 308 nm
337 nm
488 nm
514 nm
543 nm
633 nm
Corante Rodamina 6G 570-650 nm
694 nm
1.064 nm
Dióxido de carbono 10.600 nm
densidade de potência) de um laser de He-Ne de 10 mW, iluminando
Eng. Biomédica 2012
Frequência (1012 Hz)
503
520
769
Dada a tabela de comprimentos de onda de laseres monocromáticos, determine a energia E
Energia (J / eV)
Ne de 10 mW, iluminando
4) Temos um laser de Nd:YAG de feixe pulsado (taxa de repetição de 10 Hz), emitindo 100 mJ
por pulso, com largura temporal de 100
a) Faça um esboço do perfil temporal do lase
b) Determine:
- Densidade de Energia;
- Potência pico;
- Potência média
5) Um feixe laser de Dióxido de carbono (
atravessa um material que reduz o número de fótons em 50%
a) Qual a energia (em J e
b) Qual será a potência emitida pelo laser após 3 min?
c) Determine energia que atravessa cada camada de material a cada segundo.
d) Qual será a fração absorvida de fótons em cada camada
6) Um feixe de laser possui P= 3,0 mW e incide sobre uma certa área A durante o tempo t.
Determine a fluência (dose) para os casos:
a) A= 1 cm2 e t= 1,0 s
b) A= 1 cm2 e t= 1,0 min
c) A= 1 mm2 e t= 1,0 s
d) A= 1 mm2 e t= 1,0 min
e) Compare os resultados
I
Eng. Biomédica 2012
2
Temos um laser de Nd:YAG de feixe pulsado (taxa de repetição de 10 Hz), emitindo 100 mJ
por pulso, com largura temporal de 100 µs, iluminando uma área de 0,2 cm2.
Faça um esboço do perfil temporal do laser
Densidade de Energia;
Potência pico;
Potência média.
Dióxido de carbono (λλλλ=10600 nm) transporta 1020
atravessa um material que reduz o número de fótons em 50% a cada camada de espessura “L”
e eV) do feixe?
Qual será a potência emitida pelo laser após 3 min?
Determine energia que atravessa cada camada de material a cada segundo.
Qual será a fração absorvida de fótons em cada camada de espessura “L”
aser possui P= 3,0 mW e incide sobre uma certa área A durante o tempo t.
Determine a fluência (dose) para os casos:
e t= 1,0 min
e t= 1,0 min
Compare os resultados
A
PI =
Eng. Biomédica 2012
Temos um laser de Nd:YAG de feixe pulsado (taxa de repetição de 10 Hz), emitindo 100 mJ
.
fótons/s. O feixe
a cada camada de espessura “L”.
Determine energia que atravessa cada camada de material a cada segundo.
de espessura “L”?
aser possui P= 3,0 mW e incide sobre uma certa área A durante o tempo t.
7) Responda às questões:
a) Explique como é gerado o feixe de laser num laser de rubi.
b) Explique como é gerado o feixe de laser num laser de semicondutor.
c) Explique como é gerado o feixe de laser num laser de He
d) Explique como é gerado o feixe de laser num laser de corante.
e) Explique o fenômeno da Fluorescência.
f) Explique o fenômeno da Fosforescência.
Questão 8)
1. Quais são os principais Parâmetros de caracterização de feixes laser?
2. Quais os principais Parâmetros da caracterização energética de feixe laser?
3. Quais os principais Parâmetros da caracterização geométrica de feixe laser?
4. Que tipo de distribuição de energia de feixe laser representa o caso ideal? Explique.
5. A Função I(x) abaixo representa a distribuição gaussiana de um feixe laser.
– Plote esta função no Excel e determin
– Refaça o gráfico com
– Determine a área sob a curva para ambos os casos.
• I(x)= 5*EXP( -2*X^2/(4 )^2 )/[4*SQRT(PI/2)]
+=−
)(
22
0 πω
x
eAIxI
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3
Explique como é gerado o feixe de laser num laser de rubi.
Explique como é gerado o feixe de laser num laser de semicondutor.
Explique como é gerado o feixe de laser num laser de He-Ne.
Explique como é gerado o feixe de laser num laser de corante.
o fenômeno da Fluorescência.
Explique o fenômeno da Fosforescência.
Quais são os principais Parâmetros de caracterização de feixes laser?
Quais os principais Parâmetros da caracterização energética de feixe laser?
