III. Тормозное и характеристическое рентгеновские излучения.

По способу возбуждения рентгеновское излучения подразделяют на тормозное и характеристическое. (35 слайд)

Тормозное ”R-излучение” - возникает при торможении электронов в электрическом поле ядер атомов вещества. По теории Максвелла, любое ускоренное движение заряженной частицы сопровождается электромагнитным излучением. Частота (ν) этого излучения зависит от Е_к (начальной кинетической энергии) электрона и интенсивности его торможения. Т.к. доля Е_к электрона, идущей на нагревание анода оказывается различной, то и энергия возникших квантов рентгеновского излучения неодинакова, т.е. рентгеновские лучи будут иметь разные длины волн => т.о. возникает сплошной R-спектр.

Распределение энергии излучения по длинам волн (сплошнойспектр тормозного излучения).

С возрастанием энергии электронов “min” длина волны λ₀ смещается в сторону коротких волн (λ₀^׀ > λ₀^׀׀). Спектр тормозного излучения – сплошной.

Особенности тормозного излучения:

· Изменяя напряжение на рентгеновской трубке, можно регулировать жесткость или мягкость “R-излучения”. Жесткое (коротковолновое) излучение обладает большей проникающей способностью, чем мягкое (длинноволновое).

· Спектральный состав излучения зависит от напряжения в R-трубке. С увеличением “U” значение “ λ_min“ смещается в сторону коротких длин волн.

· При изменении температуры накала катода возрастает эмиссия электронов => ток в трубке увеличивается, но спектральный состав излучения не меняется

· Поток энергии Ф тормозного R- излучения прямо пропорционален квадрату напряжения между анодом и катодом, силе тока в трубке и атомному номеру вещества.

Характеристическое “R-излучение”- возникает при изменениях энергетических состояний атомов вещества анода трубки вследствие их перехода из возбужденного в невозбужденное состояние. (36 слайд). Увеличение напряжения на рентгеновской трубке приводит к тому, что на фоне сплошного спектра тормозного излучения появляется линейчатый спектр (он определяется материалом, из которого изготовлен анод трубки). Поэтому, такое излучение называется характеристическим. Механизм: электроны с катода R – трубки, ускоренные высоким напряжением, проникает вглубь атома вещества, из которого сделан анод. Они выбивают с внутренних слоев атома электроны с верхних энергетических уровней и в результате этого высвечиваются фотоны характеристического излучения. (37 слайд)

Линейчатый характеристический спектр на фоне сплошного тормозного излучения.

Особенности:

§ Это излучение возникает только при определенном напряжении в трубке.

§ Это излучение всегда существует вместе с тормозным излучением => линейчатый спектр характеристического излучения накладывается на сплошной спектр тормозного излучения (смешанный спектр).

§ Спектры этого излучения однотипны. Они не зависят от химического соединения, в которое входит атом элемента.