Radiaţiile X de frânare şi caracteristice. Interacţiunea cu substanţa.

în cea de a 11-a lecții de fizică

atomică vom prezenta un prim set

de aplicații ale fizicii atomice

și anume radiațiile x radiațiile

x sunt unde electromagnetice de

mare energie în practică Avem două

tipuri de radiații x în aplicațiile

practice și anume radiațiile moi

care au o energie între 124 RON

volți și 12 kg electron volt ceea

ce corespunde unei lungimi de undă

a radiației între 10 la minus 8

și 10 la minus 10 m iar pentru

radiațiile dure avem o energie

mai mare între 12 KL volți și 2 m

Electro volți ceea ce corespunde

unei lungimi de undă de 10 la minus

10 între 10 la minus 10 și 10 la

minus 13 metri radiațiile x sunt

de două tipuri din punct de vedere

al mecanismului de generare alora

primul tip sunt radiațiile x de

frânare care se obțin prin frânare

electronilor de mare energie în

câmpul electromagnetic al atomilor

Haideți să discutăm un pic acest

mecanism de generare a radiațiilor

x experimental al acestei radiații

se pot obține felul următor folosind

mâncat tot incandescente legat

la o numită sursă de curent electric

conține un filament și Deci filamentul

se va încălzi și atunci va emite

electroni acest electroni sunt

apoi accelerați întrun c electric

cu o tensiune foarte mare o valoare

tipică a tensiunii de accelerare

electronilor întruna astfel de

tub este de 10.000 de volți 1020

30000w Deci tensiuni foarte mari

pentru obținem energii cinetice

mari ale electronilor și apoi acești

electroni sunt îndreptați către

un enut metalic nici una note făcut

din dintre o foaie metalică Unde

au loc două efecte primul aspect

și cel mai important pentru aplicația

noastră este după cum am spus frânarea

electronilor în câmpul atomilor

care are loc cu emisie radiației

xSlayder electromagnetice de tip

X un al doilea fenomen ce are loc

este încălzirea anodului prin transfer

de energie termică montată în ecuațiile

pe care vă înscrie imediat cu w

Deci ca să Reprezentăm schematic

avem un fascicul de ele drone de

mare energie care intră în cat

aude în satul nostru metalic în

foaia metalică și aici va interacționa

cu câmpul electric al nucleelor

Care este pozitiv De ce electronii

sunt încărcați negativ în sarcina

negativă și interacționează cu

câmpul electromagnetic al nucleului

Deci traiectoria lor va fi curbată

datorită acestei interactii și

după cum știm din electromagnetismul

clasic orice sarcină electrică

aflată pe o traiectorie curbată

are o accelerație și atunci va

emite radiații electromagnetică

Deci din momentul în care traiectoria

electronilor se curbează iei vor

emite radiație electromagnetică

Care este exact radiația noastră

x de frânare în câmpul electric

al nucleului Deci avem o Energy

o anumită energie hazliu a fotonilor

amic în această parte a traiectoriei

putem scrii imediat ecuațiile de

conservare a energiei deci în primul

rând în starea inițială a electronului

înainte de interacție interacțiunea

cu nucleul avem o energie cinetică

mv pătrat împărțit la 2 care este

egală cu energia sau mai exact

cu lucrul mecanic transferat de

către tensiunea electrică pentru

a obține această cele accelerare

De ce avem lucru mecanic Care este

sarcina ori tensiunea electrică

este egală este egal cu energia

cinetică maximă înainte de intrarea

în înot Care este învățat împărțit

la 2 și care va fi egală cu energia

finală după interacțiune Care este

formată din energia fotonilor emiși

De ce energia radiației x x plus

adunată cu acest această energie

termică ce dată a nodului Deci

după Ce electronii emit o serie

continuă de astfel de radiații

x și sunt încetiniți în final e

numai îmi tradiție electromagnetice

ci pur și simplu transferă ultima

parte a energiei nodului sub formă

de energie termică deci pur și

simplu anodul se încălzește dacă

Reprezentăm grafic spectrul așa

numitul spectrul de emisie Care

este intensitatea radiației electromagnetice

emise De ce intensitate a radiației

x ca funcție de lungimea de undă

a aceste radiații care este egal

și cu viteza luminii în vid ce

împărțite la frecvența radiației

Deci dacă prezentăm e ca funcție

de Lambda vom observa că această

radiații x de frânare are următoarea

dependență Deci pentru o anumită

tensiune obținem această dependență

cu o valoare minimă apoi un maxim

și apoi o anumită coadă spre valori

foarte mare foarte mari ale lungimii

de undă aceasta pentru anumită

tensiune dacă folosim o tensiune

u 2 mai mare obținem o curbă similară

dar cu o amplitudine mai mare a

intensități Deci aceeași coadă

către lungimi de undă foarte mari

și un maxim pentru un mai mare

pentru 2 mai mare decât 1 faptul

că intensitatea radiației este

mai mare pentru tensiuni mai mari

are bineînțeles în side să discutăm

despre această lungime de undă

minim din această ecuație observăm

că există o valoare maximă a frecvenței

radiației mese care are loc atunci

când toată energia electronului

este transferată catodului în urmă

interacției de frânare Deci în

cazul în cap transferul de energie

termică este minim sau aproximativ

0 și De ce atunci toate energie

inițială va fi egală cu h ori nu

maxim nu după cum știm este si

supraland Dar de ce avem o valoare

minimă a lui Lambda acest prag

minim Care este egal cu a c împărțit

la ea Deci pentru fiecare valoare

individuală a aleasă pentru una

tensiunea de accelerare vom avea

soare acestui prag minim a lungimii

de unt bineînțeles după cum vedem

din acest din acest grafic a spectrului

radiației mese El este continuu

Deci avem o distribuție continuă

a lungimii de undă are o amplitudine

Care este proporțională cu tensiunea

de accelerare și există o limită

sau un prag pentru lungimea de

undă Misa la valori ale lungimii

de undă al doilea tip de radiații

x ce se obțin înturna astfel de

experiență în general sunt așa

numitele radiații x caracteristici

ele se obțin prin excitarea electronilor

de pe păturile inferioare ale atomilor

mai exact în experimentul descris

pe scurt în minutul precedent sau

minutele precedente poate avea

loc și un alt fel de Proces în

atomii din anode și electronii

ce provin din cotor și interacționează

cu cu atomi din anul Deci electroni

se pot frâna după cum am vorbit

în câmpul electromagnetic al nucleului

dar e de asemeni pot ciocni de

5 electroni care vin dinspre dinspre

ca tot pot ciocni electroni aflați

pe straturile inferioare ale acestui

atom și în concluzie acești electroni

vor executa excitări vor fi vor

fi executat tranziții către nivelele

superioare energetice bineînțeles

imediat a aceștia electronic vor

se vor reîntoarce pe nivelele inferioare

de unde au provenit pentru că atomul

trebuie să revină în starea de

echilibru energetic energie minimă

Și de ce II vor emite radiații

radiațiile mese în momentul întoarcerii

în starea inițială sunt un alt

tip de radiații x Deci nu este

energia fotonilor emiși la dezești

tarea acestor aiton din anul dacă

Reprezentăm grafic din nou intensitatea

radiației emisă funcție de lungimea

de undă vom avea un concluzie după

cum am discutat spectrul radiației

de frânare Care este continuă această

este spectrul radiației produse

radiații x produse Prin primul

mechanism în plus vom obține alte

componente datorită datorate acestui

nou mecanism și anume a radiațiilor

x caracteristice care vor fi va

va vor avea un spectru discret

Deci vom avea așa numite picuri

de intensitate care se vor suprapune

peste distribuția continuu Deci

în acest tip de grafic Avem două

componente componenta radiații

x de frânare și componenta radiații

x caracteristice care va apărea

la anumite frecvențe sau lungimi

de undă discret Deci vom avea un

Lambda 1.2 Lambda 1 3 și așa mai

departe poziția acestor frecvențe

caracteristicii e dată de așa numita

lege mosule care după cum vedeți

este o variantă modificată a legii

seriilor spectrale în sensul că

se ia în considerare sarcină nucleului

și avem o un parametru experimental

numită constantă De ecranare notat

cu Sigma care conține în prima

Proxima ție interacțiune dintre

electronici interacție de tip electron

electron numerele m și ca sunt

după cum am discutat în legea zilelor

spectrale numerele cuantice principale

ale nivelelor între care au loc

acestei Tranzit să discutăm ultimul

subiect Deci am văzut cum anume

sunt generate aceste radiații x

și anume prin frânare și prin aceste

tranziții caracteristice nivelele

atomului și am văzut cum arată

spectrul și anume are o componentă

continuă și una discretă Haideți

să vedem ce se întâmplă aceste

radiații x interacționează cu substanța

Avem așa numita lege de absorția

radiațiilor în substanță care spune

pur și simplu că intensitatea radiației

x la anumită distanță x notată

cu X mic parcursă în material este

egală cu intensitatea la intrarea

în materia înmulțită cu o exponențială

descrescătoare ca funcție de această

distanță și o constantă ca numită

coeficient de absorbție și simplu

dacă avem un material și eu radiații

x care intră în el notăm cu e 0

intensitatea la în momentul intrării

în material și cu e ca funcție

de x intensitatea După ce radiații

a parcurs o anumită distanță x

a la la Distanța x0 e pe la minus

x este foarte important faptul

că acest coeficient de absorție

crește cu numărul Atomic a al materialului

prin care radiații x se propagă

aceasta acest fapt are multiple

aplicații practice deoarece substanțele

cu a mic vor deveni aproximativ

transparente față de radiațiile

x ele interacționează mult mai

slab radiațiile x interacționează

mult mai slab cu cele care au mic

și în consecință vom avea efectul

invers în substanțele ce au numărul

Atomic a mare ele sunt opace față

de radiațiile x în medicină acest

lucru este folosit în radiografiile

cu raze x deoarece țesuturile moi

conțin preponderent apă care are

un număr Atomic mic și Deci ele

vor fi întru o Buna aproximație

transparente față de aceste radiatii

pe când alte organe sau alte alte

tipuri de țesuturi din organismul

nostru precum Oasele sunt formate

din atomi cu număr atomic nu mai

mare în particular din calciu care

are numărul atomic 40 ele devenind

o pace față de această radiat și

în concluzie putem vedea un o radiografie

a toracelui unei persoane unui

om și putem vedea Că întradevăr

în locurile în zonele în care dominante

sunt țesuturile moi radiația trece

iar în zonele în care radiație

întâlnește oase obținem o imagine

și felul acesta se obține radiografia

o altă aplicație foarte importantă

a radiațiilor x este defectoscopie

în industrie e defectoscopia este

un ora mură a ingineriei care se

ocupă cu detectarea defectelor

sau a fisurilor În structuri industriale

foarte importante foarte sensibile

precum mă conductele de înaltă

presiune aripi de avion șine de

tren există multe structuri mecanice

în care este foarte important să

detectăm din timp și cu mare acuratețe

fisurile ce pot se pot dezvolta

în timp și provoca catastrofe radiațiile

x sunt folosite pentru detectarea

fisurilor În astfel de componente

mecanice extrem de sensibile o

altă aplicație este în controlul

vamal Dacă ați fost la aeroport

Bineînțeles că ați fost ați trecut

pentru un punct de control vamal

în care se folosesc astfel de aparate

pentru detectarea substanțelor