Parâmetros da caracterização geométrica de feixe laser?
Que tipo de distribuição de energia de feixe laser representa o caso ideal? Explique.
A Função I(x) abaixo representa a distribuição gaussiana de um feixe laser.
Plote esta função no Excel e determine o parâmetro ω.
Refaça o gráfico com ω = 8.
Determine a área sob a curva para ambos os casos.
2*X^2/(4 )^2 )/[4*SQRT(PI/2)]
2
2
2
π
ω
-12 -10 -8 -6 -4 -2
F5 F6
πω+=
ω−
2
eAII
2
2x2
0
Inte
nsi
dade
I(x)
Eixo x / comprimento
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Quais os principais Parâmetros da caracterização energética de feixe laser?
Parâmetros da caracterização geométrica de feixe laser?
Que tipo de distribuição de energia de feixe laser representa o caso ideal? Explique.
A Função I(x) abaixo representa a distribuição gaussiana de um feixe laser.
-2 0 2 4 6 8 10 120,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Integration of F5 AND F6 from zero: Area = 5.
5*EXP( -2*X^2/(8 )^2 )/[8*SQRT(PI/2)]
Eixo x / comprimento
9) Na INTERAÇÃO LUZ-TECIDOS,
um deles.
– Reflexão
– Espalhamento
– Transmissão
– Refração
– Absorção
10) A ABSORÇÃO de luz pelos tecidos biológicos depende das seguintes características.
Explique cada uma delas.
a. Constituição
b. λ da radiação
c. Espessura da camada absorvedora
d. Temperatura
e. Concentração
11) A Lei de Beer-Lambert é escrita como
a) Explique o que são L, C e
b) Faça a análise dimensional e verifique a consistência da Lei.
c) A Lei de Beer-Lambert é sempre válida? Em que condições ela é válida?
d) Explique o que é o comprimento de absorção L.
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4
TECIDOS, podem ocorrer os seguintes fenômenos. Explique cada
Espalhamento
A ABSORÇÃO de luz pelos tecidos biológicos depende das seguintes características.
eletrônica de átomos e moléculas do tecido
da radiação
da camada absorvedora
emperatura de agentes absorvedores
Concentração de agentes absorvedores
Lambert é escrita como A = εεεεLC.
Explique o que são L, C e ε. Quais são as unidades corretas de cada uma delas?
Faça a análise dimensional e verifique a consistência da Lei.
Lambert é sempre válida? Em que condições ela é válida?
Explique o que é o comprimento de absorção L.
Eng. Biomédica 2012
podem ocorrer os seguintes fenômenos. Explique cada
A ABSORÇÃO de luz pelos tecidos biológicos depende das seguintes características.
. Quais são as unidades corretas de cada uma delas?
Lambert é sempre válida? Em que condições ela é válida?
12) Use a Lei de Beer
correspondente, sabendo que o caminho óptico L= 1,0 cm e
a) Repita o mesmo para L=1,5 cm.
b) Faça os gráficos AxConcentr destas duas situações (L= 1,0 cm e 1,5 cm).
Concentr (molar)
0
2E-6
4E-6
6E-6
8E-6
1E-5
1,2E-5
1,4E-5
1,6E-5
1,8E-5
2E-5
2,2E-5
2,4E-5
2,6E-5
2,8E-5
3E-5
3,2E-5
3,4E-5
3,6E-5
13) Quais são as principais
cada uma delas.
14) Explique o funcionamento de um espectro fotômetro.
de engenharia para a
sensores e transdutor
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Beer-Lambert (A = εεεεLC) e Complete a Tabela com a Absorção
correspondente, sabendo que o caminho óptico L= 1,0 cm e ε = 25000 M
Repita o mesmo para L=1,5 cm.
Faça os gráficos AxConcentr destas duas situações (L= 1,0 cm e 1,5 cm).
Absorção L=1,0 cm Absorção L=1,5 cm
Quais são as principais características do Laser de Baixa Intensidade (LBI)?
Explique o funcionamento de um espectro fotômetro. Faça um esboç
a construção de um espectro fotômetro, indicand
res que você usaria.
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) e Complete a Tabela com a Absorção
= 25000 M-1cm-1.
Faça os gráficos AxConcentr destas duas situações (L= 1,0 cm e 1,5 cm).
Absorção L=1,5 cm
do Laser de Baixa Intensidade (LBI)? Explique
ço de um projeto
do os principais
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