Характеристическое рентгеновское излучение

Механизм возникновения:

При увеличении напряжения в рентгеновской трубке электрон, испускаемый катодом, может преодолеть электрическое поле атомов анода и попасть внутрь атома, выбивая электрон с одного из внутренних уровней (рис.2а). На месте выбитого электрона образуется «вакантное место», на которое переходит электрон с более внешнего уровня. При переходе электрона с уровня с большей энергией на уровень с меньшей энергией, атом испускает фотон электромагнитного излучения (согласно II постулату Бора), в данном случае фотон характеристического рентгеновского излучения (рис. 2б).

Характеристическое рентгеновское излучение состоит из серий K, L, M и т.д. Например, при выбивании электрона с К-уровня будут наблюдаться все серии, так при переходе электрона с L-уровня на К-уровень излучается фотон, затем электрон с М-уровня переходит L-уровень, что сопровождается также излучением фотона и т.д.

Спектр характеристического рентгеновского излучения является линейчатым.

Закон Мозли показывает зависимость частоты спектральной линии ν от порядкового номера атома вещества анода Z: , где А, В –постоянные.

Таким образом, при увеличении порядкового номера элемента увеличивается частота спектральной линии.

Кроме того вид рентгеновского спектра не зависит от химического соеденения, в которое входит атом.

Закон ослабления рентгеновского излучения: , где Ф₀ – падающий на вещество поток рентгеновских лучей,

Ф – выходящий поток рентгеновских лучей,

х – толщина слоя вещества,

- линейный коэффициент ослабления рентгеновского излучения веществом.

, где Z - порядковый номер атомов вещества, составляющих биологическую ткань

Массовый коэффициент ослабления: , где - плотность вещества.

Задания

1. Прочитайте и перепишите текст.

2. Зарисуйте рентгеновскую трубку и подпишите ее элементы.

3. Используя § 31.1., поясните, из какого материала делают анод, для чего в некоторых случаях анод делают вращающимся?

4. Заполните пропуски в схеме.

Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом (§ 31.3)

Составьте конспект на основе ответов на вопросы.

1. Что называют энергией ионизации?

2. Какие три процесса могут происходить при взаимодействии рентгеновского излучения с веществом в зависимости от соотношения энергии ионизации и энергии фотона?

3. Сравните когерентное, некогерентное рассеяние и фотоэффект по следующим признакам:

a. Соотношение энергии ионизации и энергии фотона.

b. Результат взаимодействия рентгеновского излучения с веществом (происходит ли ионизация вещества, переходит ли атом в возбужденное состояние).

c. Возникает ли рассеянное рентгеновское излучение и с какой длиной волны.

На основе результатов сравнения заполните пропуски в таблице «Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом»

Процесс	Соотношение энергии фотона и энергии ионизации	Результат взаимодействия	Характеристика рассеянного рентгеновского излучения
Когерентное рассеяние	hν < Аи	Не происходит ионизация вещества	Длина волны рассеянного рентгеновского излучения равна длине волны падающего излучения
Некогерентное рассеяние
Фотоэффект

4. Почему при некогерентном рассеянии длина волны рассеянного рентгеновского излучения больше длины волны падающего рентгеновского излучения?

5. Свойства рентгеновского излучения:

a. Дайте определение понятию «рентгенолюминесценция».

b. В чем проявляется химическое действие рентгеновского излучения?

c. В чем проявляется ионизирующее действие рентгеновского излучения?

6. Закон ослабления рентгеновского излучения.

a. Какое явление описывает данный закон.

b. Связь между какими величинами показывает этот закон.

c. Математическая запись закона.

d. Массовый коэффициент ослабления.

Физические основы применения рентгеновского излучения в медицине (§ 31.4)

1. Какие два направления применения рентгеновского излучения в медицине?

2. По какой формуле можно определить массовый коэффициент ослабления.

3. Какое свойство рентгеновского излучения позволяет в теневой проекции видеть изображение внутренних органов тела человека?

4. В каком случае при рентгенодиагностике применяют контрастные вещества, например, сульфат бария?

5. Составьте таблицу «Методы рентгенодиагностики»

Название метода	Определение	Свойство рентгеновского излучения, лежащее в основе метода
Рентгеноскопия
Рентгенография
Флюорография
Рентгеновская томография

Радиоактивность. Закон радиоактивного распада (§ 32.1, 32.2)

1. Дайте определения следующим понятиям: радиоактивность, естественная радиоактивность, искусственная радиоактивность.

2. Заполните таблицу «Типы радиоактивного распада»

Тип	Схема	Пример
α-распад
β^-- распад
β^+- распад
е-захват

3. Составьте рассказ о законе радиоактивного распада по плану:

a. Какое явление описывает данный закон.

b. Связь между какими величинами показывает этот закон.

c. Формулировка закона.

d. Математическая запись закона.

e. Вывод закона.

4. Составьте рассказ о периоде полураспада и активности по плану:

a. Какое свойство количественно характеризует данная величина.

b. Определение.

c. Единицы измерения.

d. Связь с другими величинами (связь периода полураспада с постоянной распада, связь активности с периодом полураспада)

5. Использование радионуклидов в медицине (§ 32.6).

a. Какие две группы методов использования радионуклидов в медицине?

b. Опишите метод меченых атомов.

Дата добавления: 2014-01-04