Природа рентгенівських променів і методи їх отримання

Вчені з різних країн, починаючи з 1896 p., стали швидко поширювати відомості про нові промені і їх чудові властивості. Так, визначний російський фізик П.М. Лебедев, відомий своїм відкриттям тиску світла, вже 19 січня 1896 р. зробив знімок своєї руки і демонстрував його на лекціях під назвою "Про відкриття Рентгеном Jf-променів", які відбулися в Санкт-Петербурзькому університеті 29 січня і 8 лютого 1896р.

Тоді ще вчені, навіть такі досвідчені, як П.М. Лебедев, нічого не знали про біологічну дію радіації. Тому не можна без жаху і одночасно з великою повагою до цього лицаря науки читати такі слова із щоденника П. М. Лебедева: "20 лютого. Готуючись до "рентгенівської " лекції, я для зйомки грудної клітки позував ЗО січня в клініці Льовшина 20 хвилин, не захищаючи обличчя, а 8 лютого - 60 хвилин, захищаючи обличчя цинковим листком, за виключенням підборіддя. В ніч з вчора на сьогодні у мене вилізла вся борода. З жахом чекаю, що буде далі. Виявляється, що брови також помітно випадають". На жаль, великий вченийфізик П. М. Лебедев, ім'ям якого названий Інститут фізики Російської Академії наук в Москві, прожив лише 48 років.

Наступні дослідження показали, що рентгенівські промені - це короткі електромагнітні хвилі з довжиною хвилі в інтервалі м. В шкалі електромагнітних хвиль вони розміщені між ультрафіолетовими і гамма-променями.

Хвильова електромагнітна природа рентгенівських променів була повністю доведена дослідами по дифракції рентгенівських променів на кристалічній решітці, які провів в 1912 р. німецький фізик Лауе. Крім того, з цими променями були здійснені інтерференційні (російський фізик Лінник, 1930 р.) та дифракційні досліди, аналогічні дослідам із дзеркалами Френеля і дифракції на щілині.

Одержання рентгенівського випромінювання. Будова рентгенівської трубки. Рентгенівські промені одержують в рентгенівських трубках - скляних балонах, з яких викачане повітря до тискуВ балон впаяні два електроди: катод анод А (рис. 8.1).

Анод (антикатод) - металевий стержень, на скошеному кінці якого закріплена пластинка 3 із тугоплавкого металу, яка називається дзеркальцем антикатода. Ділянка дзеркальця 3, на яку падає основна частина електронів (для концентрації електронів катод має спеціальний фокусуючий циліндр), називається фокусом трубки. Від його площі залежить ширина пучка випромінювання.

Рис. 8.1. Будова рентгенівської трубки.

Катод становить спіраль із вольфрамового дроту, який нагрівається електричним струмом від джерела розжарювання і випромінює електрони (термоелектронна емісія). Електрони, які випускає нагрітий катод, прискорюються електричним полем між катодом і антикатодом А і бомбардують антикатод. Прискорююча електрони різниця потенціалів дорівнює кільком десяткам тисяч (і навіть більше) вольт. Швидкі електрони влітають в антикатод, гальмуються в ньому і в результаті гальмування їх кінетична енергія перетворюється в енергію рентгенівського випромінювання.

Взаємодія швидких електронів з атомами речовини, на яку вони падають, зводиться до таких процесів:

1. Прискорені електрони вибивають зовнішні електрони з атомів речовини антикатода, тобто іонізують їх. Втрату енергії швидких електронів на іонізацію атомів називають іонізаційними втратами. Вони становлять до 96% енергії швидких електронів. Ця енергія перетворюється в теплоту, за рахунок якої нагрівається тіло антикатода. Щоб антикатод не розплавився, його виготовляють із матеріалу з досить високою теплопровідністю (звичайно, із міді), в процесі роботи його охолоджують проточною водою (стаціонарні установки) або маслом (пересувні рентгенівські установки). З цією метою в тілі антикатода роблять канали, по яких циркулює охолоджуюча рідина.

2. Швидкі електрони втрачають енергію в результаті гальмування під час руху у речовині. Згідно з класичною електродинамікою, будь-який заряд, що рухається із прискоренням, випромінює електромагнітну енергію. При різкому гальмуванні швидких електронів їх кінетична енергія переходить частково в енергію так званого гальмівного рентгенівського випромінювання.

3. Швидкі електрони можуть виривати електрони із внутрішніх (К, L, М) оболонок атомів речовини антикатода. На звільнене місце переходить електрон з вищої (зовнішньої) оболонки, внаслідок чого створюється характеристичне випромінювання.

Таким чином, рентгенівські промені, які випускає антикатод, дають два спектри: 1) суцільний (або гальмівний), що залежить від напруги на трубціі має різку межу з боку коротких довжин хвиль; 2) характеристичний (лінійчатий), що залежить від матеріалу антикатода.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
РЕНТГЕНІВСЬКІ ПРОМЕНІ	\|	Гальмівне рентгенівське випромінювання

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.