1 6. Promieniowanie Roentgena.Autor: Ada Czernek Kierunek: Górnictwo i geologia Fizyka współczesna Kraków, r.

2 Promieniowanie/ promienie XNazwa „promienie X” oznaczała nieznany typ promieniowania, który wykraczał poza dotychczasowe metody badawcze. Odkrywcą tego przedziału widma fal elektromagnetycznych był niemiecki fizyk, Wilhelm Röntgen. Röntgen w 1901 roku za swoje odkrycie został uhonorowany Nagrodą Nobla — jako pierwszy w dziedzinie fizyki.

3 Promieniowanie/ promienie XPromieniowanie X, popularnie zwane rentgenowskim, jest rodzajem promieniowania elektromagnetycznego o zakresie długości fal w przedziale około 0,001nm do 10nm.

4 Wytwarzanie promieniowania XPromieniowanie te uzyskuje się najczęściej w lampie rentgenowskiej poprzez wyhamowywanie rozpędzonych elektronów na materiale o dużej liczbie atomowej (powyżej 20).

5 Wytwarzanie promieniowania XElektron może być wyhamowany i odbity przez atom wolframu, emitując przy tym energię w postaci promieniowania rentgenowskiego.

6 Wytwarzanie promieniowania XElektron może wybić z wewnętrznej orbity atomu wolframu jeden z jego elektronów. Promieniowanie rentgenowskie powstaje wskutek przejścia elektronu z orbity zewnętrznej na miejsce wybitego wcześniej elektronu.

7

8 Widmo promieniowania rentgenowskiegoZłożony kształt widma jest rezultatem nakładania się dwóch efektów: emisji promieniowania hamowania i emisji promieniowania charakterystycznego.

9 Promieniowanie hamowania

10 Powstawanie widma ciągłego

11 Promieniowanie hamowaniaWidmo promieniowania X wytwarzanego w wyniku bombardowania tarczy Wykonanej z molbidenu elektronami o energii 35 keV.

12 Promieniowanie charakterystycznegdzie: λ- długość fali elektromagnetycznej, Em ,En - energie elektronów na powłokach m i n, prędkość światła w próżni c= · 10^8 [m/s], stała Plancka h= · 10^(-34) [Js].

13 Emisja promieniowania charakterystycznego

14 Prawo Moseleya Prawo to wyraża zależność częstotliwości (ν) linii charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego od liczby atomowej (Z) pierwiastka emitującego to promieniowanie (widmo rentgenowskie): gdzie: σ-stała ekranowania (zależna od serii tj. K, L, M…) C-stała, w przybliżeniu równa stałej Rydberga, Z-liczba atomowa.

15 Prawo Moseleya Dzięki pomiarom częstotliwości promieniowania X w widmie liniowym udało się, na podstawie prawa Moseleya, poprawnie i jednoznacznie wyznaczyć kolejność liczb atomowej znanych pierwiastków. Wykres Moseleya dla linii Kα widma charakterystycznego 21 pierwiastków. Częstość wyznaczona została na podstawie zmierzonej długości fali.

16 Wykorzystanie promieniowania Xw medycynie (prześwietlenia, rentgenowska tomografia komputerowa, leczenie chorób nowotworowych zamiennie za radioizotopy), w przemyśle (do kontroli jakości wykonania materiałów, do sterylizacji produktów spożywczych), do celów bezpieczeństwa (prześwietlania bagażu na lotniskach), do celów artystycznych (do tworzenia fotografii).

17 Dziękuję za uwagę

18 Literatura promienie-x/Centrum Nauki Kopernik; promienie-x Sz. Szczeniowski, Fizyka doświadczalna, cz.V: Fizyka atomu, str. 17 – 40, PWN W-wa, 1976 D. Halliday, R .Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki, str. 85 – 88, PWN W-wa, 2003. P. Dzięcielski, Promieniowanie rentgenowskie Widmo promieniowania rentgenowskiego: ciągłe i charakterystyczne Widmo emisyjne promieniowania rentgenowskiego-promieniowanie, 2008. Elektromagnetyzm- promieniowanie elektromagnetyczne; Wilhelm Roentgen, odkrycie i własności promieniowania X; Nature, 2008; promienie-x/