Природа рентгенівських променів
Рентгенівські промені були виявлені випадково в 1895 році знаменитим німецьким фізиком Вільгельмом Рентгеном. Він вивчав катодні промені в газорозрядної трубці низького тиску при високій напрузі між її електродами. Незважаючи на те, що трубка перебувала в чорному ящику, Рентген звернув увагу, що флуоресцентний екран, випадково знаходився поряд, всякий раз світився, коли діяла трубка. Трубка виявилася джерелом випромінювання, яке могло проникати через папір, дерево, скло і навіть пластинку алюмінію завтовшки в півтора сантиметра.
Рентген визначив, що газорозрядна трубка є джерелом нового виду невидимого випромінювання, що володіє великою проникаючою здатністю. Учений не міг визначити чи було це випромінювання потоком частинок або хвиль, і він вирішив дати йому назву X-промені. У наслідок їх назвали рентгенівськими променями
Тепер відомо, що X-промені - вид електромагнітного випромінювання, що має меншу довжину хвилі, ніж ультрафіолетові електромагнітні хвилі. Довжина хвилі X-променів коливається від 70 нм до 10-5нм. Чим коротше довжина хвилі X-променів, тим більше енергія їх фотонів і більше проникає здатність. X-промені з порівняно великою довжиною хвилі (більше 10 нм), називаються м'якими. Довжина хвилі 1 - 10 нм характеризує жорсткі X-промені. Вони мають величезну проникаючу здатність.
Отримання рентгенівського випромінювання
Рентгенівські промені виникають, коли швидкі електрони, або катодні промені, стикаються зі стінками або анодом газорозрядної трубки низького тиску. Сучасна рентгенівська трубка являє собою вакуумізірованний скляний балон з розташованими в ньому катодом і анодом. Різниця потенціалів між катодом і анодом (антикатоді), досягає кілька сотень кіловольт. Катод являє собою вольфрамову нитку, подогреваемую електричним струмом. Це призводить до випускання катодом електронів в результаті термоелектронної емісії. Електрони прискорюються електричним полем в рентгенівській трубці. Оскільки в трубці дуже невелике число молекул газу, то електрони по шляху до анода практично не втрачають своєї енергії. Вони досягають анода з дуже великою швидкістю.
Рентгенівські промені виникають завжди, коли рухаються з високою швидкістю електрони гальмуються матеріалом анода. Велика частина енергії електронів розсіюється у вигляді тепла. Тому аноді необхідно штучно охолоджувати. Анод в рентгенівській трубці повинен бути зроблений з металу, що має високу температуру плавлення, наприклад, з вольфраму.
Частина енергії, що не рассеивающая у формі тепла, перетворюється на енергію електромагнітних хвиль (рентгенівські промені). Таким чином, рентгенівські промені є результатом бомбардування електронами речовини анода. Є два типи рентгенівського випромінювання: гальмівний і характеристичне.
Гальмівне рентгенівське випромінювання
Гальмівне рентгенівське випромінювання виникає при гальмуванні електронів, що рухаються з великою швидкістю, електричними полями атомів анода. Умови гальмування окремих електронів не однакові. У результаті в енергію рентгенівського випромінювання переходять різні частини їх кінетичної енергії.
Спектр гальмівного рентгенівського випромінювання не залежить від природи речовини анода. Як відомо, енергія фотонів рентгенівських променів визначає їх частоту і довж...
