Гальмівний рентгенівське випромінювання

Для пояснення властивостей теплового випромінювання довелося ввести уявлення про випущенні електромагнітного випромінювання порціями (квантами). Квантова природа випромінювання підтверджується також існуванням короткохвильового кордону гальмівного рентгенівського спектру.

Рентгенівське випромінювання виникає при бомбардуванні твердих мішеней швидкими електронами (рис. 2.6) Тут анод виконаний з W, Mo, Cu, Pt - важких тугоплавких або з високим коефіцієнтом теплопровідності металів.

Тільки 1-3% енергії електронів йде на випромінювання, інша частина виділяється на аноді в вигляді тепла, тому аноди охолоджують водою.

Потрапивши в речовину анода, електрони відчувають сильне гальмування і стають джерелом електромагнітних хвиль (рентгенівських променів).

Початкова швидкість електрона при попаданні на анод визначається за формулою:

,

де U - прискорює напруга.

> Помітне випромінювання спостерігається лише при різкому гальмуванні швидких електронів, починаючи з U

50 кВ, при цьому (з - швидкість світла). В індукційних прискорювачах електронів - бетатронах, електрони набувають енергію до 50 МеВ, = 0,99995 с. Направивши такі електрони на тверду мішень, отримаємо рентгенівське випромінювання з малою довжиною хвилі. Це випромінювання має велику проникаючу здатність.

Відповідно до класичної електродинаміки при гальмуванні електрона повинні виникати випромінювання всіх довжин хвиль від нуля до нескінченності. Довжина хвилі, на яку припадає максимум потужності випромінювання, повинна зменшитися в міру збільшення швидкості електронів, що в основному підтверджується на досвіді (рис. 2.7).

Однак є принципова відмінність від класичної теорії: нульові розподілу потужності не йдуть до початку координат, а обриваються при кінцевих значеннях - це і є короткохвильова межа рентгенівського спектра.

Експериментально встановлено, що.

Існування короткохвильового кордону безпосередньо випливає з квантової природи випромінювання. Дійсно, якщо випромінювання виникає за рахунок енергії, що втрачається електроном при гальмуванні, то енергія кванта не може перевищити енергію електрона eU. тобто . звідси або.

В даному експерименті можна визначити постійну Планка h. З усіх методів визначення постійної Планка метод, заснований на вимірюванні короткохвильового кордону гальмівного рентгенівського спектру, є найточнішим.

Ефект Комптона Характеристичне рентгенівське випромінювання