Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Годжаев Н.М. -> "Оптика " -> 65

Оптика - Годжаев Н.М.

Годжаев Н.М. Оптика — М.: Высшая школа, 1977. — 432 c.
Скачать (прямая ссылка): optika1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 59 60 61 62 63 64 < 65 > 66 67 68 69 70 71 .. 185 >> Следующая

называются белым рентгеновским излучением. Белое излучение по известным
причинам называется также тормозным.
Как показывают опытные данные, рентгеновские лучи сплошного спектра
возникают при энергиях электронов, не превышающих некоторой критической
величины (обычно при напряжениях на трубке до 20-30 кВ), характерной для
данного материала антикатода. Рентгеновские лучи сплошного спектра имеют
резкую границу со стороны коротких длин волн, называемую коротковолновой
границей сплошного спектра.
На рис. 6.37 представлены спектры излучения для вольфрамового антикатода
при разных постоянных значениях разности потенциа-
* Под рентгеновским излучением будем понимать электромагнитное излучение,
длина волны которого лежи г в интервале 0,01-800 А.
Рис. 6.36
Рис. 6.37
158
лов между катодом и антикатодом. На рисункё четко выражены
коротковолновые границы сплошного спектра рентгеновских лучей.
Возникновение сплошного спектра, как мы видели выше, хорошо объясняется
классической теорией излучения (тормозное излучение). Однако из
классической теории не вытекает существование коротковолновой границы
спектра. Эмпирически найдено, что произведение граничной длины волны А,шш
на величину разности потенциалов остается постоянным, т. е.
^""K^onst. (6.36)
Квантовая теория объясняет существование коротковолновой границы спектра.
На самом деле, очевидно, максимальная энергия рентгеновского излучения,
возникшая за счет торможения электрона, не может превышать энергию,
сообщенную электрону ускоряющим электрическим полем, т. е.
h\\aKc^=eV. (6.37)
Отсюда
Vv"kc = X-. (6'38>
Если из эксперимента найти vMaKC, то при известном V с помощью формулы
(6.38) можно определить постоянную Планка (К).
Определенное таким способом значение /г является наиболее точным. Из
формулы (6.38), как легко видеть, вытекает (6.36). На самом деле, так как
А,МИ11 = c/vMaKC, то /ivMaKC = hdlma = eV. Отсюда
Амин V = e/hc - const.
Рентгеновские лучи дискретного спектра. В случае, когда энергия электрона
достигает некоторого критического значения, характерного для материала
антикатода, или превышает его, на фоне сплошного спектра возникают
интенсивные максимумы с дискретными значениями энергии. Поскольку
рентгеновские лучи такого рода зависят от материала антикатода, то они
обычно называются характеристическими рентгеновскими лучами.
Характеристические рентгеновские лучи обладают отличительными свойствами.
Известно, что оптический спектр изолированного атома состоит из отдельных
линий. При образовании молекулы оптический спектр усложняется - возникает
полосатый спектр. При переходе вещества в твердое состояние изменяется
характер спектра: он может стать сплошным. В отличие от этого линейчатый
рентгеновский спектр атома не изменяется; он не зависит от того, к какому
веществу относится. По-видимому, характеристические рентгеновские лучи
порождаются не слабо связанными с ядром валентными (оптическими)
электронами, а электронами, расположенными близко к ядру.
Прежде чем объяснить возникновение характеристических рентгеновских
лучей, определим, исходя из постулата Бора, полную энергию
водородоподобного атома (иона, имеющего единственный
159
электрон вокруг ядра) с порядковым номером Z. Полная энергия электрона Е
состоит из кинетической энергии и потенциальной энергии взаимодействия
электрона с ядром, т. е.
** (6.39)
г
где т и v - соответственно масса и скорость электрона, а г - расстояние
электрона от ядра. Согласно постулату Бора, стационарными являются
орбиты, для которых момент количества движения электрона mvr принимает
дискретный ряд значений:
mvr = nh/2n, (6.40)
где п-целые натуральные числа (п - 1, 2, 3, ...). Для стационарных
круговых орбит центробежная сила равна силе притяжения электрона к ядру:
Ze2/r2 - mv2/r. (6.41)
Исключая скорость из выражений (6.40) и (6.41), получим выражение для
радиусов стационарных орбит:
= <6-42)
Учитывая (6.41) и (6.42) в (6.39), получим
En=-2j^-, (6.43)
где Еп - полная энергия электрона в п-ы стационарном
состоянии.
Знак минус в (6.43) перед полной энергией электрона указывает
на связанное состояние его с ядром.
Как следует из выражения (6.43), с увеличением номера орбит (п)
абсолютное значение энергии уменьшается. Так как перед выражением энергии
стоит минус, то с увеличением п энергия электрона увеличивается. Если
схематически энергии отдельных орбит изобразить горизонтальными линиями
(как мы это делали до сих пор), то, как следует из (6.43), при малых
значениях п так называемые энергетические уровни далеко отстоят друг от
друга. С увеличением п энергетические уровни (и соответствующие орбиты)
сближаются друг с другом. Состояние с п = 1 называется основным, а
состояния с п>1 - возбужденными. За орбитой (оболочкой) с п = 1
укрепилось название К-оболочки. При п = 2, 3, 4, и т. д. оболочки
называются соответственно L, М, N и т. д. Пользуясь условием частот Бора,
можно определить частоту перехода из п-й на k-ю оболочку:
Предыдущая << 1 .. 59 60 61 62 63 64 < 65 > 66 67 68 69 70 71 .. 185 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed