Рентгенівське випромінювання - електромагнітні хвилі, енергія фотонів яких лежить на енергетичній шкалі між ультрафіолетовим випромінюванням і гамма - - презентация

1

2 Рентгенівське випромінювання - електромагнітні хвилі, енергія фотонів яких лежить на енергетичній шкалі між ультрафіолетовим випромінюванням і гамма - випромінюванням, що відповідає довжинам хвиль від до 10-8 м.

3 Відкриття рентгенівського випромінювання приписується Вільгельму Конраду Рентгену. Він був першим, хто опублікував статтю про рентгенівські промені, які він назвав ікс - променями (x-ray). Стаття Рентгена під назвою « Про новий тип променів » була опублікована 28- го грудня 1895 года в журналі Вюрцбургского фізико - медичного товариства. Вважається, однак, доведеним, що рентгенівські промені були вже отримані до цього. Катодолучевая трубка, яку Рентген використовував у своїх експериментах, була розроблена Й. Хітторфом і В. Круксом. При роботі цієї трубки виникають рентгенівські промені. Це було показано в експериментах Крукса і з 1892 року в експериментах Генріха Герца і його учня Філліпа Ленарда через почорніння фотопластинок. Однак ніхто з них не усвідомив значення зробленого ними відкриття і не опублікував своїх результатів. З цієї причини Рентген не знав про зроблені до нього відкриттях і відкрив промені незалежно - при спостереженні флюоресценції, що виникає при роботі катодолучевой трубки. На деяких мовах ( включаючи російську та німецьку ) ці промені були названі його ім ' ям, незважаючи на його сильні заперечення. Рентген займався Х - променями трохи більше року ( з 8 листопада 1895 по березень 1897 року ) і опублікував про них три статті, в яких було вичерпний опис нових променів, що згодом сотні робіт його послідовників, опублікованих потім протягом 12 років, не могли ні додати, ні змінити нічого суттєвого. Рентген, що втратив інтерес до Х - променів, говорив своїм колегам : « Я вже все написав, не витрачайте даремно час ». Свій внесок в популярність Рентгена внесла також знаменита фотографія руки його дружини, яку він опублікував у своїй статті.

4

5

6 За відкриття рентгенівських променів Рентгену в 1901 році була присуджена перша Нобелівська премія по фізиці, причому нобелівський комітет підкреслював практичну важливість його відкриття.

7 У 1896 році, в Росії, вперше було вжито назву « рентгенівські промені ». В інших країнах використовується бажане Рентгеном назву - X- промені. У Росії промені стали називати « рентгенівськими » за ініціативою учня В. К. Рентгена - Абрама Федоровича Йоффе.

8 Рентгенівські промені виникають при сильному прискоренні заряджених частинок, або при високоенергетичних переходах в електронних оболонках атомів або молекул. Обидва ефекти використовуються в рентгенівських трубках, в яких електрони, випущені катодом, прискорюються під дією різниці електричних потенціалів між анодом і катодом ( при цьому рентгенівські промені не испускаются, так як прискорення занадто мало ) і вдаряються об анод, де відбувається їх різке гальмування. При цьому випускаються рентгенівські промені і в той же час вибиваються електрони з внутрішніх електронних оболонок атомів анода. Порожні місця в оболонках займаються іншими електронами атома. При цьому випускається рентгенівське випромінювання з характерним для матеріалу анода спектром енергій. В даний час аноди виготовляються головним чином з кераміки, причому та їх частина, куди ударяють електрони, - з молібдену. В процесі прискорення - гальмування лише близько 1% кінетичної енергії електрона йде на рентгенівське випромінювання, 99% енергії перетворюється в тепло. Рентгенівське випромінювання можна отримувати також і на прискорювачах заряджених частинок. Так зване синхротронне випромінювання виникає при відхиленні пучка частинок в магнітному полі, внаслідок чого вони відчувають прискорення в напрямку, перпендикулярному їх руху. Синхротронне випромінювання має суцільний спектр з верхньою межею. При відповідним чином вибраних параметрах ( величина магнітного поля і енергія частинок ) в спектрі синхротронного випромінювання можна отримати і рентгенівські промені.

9 Рентгенівське випромінювання є іонізуючим. Воно впливає на тканини живих організмів і може бути причиною променевої хвороби, променевих опіків і злоякісних пухлин. Унаслідок цього при роботі з рентгенівським випромінюванням необхідно дотримувати заходи захисту. Вважається, що поразка прямо пропорційно поглиненої дози випромінювання. Рентгенівське випромінювання є мутогенние фактором.

10 Рентгенівські промені здатні викликати у деяких речовин світіння ( флюоресценцію ). Цей ефект використовується в медичній діагностиці при рентгеноскопії ( спостереження зображення на флуоресціює екрані ) і рентгенівської зйомці ( рентгенографії ). Медичні фотоплівки, як правило, застосовуються в комбінації з підсилюють екранами, до складу яких входять рентгенолюмінофори, що світяться під дією рентгенівського випромінювання і засвічує світлочутливу фотоемульсію. Метод отримання зображення в натуральну величину називається рентгенографією. При флюорографії зображення виходить в зменшеному масштабі. Люминесцирующих речовин ( сццінтіллятор ) можна оптично з ' єднати з електронним детектором світлового випромінювання ( фотоелектронний помножувач, фотодіод і т. п.), отриманий прилад називається сцинтиляційним детектором. Він дозволяє реєструвати окремі фотони і вимірювати їхню енергію, оскільки енергія сцинтиляційне спалаху пропорційна енергії поглиненого фотона.

11 Рентгенівські промені, також як і звичайне світло, здатні безпосередньо засвічувати фотографічну емульсію. Однак без флюоресцирующего шару для цього потрібно в разів більша експозиція ( тобто доза ). Перевагою цього методу ( відомого під назвою безекранная рентгенографія ) є велика різкість зображення.

12 У напівпровідникових детекторах рентгенівські промені виробляють пари електрон - дірка в переході діода, включеного в замикаючому напрямку. При цьому протікає невеликий струм, амплітуда якого пропорційна енергії та інтенсивності падаючого рентгенівського випромінювання. В імпульсному режимі можлива реєстрація окремих рентгенівських фотонів та вимірювання їх енергії. Окремі фотони рентгенівського випромінювання можуть бути також зареєстровані за допомогою газонаповнених детекторів іонізуючого випромінювання ( лічильник Гейгера, пропорційна камера тощо ).

13 За допомогою рентгенівських променів можна « просвітити » людське тіло, в результаті чого можна отримати зображення кісток, а в сучасних приладах і внутрішніх органів ( див. також рентген ). При цьому використовується той факт, що у міститься переважно в кістках елемента кальцію (Z = 20) атомний номер набагато більше, ніж атомні номери елементів, з яких складаються м ' які тканини, а саме водню (Z = 1), вуглецю (Z = 6), азоту (Z = 7), кисню (Z = 8). Крім звичайних приладів, які дають двовимірну проекцію досліджуваного об ' єкта, існують комп ' ютерні томографи, які дозволяють отримувати об ' ємне зображення внутрішніх органів.

14 Виявлення дефектів у виробах ( рейках, зварювальних швах і т. д.)) за допомогою рентгенівського випромінювання називається рентгенівської дефектоскопії. У матеріалознавстві, кристалографії, хімії і біохімії рентгенівські промені використовуються для з ' ясування структури речовин на атомному рівні за допомогою дифракційного розсіювання рентгенівського випромінювання ( рентгеноструктурний аналіз ). Відомим прикладом є визначення структури ДНК.

15 Крім того, за допомогою рентгенівських променів може бути визначений хімічний склад речовини. В електронно - променевому Мікрозонд ( або ж в електронному мікроскопі ) аналізоване речовина опромінюється електронами, при цьому атоми іонізуються і випромінюють характеристичне рентгенівське випромінювання. Замість електронів може використовуватися рентгенівське випромінювання. Цей аналітичний метод називається рентгенофлуоресцентного аналізу. В аеропортах активно застосовуються рентгенотелевізійних інтроскопи, що дозволяють переглядати вміст ручної поклажі та багажу з метою візуального виявлення на екрані монітора предметів, що представляють небезпеку.

16 На Землі електромагнітне випромінювання в рентгенівському діапазоні утворюється в результаті іонізації атомів випромінюванням, яке виникає при радіоактивному розпаді, а також космічним випромінюванням. Радіоактивний розпад також призводить до безпосереднього випромінювання рентгенівських квантів, якщо викликає перебудову електронної оболонки распадающегося атома ( наприклад, при електронному захопленні ). Рентгенівське випромінювання, яке виникає на інших небесних тілах, не досягає поверхні Землі, т. к. повністю поглинається атмосферою. Воно досліджується супутниковими рентгенівськими телескопами, такими як Чандра і XMM- Ньютон.

17