Рентгенівське випромінювання

Зміст

Вступ

1. Рентгенівське випромінювання

1.1 Природа та одержання рентгенівського випромінювання

1.2 Гальмівне та характеристичне рентгенівське випромінювання та його спектри

2. Рентгенівські спектри атомів

3. Поглинання і розсіяння рентгенівського випромінювання

4. Застосування рентгенівського випромінювання

Висновок

Література

Вступ

У міру поглиблення і розширення знань про структуру хімічних сполук, металів і сплавів інтерес хіміків і металознавців до проблеми хімічного зв'язку усе більш підвищується. Це знаходить|находить| своє вираження в інтенсивній розробці багатьох питань теорії і в ще більшій мірі - в розвитку багаточисельних|численних| нових експериментальних методів дослідження. Важливого|поважного| значення набувають фізичні методи дослідження, що дозволяють більш менш безпосередньо встановлювати зв'язок хімічних і фізичних властивостей речовини з його будовою і з особливостями розподілу по енергіях електронів в металі або в з'єднанні|сполуці|. До таких методів належать, в першу чергу, вивчення магнітних характеристик речовини, рентгенівські і деякі оптичні методи.

Зараз немає необхідності пропагувати вживання рентгенографічних і электроннографічних методів дослідження в хімії. Їх роль в хімії взагалі, і головним чином в стереохімії і металознавстві, загальновідома і загальнопризнана. Навпаки, доречніше вказати на властивих цим методам недоліки. Рентгенографічний і электроннографічний методи, як правило, не є «прямими» методами вивчення просторового розташування атомів в молекулах і кристалах, що дозволяють «бачити» основні структурні складові з'єднання. Найбільш достовірним зазвичай є той варіант структури, в якому що найкраще узгоджуються обчислена і спостережена картини інтерференції рентгенівських або електронних хвиль в речовині. При цьому фіксованими виявляють лише центри тяжіння атомів, створюючи структуру. Думка ж про типа сі;: хімічному зв'язку, що обумовлюють стійкість з'єднання, робиться з різною мірою достовірності, на підставі непрямих міркувань і напівемпіричних узагальнень. Фур’є-аналіз, за допомогою якого можна вивчати розподіл електронної щільності в з'єднання і таким чином кількісно оцінювати характер хімічного зв'язку між складовими їх атомами, широкого вживання ще не отримав: він використовується лише для кристалів із заздалегідь добре вивченою кристалічною структурою. Таким чином, здається виправданим залучення до сфери физико-хімічних досліджень нових фізичних методів вивчення мікроскопічної структури твердих і рідких тіл; ці методи чутливіші до зміни електронної будови атомів, чим сучасний структурний аналіз.

1. Рентгенівське випромінювання

Рентгенівське випромінювання було відкрите у 1895 р. видатним німецьким вченим В. Рентгеном (1845-1923), яке він назвав λ-променями. Пізніше воно було названо на його честь. Якщо основні властивості рентгенівського випромінювання були вивчені в досить короткий час після їх відкриття, то їх природа довгий час залишалась нез'ясованою.

1.1 Природа та одержання рентгенівського випромінювання

В 1912 р. М. Лауе одержав дифракцію рентгенівського випромінювання на монокристалах, що довело їх хвильову природу. Оскільки воно сильно іонізує повітря, не зазнає відхилення в електричному і магнітному полях, викликає почорніння фотоемульсій, то було зроблено висновок про його електромагнітну природу.

У 1907 р. В. Він (1864-1928), вимірюючи енергію фотоелектронів, які звільнялися під дією рентгенівського випромінювання, визначив довжину його хвилі. Було встановлено, що довжина хвилі '= 7*10 ^-5 мкм. Таким чином було доведено, що рентгенівське випромінювання має ту саму природу, що й світло, і відрізняється від нього лише досить малими довжинами хвиль. Рентгенівські хвилі охоплюють широкий інтервал довжин: від 0,01 до 10^-8 мкм.

Джерелами рентгенівського випромінювання є рентгенівські трубки, які в простіших випадках являють собою двоелектродні вакуумні прилади різних конструкцій і розмірів. На рис. 1.1 наведена схема рентгенівської трубки. У скляну трубку введено електроди: К (катод) і А (анод). Катод розжарення є джерелом електронів. Між катодом і анодом підтримується різниця потенціалів U в десятки і сотні кіловольтів. Електрони, які набули високих енергій у прискорювальному електричному полі, бомбардують анод А, площина якого утворює з напрямом руху електронів кут 45°. Внаслідок цього рентгенівське випромінювання, що виникає при гальмуванні електронів анодом, виходить із трубки через отвір захисного свинцевого екрану. Оскільки напруга на трубці досить висока, то вона завжди працює в режимі струму насичення. Щоб змінити інтенсивність рентгенівського випромінювання, змінюють струм розжарення катода. Коефіцієнт корисної дії рентгенівських трубок близько 1 % , тобто 99 % кінетичної енергії електронів перетворюється в тепло. За принципом одержання електронних пучків рентгенівські трубки поділяють на три типи: іонні, електронні та індукційні. Джерелами рентгенівського випромінювання можуть бути природні та штучні радіоактивні елементи, а також ряд небесних тіл. Так, сонячна корона дає потужне рентгенівське випромінювання в інтервалі хвиль 10 ³ -10^-2 мкм, а Місяць під впливом потоку протонів(особливо в роки активного Сонця) дає інтенсивне рентгенівське випромінювання.

1.2 Гальмівне та характеристичне рентгенівс