6. Promieniowanie Roentgena. Autor: Ada Czernek Kierunek: Górnictwo i geologia Fizyka współczesna Kraków, 21.03.2016 r. www.agh.edu.pl

Promieniowanie/ promienie X Nazwa „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. www.agh.edu.pl

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

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

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

Wytwarzanie promieniowania X Elektron 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.

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

Promieniowanie hamowania  

Powstawanie widma ciągłego

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

Promieniowanie charakterystyczne   gdzie: λ- długość fali elektromagnetycznej, Em ,En - energie elektronów na powłokach m i n, prędkość światła w próżni c= 2.9979 · 10^8 [m/s], stała Plancka h= 6.6256 · 10^(-34) [Js].

Emisja promieniowania charakterystycznego

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.

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.

Wykorzystanie promieniowania X w 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).

Dziękuję za uwagę

Literatura promienie-x/ Centrum Nauki Kopernik; http://www.kopernik.org.pl/bazawiedzy/artykuly/empromieniex 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; http://www.iwiedza.net/wiedza/115.html Wilhelm Roentgen, odkrycie i własności promieniowania X; http://wirtualne_laboratorium.republika.pl/wilhelm.htm Nature, 2008; http://www.nature.com/news/2008/012345/full/news.2008.1185.html promienie-x/