Ионизирующие излучения. Материалы к семинару



жүктеу 0,98 Mb.
бет1/25
Дата05.12.2022
өлшемі0,98 Mb.
#40467
түріГлава
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   25
Иoniziruyushchie izlucheniya


Глава 7. Ионизирующие излучения.
Материалы к семинару.
7.1. Рентгеновское излучение: общая характеристика.
На шкале электромагнитных волн (рис. 1) условной границей между ультрафиолетовым и рентгеновским излучением принято считать значение длины волны λ = 80 нм. Это на один порядок (примерно в 10 раз) меньше, чем длина световой волны. Следовательно, частота рентгеновского излучения в десять раз больше, чем видимого света даже в начале рентгеновского диапазона. Энергию рентгеновского кванта на «пограничной» длине волны
λ = 80 нм определим по формуле Планка:
Е = hν = hc / λ (7.1)
Здесь h = 6,62·10-34 Дж с – постоянная Планка;
ν – частота электромагнитного (э/м) излучения;
с = 3·108 м/с – скорость света в вакууме; такова скорость всех э/м
излучений;
λ = сТ = с/ν – длина волны излучения;
Т – период э/м колебаний – длительность цикла колебаний.
Подстановка этих данных в (1) дает «пограничное» значение энергии кванта:
Е = (6,62·10-34 Дж·с · 3·108 м/с) / 80·10-9 м = 25·10-19 Дж

Рис. 1. Шкала электромагнитных волн.
В атомной и ядерной физике вместо джоуля обычно применяют внесистемную энергетическую единицу – электронвольт (эВ)
Один электронвольт (1эВ) – это энергия, которую приобретает электрон, пройдя в ускоряющем электростатическом поле промежуток между точками, имеющими разность потенциалов в один вольт (1В).
Электрический заряд q при прохождении ускоряющей разности потенциалов ΔU приобретает энергию:
Е = q ΔU. (7.2)
Подставляя сюда заряд электрона q = 1,6·10-19 Кл и ускоряющую разность потенциалов ΔU = 1В, получаем: 1 эВ = 1,6·10-19 Дж. Следовательно, условная энергетическая граница рентгеновского диапазона: Е = 25·10-19 Дж = 16 эВ. Так что рентгеновское излучение – это электромагнитное излучение, имеющее длину волны λ ≤ 80 нм и энергию квантов Е ≥ 16 эВ.
Различают мягкое и жесткое рентгеновское излучение. Условная граница между ними: λ = 0.2 нм, Е= 6000 эВ = 6 кэВ.
На рис.1 в правой части шкалы на длинах волн λ˂0,05 нм находится участок шкалы, принадлежащий и рентгеновскому, и гамма-излучению. Кванты этих видов излучений, имеющие одинаковую длину волны и частоту, абсолютно одинаковы. Их отличает только происхождение: рентгеновское излучение возникает при взаимодействии быстрых электронов с электронами вещества, а гамма-излучение – результат процессов, происходящих в ядрах атомов.
Природными источниками рентгеновского излучения являются солнце, звезды, черные дыры. Рентгеновское излучение, возникающее за пределами Земли и ее атмосферы, земной поверхности не достигает. Изучение Вселенной в рентгеновском диапазоне производится с помощью спутниковых рентгеновских телескопов.
Рентгеновское излучение было открыто в 1895 году немецким физиком Вильгельмом Рентгеном при экспериментах с катодными лучами. Катодные лучи – поток быстрых электронов. Он создавал их с помощью катодной трубки – вакуумированного стеклянного сосуда с двумя электродами, один из которых – катод – имел электрический подогрев (термоэлектронная эмиссия)и был источником катодных лучей. Целью экспериментов было изучение свойств катодных лучей. Неизученным в них оставалось еще многое: достаточно сказать, что открытие элементарной частицы «электрон» состоялось позднее, в 1897 году.
Рентген обнаружил, что торможение катодных лучей в материале катодной трубки сопровождается появлением за пределами трубки ранее неизвестного излучения, названного им икс-лучами. Это название – x-rays – применяется и поныне в большинстве западных стран. Открытие состоялось случайно, по люминесцентному свечению экрана с нанесенными на него кристаллами платино-синеродистого бария, оказавшегося вблизи катодной трубки (см. определение случайного события во второй, математической части пособия).
Надо заметить, что эти x-rays намекали о своем существовании еще за восемь лет до опытов Рентгена, в опытах таких известных людей, как Никола Тесла и Генрих Герц, которые, однако, не оценили эти излучения по достоинству и информацию о них не опубликовали. Рентген вплотную занялся исследованием открытого им излучения (в России и ряде других стран оно называется рентгеновским). Он, в частности, изменил конструкцию катодной трубки, сделав ее анод более эффективным для торможения катодных лучей. Катодная трубка, усовершенствованная Рентгеном, стала называться рентгеновской трубкой и широко применяется как источник рентгеновского излучения (схема рис. 2).
За год работы Рентген установил, что открытые им лучи, в отличие от катодных, не отклоняются ни в электрическом, ни в магнитном поле, не отражаются и не преломляются при входе в преграду. Проходят через многие непрозрачные материалы. При этом их проникающая способность зависит не только от толщины преграды, но и от свойств материала. Глаза на это излучение не реагируют, но наблюдалась засветка фотоматериалов и были получены фотографии в проходящем излучении. Икс-лучи вызывают люминесценцию ряда материалов и ионизацию воздуха.

жүктеу 0,98 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   25




©g.engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет
рсетілетін қызмет
халықаралық қаржы
Астана халықаралық
қызмет регламенті
бекіту туралы
туралы ережені
орталығы туралы
субсидиялау мемлекеттік
кеңес туралы
ніндегі кеңес
орталығын басқару
қаржы орталығын
қаржы орталығы
құрамын бекіту
неркәсіптік кешен
міндетті құпия
болуына ерікті
тексерілу мемлекеттік
медициналық тексерілу
құпия медициналық
ерікті анонимді
Бастауыш тәлім
қатысуға жолдамалар
қызметшілері арасындағы
академиялық демалыс
алушыларға академиялық
білім алушыларға
ұйымдарында білім
туралы хабарландыру
конкурс туралы
мемлекеттік қызметшілері
мемлекеттік әкімшілік
органдардың мемлекеттік
мемлекеттік органдардың
барлық мемлекеттік
арналған барлық
орналасуға арналған
лауазымына орналасуға
әкімшілік лауазымына
инфекцияның болуына
жәрдемдесудің белсенді
шараларына қатысуға
саласындағы дайындаушы
ленген қосылған
шегінде бюджетке
салығы шегінде
есептелген қосылған
ұйымдарға есептелген
дайындаушы ұйымдарға
кешен саласындағы
сомасын субсидиялау