Гіпермаркет знань >> Фізика і астрономія >> Фізика 11 клас >> Рентгенівські промені
§ 85 PEHTГЕНОВСКІЕ ПРОМЕНІ
рентгенівське випромінювання - це випромінювання з частотами в діапазоні від 3 • 1016 до 3 • 1020 гц.
Відкриття рентгенівських променів. Рентгенівські промені були відкриті в 1895 році німецьким фізиком Вільгельмом Рентгеном. Рентген вмів спостерігати, помічати нове там, де багато вчених до нього не виявляли нічого примітного. Цей особливий дар допоміг йому зробити чудове відкриття. 
Рентген Вільгельм (1845-1923) - німецький фізик, який знайшов в 1895 р короткохвильове електромагнітне випромінювання - рентгенівські промені. Відкриття рентгенівських променів справила величезний вплив на весь наступний розвиток фізики , Зокрема привело до відкриття радіоактивності. Йому була присуджена перша Нобелівська премія з фізики. Сприяв швидкому поширенню практичного застосування свого відкриття в медицині. Конструкція створеної ним першої рентгенівської трубки для отримання рентгенівського проміння майже не змінилася до теперішнього часу.
В кінці XIX ст. загальну увагу фізиків привернув газовий розряд при малому тиску. При цих умовах в газорозрядної трубці створювалися потоки дуже швидких електронів. У той час їх називали катодними променями. Природа таких променів ще не була з достовірністю встановлено. Відомо було лише, що вони беруть початок на катоді трубки.
Зайнявся дослідженням катодних променів. Рентген скоро помітив, що платівка поблизу розрядної трубки виявлялася засвіченою навіть в тому випадку, коли вона була загорнута в чорний папір. Після цього йому вдалося спостерігати ще одне дуже вразило його явище. Паперовий екран, змочений розчином платіносінеродістим барію, починав світитися, якщо їм обгортають розрядна трубка. причому коли Рентген тримав руку між трубкою і екраном, то на екрані було видно темні тіні кісток на тлі більш світлих обрисів всієї кисті руки.
Вчений зрозумів, що при роботі розрядної трубки виникає якесь невідоме раніше сильно проникаюче випромінювання. Він назвав його Х-променями. Згодом за цим випромінюванням міцно зміцнився термін «рентгенівські промені».
Рентген виявив, що нове випромінювання з'являлося в тому місці, де катодні промені (потоки швидких електронів) стикалися зі скляною стінкою трубки. У цьому місці скло світилося зеленуватим світлом.
Наступні досліди показали, що Х-промені виникають при гальмуванні швидких електронів будь-якою перешкодою, зокрема металевими електродами.
Властивості рентгенівських променів. Промені, відкриті Рентгеном, діяли на фотопластинку, викликали іонізацію повітря , Але помітним чином не відбивалися від будь-яких речовин і не відчували заломлення. Електромагнітне полі не чинило жодного впливу на напрямок їх поширення.
Відразу ж виникло припущення, що рентгенівські промені - це електромагнітні хвилі, які випромінюються при різкому гальмуванні електронів. Велика проникаюча здатність рентгенівських променів і інші їх особливості зв'язувалися з малою довжиною хвилі. За ця гіпотеза потребувала доказах, і докази були отримані через 15 років після смерті Рентгена.
Дифракція рентгенівських променів. Якщо рентгенівське випромінювання являє собою електромагнітні хвилі, то воно повинно виявляти дифракцию - явище, притаманне всім видам хвиль. Спочатку пропускали рентгенівські промені через дуже вузькі щілини в свинцевих пластинках, але нічого схожого на дифракцію виявити не вдавалося.
Німецький фізик Макс Лауе припустив, що довжина хвилі рентгенівських променів занадто мала, для того щоб можна було виявити дифракцію цих хвиль на штучно створених перешкоди. Адже не можна зробити щілини розміром 10-8 см, оскільки такі розміри самих атомів. А що, якщо рентгенівські промені мають приблизно таку ж довжину хвилі ? Тоді залишається єдина можливість - використовувати кристали. Вони являють собою впорядковані структури, де відстані між окремими атомами по порядку величини рівні розмірам самих атомів, т. Е. 10-8 см. Кристал з його періодичною структурою і є те природне пристрій, який неминуче має викликати помітну дифракцию хвиль, якщо їх довжина хвилі близька до розмірів атомів.
І ось вузький пучок рентгенівських променів був спрямований на кристал, за яким розташовувалася фотопластинка. Результат повністю узгоджувався з самими оптимістичними очікуваннями! Поряд з великим центральним плямою, яке давали промені, що поширюються по прямій, виникли регулярно розташовані невеликі цятки навколо центрального плями (рис. 10.5). Поява цих цяток можна було пояснити тільки дифракцией рентгенівських променів на впорядкованої структури кристала.
Дослідження дифракційної картини дозволило визначити довжину хвилі рентгенівських променів. Вона виявилася менше довжини хвилі ультрафполетового випромінювання і по порядку величини дорівнювала розмірами атома.
Застосування рентгенівських променів. Рентгенівські промені широко використовують на практиці.
В медицині вони застосовуються для постановки правильного діагнозу захворювання, а також для лікування ракових захворювань. 
Поглинання рентгенівських променів пропорційно щільності речовини. Тому за допомогою рентгенівських променів можна отримувати фотографії внутрішніх органів людину. На цих фотографіях добре помітні кістки скелета (рис. 10.6) і місця перероджень м'яких тканин.
Дуже великі застосування рентгенівських променів в наукових дослідженнях. За дифракційної картині, що дається рентгенівськими променями при їхньому проходженні крізь кристали, вдається встановити порядок розташування атомів в просторі - структуру кристалів. Зробити це для неорганічних кристалічних речовин виявилося не дуже складним. Але за допомогою рентгеноструктурного аналізу можна розшифрувати також будова найскладніших органічних сполук, в тому числі білків. Зокрема, було визначено структуру молекули гемоглобіну, що містить десятки тисяч атомів.
Ці досягнення стали можливими завдяки тому, що довжина хвилі рентгенівських променів дуже мала, саме тому вдалося «побачити» молекулярні структури, а саме: отримати дифракційну картину, за допомогою якої після її розшифровки можна відновити характер просторового розташування атомів.
Пристрій рентгенівської трубки. В даний час для отримання рентгенівського проміння розроблені досить досконалі пристрої, які називаються рентгенівськими трубками.
На малюнку 10.7 зображена спрощена схема електронної рентгенівської трубки. Катод l являє собою вольфрамову спіраль, що випускає електрони за рахунок термоелектронної емісії. Циліндр 3 фокусує потік електронів, які потім соударяются з металевим електродом (анодом) 2. При цьому з'являються рентгенівські промені. Напруга між анодом і катодом досягає декількох десятків кіловольт. У трубці створюється глибокий вакуум; тиск газу в ній не перевищує 10-5 мм рт. ст. 
У потужних рентгенівських трубках анод охолоджується проточною водою, так як при гальмуванні електронів виділяється велика кількість теплоти. В корисне випромінювання перетворюється лише близько 3% енергії електронів.
Гамма-промені. За своїми властивостями 
-лучи дуже сильно нагадують рентгенівські, але тільки їх проникаюча здатність набагато більше, ніж у рентгенівських променів. Це наводило на думку, що -лучи представляють собою електромагнітні хвилі. Всі сумніви в цьому відпали після того, як була виявлена дифракція -променів на кристалах і виміряна їх довжина хвилі. Вона виявилася дуже малою - від 10-8 до 10 -11 см.
На шкалі електромагнітних хвиль у-промені йдуть безпосередньо за рентгенівськими. швидкість поширення -променів така ж, як у всіх електромагнітних хвиль, - близько 300 000 км / с.
Рентгенівське випромінювання широко використовується в медицині , Для наукових досліджень.
Рентгенівські промені, як і -випромінювання - електромагнітні хвилі з малою довжиною хвилі.
1. Як влаштована рентгенівська трубка!
2. Чому важко виготовити рентгенівський мікроскоп!
Мякішев Г. Я., Фізика. 11 клас: навч. для загальноосвіт. установ: базовий і профілі. рівні / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругін; під ред. В. І. Миколаєва, Н. А. Парфентьевой. - 17-е изд., Перераб. і доп. - М.: Просвещение, 2008. - 399 с: ил.
Планування фізики, матеріали з фізики 11 класу завантажити , підручники онлайн
зміст уроку 
конспект уроку
опорний каркас презентація уроку акселеративного методи інтерактивні технології Практика завдання і вправи самоперевірка практикуми, тренінги, кейси, квести домашні завдання дискусійні питання риторичні питання від учнів Ілюстрації аудіо-, відео- та мультимедіа фотографії, картинки графіки, таблиці, схеми гумор, анекдоти, приколи, комікси притчі, приказки, кросворди, цитати Доповнення реферати статті фішки для допитливих шпаргалки підручники основні і додаткові словник термінів інші Удосконалення підручників та уроків виправлення помилок в підручнику оновлення фрагмента в підручнику елементи новаторства на уроці заміна застарілих знань новими Тільки для вчителів ідеальні уроки календарний план на рік методичні рекомендації програми обговорення Інтегровані уроки
Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, Напишіть нам .
Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - освітній форум .
