Рентгеновское излучение. Изотов В.В - 4 стр.

                               Глава I
                           Физика явления.
       Рентгеновские лучи – это электромагнитное излучение, которое
возникает либо при торможении свободно движущейся заряженной частицы,
либо при электронных переходах во внутренних оболочках атома. Спектры этих
двух видов излучения существенно различаются. В первом случае это
тормозной спектр с непрерывным распределением по длинам волн,
коротковолновая граница которого обрывается при энергии, равной
максимальной кинетической энергии заряженной частицы. Строение
тормозного спектра не зависит от материала, на котором происходит
торможение заряженной частицы (в рентгеновской трубке это материал анода).
       Во втором случае спектр линейчатый. Он зависит от материала,
излучающего его, и характеризуется им. Каждый элемент обладает своим,
характерным для него линейчатым спектром, поэтому линейчатые
рентгеновские спектры называются также характеристическими.
       Рентгеновское излучение лежит в диапазоне длин волн примерно от 102
до 10–2 Å, что по энергии фотонов соответствует области от 100 эВ до 1 МэВ.
Однако четких границ здесь нет; так, фотоны в синхротронном излучении
(тормозном спектре) могут обладать энергией, большей 1 МэВ. Рентгеновский
диапазон обычно делится на две части, λ < 2Å соответствует жесткому
излучению, а λ > 2Å – мягкому.
       Рентгеновские лучи обладают проникающей способностью, тем более
сильной, чем жестче они (чем короче их длина волны). Это свойство послужило
причиной широкого использования рентгеновского излучения в различных
аппаратах, – от рентгеновского томографа в медицине до приборов
количественного элементного анализа высокой точности.
       Предлагаемая      лабораторная     задача    посвящена      изучению
характеристических спектров излучения (эмиссии) различных элементов,
поэтому здесь будет кратко описано явление возникновения этих спектров и их
свойства.
       В нормальном состоянии многоэлектронный атом представляет собой
положительно заряженное ядро, окруженное системой электронных оболочек от
самой внутренней с главным квантовым числом n=1, до внешней с n,
соответствующим данному элементу (максимальное значение n=7 соответствует
концу таблицы периодической системы элементов). Оболочки обозначаются
буквами K,L,M,N,O,P,Q в соответствии с ростом n, начиная от единицы. На
каждой оболочке находится определенное число электронов в соответствии с
принципом Паули. Следует отметить, что понятие “оболочка” более
соответствует энергетическому понятию (которое можно заменить термином
“уровень энергии”), чем координатному. В соответствии с квантовой механикой
электроны в атоме как бы “размазаны” по объему с максимумом вероятности
локализации на оболочке. В то же время в энергетическом пространстве
наблюдается более четкое разделение между оболочками - уровнями энергии,
хотя и здесь наблюдается определенное их перекрывание.
       В нормальном состоянии атом не излучает и не поглощает энергию.
Излучение, связанное с переходами во внутренних оболочках возможно лишь в
случае, когда один или несколько внутренних электронов будут удалены.
Любой электрон, принадлежащий внешней (по отношению к образовавшейся
вакансии – “дырке”) оболочке, оказывается возбужденным. Это приводит к

                                     4