Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гольдин Л.Л. -> "Квантовая физика. Водный курс" -> 64

Квантовая физика. Водный курс - Гольдин Л.Л.

Гольдин Л.Л., Новиков Г.И. Квантовая физика. Водный курс — М.: Институт компьютерных исследований, 2002. — 496 c.
Скачать (прямая ссылка): kvantovayafizikavvodniykurs2002.pdf
Предыдущая << 1 .. 58 59 60 61 62 63 < 64 > 65 66 67 68 69 70 .. 190 >> Следующая

зависимость частоты от Z, которую принято называть законом Мозли.
Закон Мозли сыграл большую роль в установлении правильного порядкового
номера элементов в таблице Менделеева (ни о заряде ядра, ни о самом
существовании атомных ядер в то время ничего не было известно). Так,
например, чтобы исправить нерегулярность зависимости у/v от Z, Мозли
переменил порядковые номера у никеля и кобальта (до этого Ni имел меньший
порядковый номер, чем Со) и оставил место для элемента с порядковым
номером Z = 43, который в то время не был известен.
На рис. 65 приведены графики Мозли для Ка- и Кр-линий. Графики
представляют собой прямые линии, на которых не обнаруживается никаких
следов периодичности, присущей химическим свойствам атомов. Такой
характер графиков является вполне естественным, так как периодичность
связана с последовательным заполнением внешних оболочек, в то время как
внутренние оболочки с ростом Z сжимаются, не меняя своей структуры.
Получение рентгеновского излучения. Сплошные рентгеновские спектры. Для
возбуждения рентгеновского излучения используют рентгеновские трубки.
Рентгеновская трубка состоит из откачанного (до 10-5 - 10-7 тор) баллона
с катодом, фокусирующим электродом и анодом. На рис. 66 представлена
схема рентгеновской трубки. Катод
Рис. 65. Зависимость частоты рентгеновских линий от атомного номера.
§35. Рентгеновское излучение
171
5
Рис. 66. Схема устройства рентгеновской трубки: 1 - катод, 2 -
фокусирующий электрод, 3 - поток электронов, 4 - окно для выпуска
рентгеновских лучей, 5 - рентгеновское излучение, 6 - анод.
представляет собой спираль из вольфрама; через эту спираль пропускается
ток от низковольтного источника питания, в результате чего нить
накаляется до температуры 2000 К и становится источником термоэлектронов.
Анод представляет собой массивный охлаждаемый водой металлический стакан,
на поверхность которого наносят гальваническим способом или напаивают
тонкие слои тех элементов, характеристические спектры которых
исследуются. Между катодом и анодом прикладывают разность потенциалов
Vka, достигающую в обычных рентгеновских трубках нескольких десятков
киловольт. Будем постепенно увеличивать Vka при разогретом катоде.
Ускоренные электроны движутся к аноду и тормозятся в нем. Торможение
электронов приводит к появлению электромагнитного излучения, имеющего
сплошной спектр. Это тормозное рентгеновское излучение. (Как известно,
при ускоренном движении заряженных частиц возникает электромагнитное
излучение.) На рис. 67 изображена форма спектра тормозного рентгеновского
излучения при нескольких значениях Vka- При Vka = 30 кВ спектр начинается
при некотором значении А = Arpi, а в сторону больших волн простирается
практически до бесконечности. С увеличением Vka коротковолновая граница
спектра сдвигается влево, а интенсивность спектра возрастает. Обрыв
спектра в области коротких волн естественным образом вытекает из
квантовых представлений: энергия рентгеновских квантов, возникающих при
торможении электронов, не может превышать кинетическую энергию этих
электронов. Обозначив через V разность потенциалов, ускоряющую электроны,
получим
hiorp = Ve,
(6.17)
172
Глава б
Рис. 67. Спектр тормозного рентге- Рис. 68. Возбуждение характери-
новского излучения (вольфрамовый стического рентгеновского спек-
анод). тра (молибденовый анод).
или
Л _ 27ГС _ 27тсН
ЛгР " ^гр
(6.18)
Тормозное излучение и фотоэффект представляют собой процессы, идущие в
противоположных направлениях: при фотоэффекте поглощение фотона
сопровождается увеличением кинетической энергии электрона, а при
тормозном излучении уменьшение энергии электрона связано с испусканием
фотона.
Возбуждение характеристического спектра становится возможным, если
энергия ускоренных электронов оказывается достаточной для выбивания
электронов с внутренних оболочек атомов вещества, находящегося па
поверхности анода. При некотором напряжении на фоне сплошного тормозного
спектра возникают узкие линии характеристического спектра (рис. 68),
причем все линии данной серии возникают одновременно (сначала М-, затем
L- и наконец if-серия). При дальнейшем увеличении Vka одновременно
увеличивается интенсивность сплошного спектра и характеристических линий,
но в то время как граница сплошного спектра при этом сдвигается влево,
положение линий остается неизменным. Для возбуждения характеристических
линий в легких атомах (Z < 15) достаточно, чтобы Vka ~ ЮО В, тогда как
для возбуждения линий К-серии у атомов с Z ^ 82 требуется энергия,
превышающая 100 кэВ; длины волн характеристических линий изменяются от Л
" 40 нм (L-серия uNa) до Л = 0,013 нм (Ка в спектре 92U).
§35. Рентгеновское излучение
173
В рентгеновских трубках в энергию рентгеновского излучения переходит
около 0,01 кинетической энергии электронов. Остальная энергия
превращается в тепло, выделяющееся в основном на аноде; поэтому в мощных
рентгеновских трубках анод охлаждается водой.
Предыдущая << 1 .. 58 59 60 61 62 63 < 64 > 65 66 67 68 69 70 .. 190 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed