Медицинские приборы, аппараты, системы и комплексы. Часть 1. Технические методы и аппараты для экспресс-диагностики. Бердников А.В - 27 стр.

                 1.3.4. Простая шероховатая поверхность


    Шероховатая поверхность является сложным объектом, поэтому при
разработке теории обычно принимают следующие упрощающие задачу
предположения: 1) размеры рассеивающих элементов много меньше или
много больше длины волны падающего излучения; 2) радиус кривизны рас-
сеивающих элементов много больше длины волны; 3) затенение одних эле-
ментов другими отсутствует; 4) подсчитывается электромагнитное поле
только в зоне Фраунгофера; 5) многократное отражение отсутствует; 6)
плотность микронеровностей не рассматривается.
    При исследовании живых организмом in vivo дополнительные трудности
при получении объективных данных связаны с протеканием процессов жиз-
недеятельности в самом организме. Биологические ткани поглощают и рас-
сеивают лучистую энергию, однако принять рассеяние диффузным можно с
определенными допущениями. Для того, чтобы рассмотреть динамику взаи-
модействия потока лучистой энергии с тканями тела, следует учитывать раз-
меры, плотность упаковки и форму. Например, для эритроцитов, на поверх-
ности которых в основном происходит рассеяние света, необходимо учиты-
вать их движение, изменение коэффициента преломления как внутри самой
структуры форменных элементов крови, так и коэффициент преломления
различных структур ткани и целый ряд других факторов. До настоящего вре-
мени не получены решения уравнений, описывающих распространение как
направленного, так и диффузного излучения через структуры подобной
сложности. Поэтому при рассмотрении распространения потока излучения
через биологический объект принимают ряд допущений: структуру объекта
считают однородной с некоторыми усредненными оптическими характери-
стиками, распределение эритроцитов в тканях равномерным, форма эритро-
цитов принимается за круглую, поток – неполяризованным, монохроматич-
ным или имеющим достаточно узкий спектральный состав.
    Рассмотрим модель X. Дэвиса. Он ограничил свою модель шероховатой
поверхности очень малыми и очень большими по сравнению с длиной волны
микронеровностями. Кроме того, он считал, что локальные нормали к микро-
граням почти совпадают с нормалью к средней плоскости поверхности, т.е.
наклон микрограней очень мал.
    Критерием для проверки правильности принятых моделей шероховатой
поверхности, использованных Х. Дэвисом, может служить закон сохранения
энергии. Полный коэффициент отражения от шероховатой поверхности за-
пишется так
                                        1
                     ρ (Ψ,ξ ) = ρ s +
                                        π   ∫β
                                            2π
                                                 ic   cos Θdω r ,   (1.26)

    где первый член ρ s — коэффициент зеркального отражения, а второй —
коэффициент диффузного отражения в полусфере.


                                                                        27