7.3. Спектр рентгеновского излучения.
Спектр излучения – это график зависимости интенсивности излучения от его длины волны или частоты. Рис. 5 иллюстрирует характер спектра излучения рентгеновской трубки. Он представляет собой сочетание двух типов спектров: непрерывного и линейчатого. Оба они отражают взаимодействие быстрых катодных электронов рентгеновской трубки с электронами материала антикатода. Непрерывная компонента суммарного спектра – это тормозное излучение. На него накладывается линейчатый спектр характеристического излучения, и он – тоже результат взаимодействия быстрых катодных электронов с электронами атомов, но – со своими особенностями; о них – в разделе 7.3.2.
Рис. 5. Характер спектра излучения рентгеновской трубки.
7.3.1. Тормозное рентгеновское излучение.
Все электроны проходят в рентгеновской трубке одинаковую ускоряющую разность потенциалов U и приобретают одинаковую кинетическую энергию:
mV2/2 = e U (7.6)
А дальше для электронов начинаются вероятностные игры. Наиболее вероятно взаимодействие быстрых электронов с многочисленными электронами внешних и средних электронных орбит атомов.
С очень малой вероятностью электрон может потерять всю свою кинетическую энергию в одном акте взаимодействия, передав ее одному «новорожденному» рентгеновскому кванту, но для этого надо проникнуть в ближние окрестности атомного ядра. Это происходит крайне редко, и при этом возникает квант с энергией, максимально возможной при данном анодном напряжении U:
Еmax=mV2/2 = e U. (7.7)
Согласно формуле Планка, энергия таких редких квантов:
Еmax = hν = hc/λ (7.8)
Здесь h – постоянная Планка, с – скорость света в вакууме; ν, λ – частота и длина волны излучения.
Кванту с максимальной энергией Еmax соответствует минимальное значение λmin длины волны: так как Еmax=hc/ λmin =eU, то:
λmin= hc/eU (7.9)
Это минимальное значение длины волны тормозного рентгеновского излучения - коротковолновая граница тормозного рентгеновского спектра (см. график на рис. 5).
Увеличение анодного напряжения U на рентгеновской трубке приводит к смещению границы непрерывного спектра λmin влево, в область коротких волн.
Достарыңызбен бөлісу: |