Получение и свойства рентгеновских лучей.





Рентге́новское излуче́ние — электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением, что соответствует длинам волн от 10−2 до 103 Å (от 10−12 до 10−7 м).

Рентгеновские лучи возникают при сильном ускорении заряженных частиц (тормозное излучение), либо при высокоэнергетических переходах вэлектронных оболочках атомов или молекул. Оба эффекта используются врентгеновских трубках. Основными конструктивными элементами таких трубок являются металлические катод и анод (ранее называвшийся также антикатодом). В рентгеновских трубках электроны, испущенные катодом, ускоряются под действием разности электрических потенциалов между анодом и катодом (при этом рентгеновские лучи не испускаются, так как ускорение слишком мало) и ударяются об анод, где происходит их резкое торможение. При этом за счёт тормозного излучения происходит генерация излучения рентгеновского диапазона, и одновременно выбиваются электроны из внутренних электронных оболочек атомов анода. Пустые места в оболочках занимаются другими электронами атома. При этом испускается рентгеновское излучение с характерным для материала анода спектром энергий (характеристическое излучение, частоты определяются законом Мозли: где Z —атомный номер элемента анода, A и B — константы для определённого значения главного квантового числа n электронной оболочки). В настоящее время аноды изготавливаются главным образом из керамики, причём та их часть, куда ударяют электроны, — из молибдена или меди.

В процессе ускорения-торможения лишь около 1% кинетической энергии электрона идёт на рентгеновское излучение, 99% энергии превращается в тепло.

1. проникать через различные вещества, в том числе через органы и ткани человеческого тела, не пропускающие лучи видимого света;

2. вызывать флюоресценцию — свечение некоторых химических соединений (активированные сульфиды цинка и кадмия, кристаллы вольфрамата кальция, платиносинеродистый барий). На этом свойстве основано рентгеновское просвечивание, а также использование усиливающих экранов при рентгенографии;

3. оказывать фотохимическое воздействие: разлагать соединения серебра с галогенами и вызывать почернение фотографических слоев (в том числе рентгенографической пленки). Это свойство лежит в основе получения рентгеновских снимков;

4. вызывать физиологические и патологические (в зависимости от дозы) изменения в облученных органах и тканях (оказывать биологическое действие). На этом свойстве основано использование рентгеновского излучения для лечения опухолевых и некоторых неопухолевых заболеваний. Однако при недостаточно контролируемом облучении в больших дозах возможно развитие острой или хронической лучевой болезни либо лучевых поражений;

5. передавать энергию излучения атомам и молекулам окружающей среды, вызывая их возбуждение, а также распад на положительные и отрицательные ионы — ионизационное действие. При определенных условиях между ионизационным эффектом и дозой облучения существует прямая зависимость. Это позволяет, оценивая с помощью специальных приборов (дозиметров) степень ионизации воздуха, определить количество и качество рентгеновских лучей, применяемых для диагностики или терапии.

При рентгенографическом исследовании материалов с кристаллической структурой анализируют интерференционные картины, возникающие в результате рассеяния рентгеновских лучей электронами, принадлежащими атомам кристаллической решетки. Атомы считаются неподвижными, их тепловые колебания не учитываются и все электроны одного и того же атом считаются сосредоточенными в одной точке – узле кристаллической решетки.

Для вывода основных уравнений дифракции рентгеновских лучей в кристалле рассматривается интерференция лучей, рассеянных атомами, расположенными вдоль прямой в кристаллической решетке. На эти атомы под углом, косинус которого равен a0 , падает плоская волна монохроматического рентгеновского излучения. Законы интерференции лучей, рассеянных атомами, аналогичны существующим для дифракционной решетки, рассеивающей световое излучение в видимом диапазоне длин волн. Чтобы на большом расстоянии от атомного ряда амплитуды всех колебаний складывались, необходимо и достаточно, чтобы разность хода лучей, идущих от каждой пары соседних атомов, содержала целое число длин волн. При расстоянии между атомами а это условие имеет вид:

а(aa0) = hl,

где a – косинус угла между атомным рядом и отклоненным лучом, h –целое число. Во всех направлениях, не удовлетворяющих этому уравнению, лучи не распространяются

 





Рекомендуемые страницы:


©2015-2019 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных

Обратная связь

ТОП 5 активных страниц!