Рентгеновское излучение и его свойства

Рентгеновское излучение, представляющее собой электромагнитное ионизирующее излучение в области спектра от 10^-12 до 10^-5см, было открыто В. Рентгеном в 1885 году.

Источником рентгеновского излучения является рентгеновская трубка, в которой ускоренные электрическим полем электроны бомбардируют металлический анод. В качестве источников рентгеновского излучения могут быть использованы некоторые радиоактивные изотопы.

По способу возбуждения рентгеновское излучение подразделяют на тормозное и характеристическое. При этом спектр рентгеновского излучения может быть непрерывным или линейчатым.

Непрерывный спектр испускают быстрые, заряженные частицы в результате их торможения при взаимодействии с атомами мишени. Такое излучение называется тормозным.

Интенсивность тормозного излучения распределена по всем длинам волн до коротковолновой границы. На рис.22.1 представлены графики зависимости потока рентгеновского излучения от длины волны при разных напряжениях в рентгеновской трубке .

В каждом из спектров наиболее коротковолновое тормозное излучение возникает, когда энергия, приобретенная электроном в ускоряющем поле, полностью переходит в энергию фотона: 22.1

В этом случае: (22.2) Рис.22.1 Коротковолновое рентгеновское излучение, обладающее большей проникающей способностью, чем длинноволновое, называется жестким, а длинноволновое – мягким.

Поток рентгеновского излучения вычисляется согласно выражению: (22.3); и – напряжение и сила тока в рентгеновской трубке, – порядковый номер атома вещества анода, В^-1 – коэффициент пропорциональности.

Линейчатый спектр, который соответствует характеристическому рентгеновскому излучению, представлен нарис.22.2.

Оно возникает после ионизации атома с выбиванием электрона с одной из его внутренних оболочек при столкновениях атома с заряженной частицей или поглощении им кванта электромагнитного излучения. Ионизированный атом из начального возбужденного состояния переходит в конечное состояние с меньшей энергией. Избыток энергии атом может испускать в виде кванта излучения определенной частоты.

В отличие от оптических спектров характеристические рентгеновские спектры (рис.22.2) разных атомов однотипны. Зависимость частоты излучения от атомного номера Z определяется законом Мозли:

,(22.4); - частота спектральной линии излучения, и – постоянные, - атомный номер вещества. Рис.22.2. Следует отметить, что характеристический спектр атома не зависит от химического соединения, в которое этот атом входит. Например, рентгеновский спектр атома кислорода одинаков для , . В отличие от рентгеновский оптические спектры этих соединений различаются.

Дата добавления: 2017-01-14