OPIS (25) DOC


Wstęp:

Nazwanie przez Röentgena odkrytych przez siebie promieni promieniami X, pochodzi stąd, iż nie potrafił on określić czynnika, który powoduje ich powstawanie. Röentgen ustalił następujące właściwości odkrytych promieni:

— promienie rozchodzą się po liniach prostych,

— nie niosą ze sobą ładunku.

HAGA i WIND wykazali, że promienie te mają cechy ruchu falowego, nato­miast BARKLA stwierdził, że są to fale poprzeczne. THOMSON uważał, że są promieniowaniem elektromagnetycznym o dokładnie takiej samej naturze co światło widzialne, tylko o znacznie krótszych długościach fali. Uzasadnił to następująco: promienie rentgenowskie muszą być falą elektromagnetyczną, po­nieważ powstają w miejscu, gdzie elektrony uderzają o ścianki lampy katodo­wej, doznając przy tym bardzo dużego przyspieszenia hamującego.

W lampie rentgenowskiej katoda charakteryzuje się dużą zdolnością termoemisji. Gęstość tego prądu jest bardzo duża i określona wzorem Richardsona.

j = aT2exp(-W/kT)

gdzie:

W − praca wyjścia,

k − stała Boltzmanna,

T − temperatura.

Ponieważ elektrony, docierające do anody ulegają rozproszeniu pod róż­nymi kątami, doznają różnego oddziaływania z jądrami atomów anody, więc emitowana energia ma widmo ciągłe

0x01 graphic

Powstałe na tej drodze promieniowanie nazywa się promieniowaniem hamo­wania. Cechą tego promieniowania jest to, że rozkład widmowy nie zależy od materiału, z jakiego jest wykonana anoda lampy, a jedynie od wartości napię­cia anodowego.

Elektron o początkowej energii kinetycznej E0 w wyniku oddziaływania z cięż­kim jądrem atomu anody doznaje hamowania i energia, którą wówczas traci, pojawia się w formie kwantów-fotonów promieniowania rentgenowskiego. Oznaczając energię kinetyczną elektronu po zderzeniu jako E, otrzymuje się następujący wzór na energię powstającego fotonu:

0x01 graphic

W wyniku zderzeń elektrony wiązki padającej mogą tracić różne ilości energii i w typowym przypadku pojedynczy elektron zostaje spowolniony, aż do za­trzymania dopiero w rezultacie wielu zderzeń z jądrami atomów anody. Wobec tego promieniowanie rentgenowskie wytworzone przez wiele elektronów bę­dzie miało widmo ciągłe. Inaczej mówiąc, powstaje wiele fotonów, których długości fal są zawarte w przedziale od Amin do A= ∞, co odpowiada występowaniu różnych wartości strat energii w zderzeniach. Foton o najmniejszej długości fali będzie emitowany wtedy, gdy elektron straci całą swoją energię kinetyczną w jednym zderzeniu hamującym jego ruch. W ta­kim przypadku E=0, a więc E0 = hc/λmin.), Można napisać, że:

0x01 graphic

stąd wyrażenie na krótkofalową granicę promieniowania ciągłego jest nastę­pujące:

0x01 graphic

Najmniejsza długość fali w ciągłym promieniowaniu rentgenowskim od­powiada zamianie całej energii kinetycznej elektronów na promieniowanie. Ze wzoru wynika, że jeżeli h=0, to i λmin=0, tak jak przewiduje teoria klasyczna. Świadczy to o tym, że wystosowanie w widmie ciągłym pewnej minimalnej długości fali jest zjawiskiem kwantowym. Promieniowanie hamo­wania powstaje nie tylko w lampach rentgenowskich, ale zawsze wtedy, gdy szybkie elektrony zderzają się z materią. Na przykład w promieniowaniu kos­micznym promieniowanie hamowania jest generowane w obszarze tzw. pasów van Allena otaczających Ziemię. Powstają one także przy zatrzymywaniu elek­tronów wychodzących z akceleratorów lub wysyłanych przez jądra promienio­twórcze.

W drugim przypadku elektrony o bardzo dużej energii wnikają w głąb atomów anody i w wyniku kulombowskiego oddziaływania może dojść do zderzeń niesprężystych z elektronami związanymi (na głębszych powłokach) atomów anody. Elektrony atomowe w tym zderzeniu mogą uzyskać energię większą od energii oddziaływania z jądrem i opuścić macierzysty atom. W tym przypadku zachodzi tzw. głęboka jonizacja atomów. Na miejsce po takim elek­tronie przechodzi elektron z wyższego poziomu, wypromieniowując — zgodnie z drugim postulatem Bohra — kwant energii W zależności od głębokości jonizacji (orbity, z której zostaje uwolniony elektron), jednemu zderzeniu może odpowiadać kilka kwantów energii. Np. jeżeli anoda jest wykonana z atomów, w których elektrony walencyjne znajdują się na orbicie O i zostanie uwolniony elektron z orbity K, to zostaną wyemitowane cztery kwanty energii (hvLK, hvML. hvNM i hvON). W ten sposób powstaje liniowe widmo rentgenowskie, zwane charakterystycznym, które ujawnia się na tle widma ciągłego w postaci linii o bardzo dużym natężeniu

0x01 graphic

Widmo to nazywa się charakterystycznym, ponieważ zależy od materiału, z ja­kiego jest wykonana anoda lampy.

Cechą rentgenowskich widm liniowych jest regularność zmian częstotliwo­ści i długości fali linii od pierwiastka do pierwiastka. Przyczyną tej regularności jest zależność charakterystyk widm rentgenowskich od energii wiązania elek­tronów w powłokach wewnętrznych. Ta regularność została po raz pierwszy zaobserwowana przez MOSELEYA.

Zestawienie pomiarów:

Lp.

I1[μA]

I2[μA]

I3[μA]

Iś[μA]

1

39,8

37,2

37,8

39,31

2

40

38,8

40,1

 

3

40,3

39,6

38,7

4

39,9

38,8

39,1

5

39,7

40,8

39,3

6

39,5

38,7

39,4

7

33,8

39,6

37

34,37

8

31,6

36,6

40,1

 

9

31,6

32,3

32,8

10

32,3

34,1

35,4

11

32,4

33,4

34,7

12

32,4

36,6

31,9

13

29,9

35,6

32,9

30,50

14

31,1

34,4

33,9

 

15

28,8

29,4

33,1

16

30

29,1

27,1

17

30,1

28,8

27,1

18

28,9

28,8

30

19

28,1

29,6

28,8

27,49

20

28,4

28,8

29,9

 

21

33,8

30,2

27,9

22

24,3

28,8

28,5

23

23,2

24,9

23,3

24

26,6

25,4

24,3

25

23,2

23,5

22,9

23,22

26

21,8

26,2

23,3

 

27

21,8

26,4

23,7

28

19,9

25,3

25,5

29

20,1

26,4

24,2

30

20,3

23,3

20,1

31

19,9

21,7

18,6

20,05

32

20,1

21,7

19

 

33

18,7

21,2

19,4

34

18,6

20,5

19,7

35

19,6

21,6

19,5

36

19,9

21,6

19,6

37

20,3

20,3

19,1

17,14

38

16,1

16,7

16,3

 

39

16,6

16,6

16,8

40

15,9

18,5

15,5

41

14,9

18

17,4

42

13,8

19,3

16,4

Lp.

I1[μA]

I2[μA]

I3[μA]

Iś[μA]

43

8,4

18,5

17,7

14,89

44

17,4

19,6

15,9

 

45

16,3

15,7

13,4

46

13,1

14,3

13,2

47

12,9

15,8

13,4

48

14,4

14,4

13,7

49

13,8

14,4

13,6

13,16

50

13,1

14,1

14

 

51

13,6

14,6

10,3

52

13,2

14,3

10,8

53

22,7

11,1

11,3

54

10,6

10,4

10,9

55

10,2

10,9

11,5

10,69

56

10,7

10,8

10,5

 

57

10,8

12,4

10,3

58

10,7

11,8

10,1

59

10,2

11,1

10,3

60

9,5

10,6

10,1

Lp.

Io[μA]

Ioś[μA]

1

83,3

80,92

2

77,1

3

78,4

4

81,9

5

83,3

6

79,8

7

82,3

8

81,8

9

82,4

10

78,9

Lp.

I[μA]

ΔI

Io/I

Ln[I0/I]

X[mm]

μ

Δ μ

1

39,31

0,36

2,05

0,71

2,63

0,274518

0,008585

2

34,37

0,41

2,35

0,85

3,84

0,222989

0,00649

3

30,5

0,44

2,65

0,97

4,95

0,197118

0,00546

4

27,49

0,5

2,94

1,07

5,89

0,1833

0,004917

5

23,22

0,46

3,48

1,24

6,84

0,182521

0,004724

6

20,05

0,43

4,03

1,39

7,75

0,18003

0,004612

7

17,14

0,6

4,72

1,55

8,97

0,173026

0,004464

8

14,89

0,52

5,43

1,69

9,78

0,173085

0,004545

9

13,16

0,65

6,14

1,81

10,96

0,165719

0,004465

10

10,69

0,28

7,56

2,02

12,03

0,168259

0,004796

Obliczenia:

Obliczenie współczynnika pochłaniania ze wzoru:

I = I0exp(-μd)

gdzie:

I − są to średnie wartości dla każdego materiału podane w tabelach

I0= 80,92− jest wartością średnią natężenia promieniowania rentgenowskiego

x − grubość ciała

Po przekształceniu mamy:

0x01 graphic

Rachunek błędu:

Błąd dla obliczeń średnich wartości natężeń:

0x01 graphic

0x01 graphic

dla I0; ΔI,

Błąd dla obliczeń współczynnika pochłaniania:

Δx = 0,01 [mm]

0x01 graphic
=0x01 graphic

Wyniki obliczeń w tabelce powyżej.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
opis siłownia, DOC
OPIS TECHNICZNY DOC
Opis poprawiony doc
b (25) doc
tor przeszkód kl 5ab 25 doc
OPIS TECHNOLOGICZNY DOC
Kamil Nadolny opis turnieju doc
~$25 doc
82 (25) DOC
25 (4) DOC
OPIS (36) DOC
25' DOC
02 OPIS TECHNICZNY DOC
a (25) doc
OPIS TECHNICZNYnasz doc
Kopia CW 25 (2) DOC
25 DOC
opis kanalizacji DOC

więcej podobnych podstron