Применение рентгеновских лучей

В науке и технике широко используются такие свойства рентгеновских лучей, как их большая проникающая способность, действие на фотопластинки, способность вызывать ионизацию в веществе, сквозь которое они проходят.

Так, рентгеновская дефектоскопия — способ определения наличия, местонахождения и размеров внутренних дефектов в материалах и изделиях — основана на различии ослабления рентгеновских лучей при их прохождении сквозь участки изделия различной плотности и протяженности. В рентгеновской дефектоскопии наиболее распространенным является фотографический метод с получением изображения на рентгеновской пленке.

С помощью рентгеноструктурного анализа исследуют атомную структуру вещества путем изучения картины дифракции и рассеяния рентгеновских лучей веществом.

Свойство рентгеновских лучей в различной степени поглощаться разными элементами, способность вызывать свечение люминесцирующих экранов легли в основу их широкого использования в медицине для просвечивания различных органов больных с целью диагностики, для лечения злокачественных опухолей, для обнаружения различных включений, например осколков в теле человека. Физиологическое действие рентгеновских лучей впервые исследовал русский академик А. М. Бехтерев.

 

 

Билет № 22

1. Теплое расширение тел. Особенности теплового расширения воды.
2. Фотоэффект и его применение.
3. Задача на нахождение тока.

 

Ответы:

Тепловое расширение.

Известно, что при повышении температуры линейные размеры твердых тел увеличиваются, а при понижении – уменьшается.

Тепловым расширением называется увеличение линейных размеров тела и его объёма, происходящее при повышении температуры.

При нагревании твердого тела увеличиваются средние расстояния между атомами.

На рис. 5.8 представлена зависимость потенциальной энергии Еп двух атомов от расстояния r между ними. С повышением температуры возрастает полная энергия атомов. При температуре Т1 атом имеет энергию Е1 и колеблется между точками 1 — 1 около положения равновесия rо. Если температура тела возрастает до Т2 > Т1, то увеличивается и энергия атома Е2>Е1 и он колеблется уже между точками 2— 2. Следовательно, с нагреванием возрастает среднее расстояние между положением равновесия частиц твердого тела, т.е. происходит тепловое расширение.

Линейное расширение

Линейное тепловое расширение характеризуется температурным коэффициентом линейного расширения. Предположим, что твердое тело при начальной температуре То имеет длину lо. При нагревании тела до температуры Т его длина увеличится до l, т.е. на l = l — lо. Относительное удлинение тела составит l / lо. Величина, равная отношению относительного удлинения тела к изменению его температуры на

Т=Т—То, называется температурным коэффициентом линейного расширения:

 

Из формулы (5.7) определяется зависимость длины твердого тела от температуры:

l = lo (l + T) (5.8)

Для большинства тел можно считать, что температурные коэффициенты линейного расширения практически не зависят от температуры.

Температурные коэффициенты линейного расширения некоторых материалов при 273 К

Объемное расширение

С возрастанием температуры изменяется, и объем тела. В пределах не слишком большого температурного интервала объем увеличивается пропорционально температуре. Объемное расширение твердых тел характеризуется температурным коэффициентом объемного расширения р — величиной, равной отношению относительного увеличения объема Д V / Vo тела к изменению температуры AT: (5.9)

где V= V— Vo, Vо и V — объемы тела при температурах То и Т соответственно. Из (5.9) получим (5.10)

Между температурными коэффициентами линейного и объемного расширения существует связь (5.11)

которая легко устанавливается из соотношения между длиной / тела и его объемом (V = l).

Тепловое расширение жидкостей

При нагревании жидкости возрастает средняя кинетическая энергия хаотического движения ее молекул. Это приводит к увеличению расстояния между молекулами, а следовательно, и к увеличению объема. Тепловое расширение жидкостей, как и твердых тел, характеризуется температурным коэффициентом объемного расширения. Объем жидкости при нагревании определяется по формуле (5.10).

При увеличении объема тел уменьшается их плотность. Обозначая р и ро плотности при температурах Т и То соответственно и учитывая, что p = m/V, получаем

р = ро/(1 +). (5.12)