Интерференция волн. Дифракция волн. Дифракция света. Дифракционная решетка. Дисперсия волн, типы спектров, спектральный анализ, страница 20

17 Рентгеновская трубка.

На рисунке 11 схематически показано устройство современной рентгеновской трубки. В вакуумной трубке расположены электроды: подогревный катод и антикатод (анод). Поверхность антикатода скошена, не параллельна поверхности катода. Катод присоединяется к отрицательному, а антикатод к положительному полюсам источника высокого напряжения. При этом поверхность антикатода испускает пучок рентгеновских лучей. Направление излучения перпендикулярно поверхности антикатода.

18 Природа рентгеновского излучения.

Природа рентгеновского излучения оставалась невыясненной до 1906 г., когда была открыта его поляризация. Позже, в 1912 г. немецкому физику Максу Лауэ удалось обнаружить дифракцию рентгеновского излучения. Схема опыта Лауэ приведена на рисунка •12.  Пучок рентгеновского излучения, пройдя сквозь монокристалл К, попадал на экран Э. На экране наблюдалась картина, изображенная на рисунке 13 которая получила название лауэграммы. Лауэграммы напоминает дифракционную картину, которая наблюдалась при

	Рисунок 12 - Схема опыта Лауэ

 

прохождении света сквозь две скрещенные (расположенные параллельно друг другу, но так, чтобы их щели были взаимно перпендикулярны) дифракционные решетки.

Образование лауэграммы можно объяснить следующим образом. Монокристалл представляет для рентгеновских лучей своеобразную дифракционную решетку. Узлы кристаллической решетки служат преградами, а междуузлия прозрачны. Рентгеновское излучение дифрагирует на кристаллической решетке и образует дифракционные максимумы и минимумы.

Таким образом, было установлено, что рентгеновское излучение имеет волновую природу. Открытие поляризации рентгеновского излучения указывало на то, что рентгеновское излучение представляет собой поперечные волны. Исследование других свойств этого излучения подтвердило, что оно имеет электромагнитную природу. Рентгеновские лучи оказались электромагнитным излучением, подобным световому, но со значительно меньшей длиной волны.

Изучение дифракционных картин позволило измерить длину волны рентгеновского излучения. Оказалось, что она охватывает интервал от 10 ^-12  до 8 • 10^{-8 м.}

19. Механизм образования рентгеновского излучения. Исследования показали, что рентгеновское излучение возникает при торможении веществом антикатода быстрых электронов, испускаемых катодом и разгоняемых электрическим полем. При торможении электронов их кинетическая энергия превращается в энергию излучения. Поэтому такое излучение называют тормозным. Спектр тормозного рентгеновского излучения является сплошным (рис. 13). Со стороны малых длин волн он имеет резкую границу. Положение этой границы зависит от ускоряющего напряжения, т. е. от энергии электронов: чем

больше энергия электронов, тем меньше соответствующая этой границе длинна волны.

Существование коротковолновой границы для тормозного рентгеновского излучения легко объяснить, если допустить, что рентгеновское излучение, как и световое, имеет квантовый характер, и энергия одного фотона

Определяется кинетической энергией

одного электрона. При таком предположении

 

откуда

Так как

То

Полученная формула исключительно точно подтверждена экспериментом, что доказывает правильность предположения о квантовом характере рентгеновского излучения.

Более того, так как , е и и можно весьма точно измерить на опыте, а значение скорости света с было с высокой точностью найдено в специальных экспериментах, то эта формула часто используется для определения постоянной Планка: