Вопрос №91 Механизмы получения тормозное и характеристическое рентгеновское излучение.

В результате торможения электрона электростатическим полем атомного ядра и атомных электронов веществ антикатода возникает тормозное рентгеновское излучение. Механизм его можно пояснить следующим образом. С движущимся электрическим зарядом связано магнитное поле, индукция которого зависит от скорости электрона. При торможении уменьшается магнитная индукция и в соответствии с теорией Максвелла появляется электромагнитная волна. При торможении электронов лишь часть энергии идет на создание фотона рентгеновского излучения, другая часть расходуется на нагревание анода. Так как соотношение между этими частями случайно, то при торможении большого количества электронов возникает рентгеновское излучение с непрерывным(сплошным) спектром. В каждом из спектров наиболее коротковолновое тормозное излучение, соответствующее длине волны , возникает тогда, когда энергия, приобретенная электроном в ускоряющем поле, полностью переходит в энергия фотона:

Откуда

Эту формулу можно преобразовать в более удобное для практических целей выражение:

-минимальная длина волны, м

U-напряжение, кВ

Увеличивая напряжение на рентгеновской трубке, можно заметить на фоне сплошного спектра появление линейчатого, который соответствует характеристическому рентгеновскому излучению. Оно возникает вследствие того, что ускоренные электроны проникают в глубь атома и из внутренних слоев выбрасывают электроны. На свободные места переходят электроны с верхних уровней, в результате высвечиваются фотоны характеристического излучения. Характеристическое излучение состоит из серий K,L,M и тд., наименование которых послужило для обозначения электронных слоев. Так как при излучении К-серии освобождаются места в более высоких слоях, то одновременно испускаются и линии других серий. В отличие от оптических спектров характеристические рентгеновские спектры разных атомов однотипны. Однотипность этих спектров обусловлена тем, что внутренние слои у разных атомов одинаковы и отличаются лишь энергетически, так как силовое воздействие со стороны ядра увеличивается по мере возрастания порядкового номера элемента. Это обстоятельство приводит к тому, что характеристические спектры сдвигаются в сторону больших частот с увеличением заряда ядра. Такая закономерность известна как закон Мозли:

v-частота спектральной линии

Z-атомный номер испускающего элемента

A,B-постоянные

Есть еще одна разница между оптическими и рентгеновскими спектрами. Характеристический рентгеновский спектр атома не зависит от химического соединения, в которое этот атом входит. Так, например, рентгеновский спектр атома кислорода одинаков для озона, кислорода и воды, в то время как оптические спектры этих соединений существенно различны. Характеристическое излучение возникает всегда при наличии свободного места во внутренних слоях атома независимо от причины, которая его вызвала. Так, например, характеристическое излучение сопровождает один из видов радиоактивного распада, который заключается в захвате ядром электрона с внутреннего слоя.

 

Вопрос №92 Основной закон радиоактивного распада. Связь постоянной распада с периодом полураспада.

Число нераспавшихся радиоактивных ядер убывает со временем по экспоненциальному закону.

N0 и N- число исходных и оставшихся ядер

t-время

лямбда-постоянная распада-величина пропорциональная вероятности распада ядер

 

 

Вопрос №93