5399619732

Rys. 2.6. Przykładowe widmo promieniowania rentgenowskiego wytwarzanego w wyniku bombardowania tarczy molibdenowej elektronami o energii 40 keV.

Promieniowanie rentgenowskie jest bardzo twardym promieniowaniem elektromagnetycznym o długościach fal rzędu dziesiątków pm (promieniowanie widzialne, to promieniowanie elektromagnetyczne o długościach fali z przedziału ~400-700 nm), co oznacza długości fal o 4 rzędy mniejsze niż dla promieniowania widzialnego. Typowe widmo promieniowania rentgenowskiego pokazuje Rys. 2.6. Widmo ciągłe, tworzą fotony powstałe w wyniku hamowania elektronów w zderzeniach z materiałem tarczy, to promieniowanie zwane jest też promieniowaniem hamowania. Charakterystycznym parametrem tej części widma jest precyzyjnie określana granica w obszarze fal krótkich, poniżej której widmo znika. Minimalną długość fali ciągłej części widma rentgenowskiego nazywamy granicą krótkofalową. Granica krótkofalowa jest zdefiniowana przez energię kinetyczną elektronów padających na tarczę, gdyż maksymalna energia promieniowania hamowania nie może przekroczyć energii kinetycznej elektronu. Dla energii kinetycznej E_e, możemy wyliczyć granicę krótkofalową Amin w bardzo prosty sposób:

„    ,    2kTic    „ 2?zf/c

= h i' =- => /L_in =-

4™,    E_e

Podstawiając wartości liczbowe energii elektronów E_e,=40keV i wartość iloczynu stałej Plancka i prędkości światła tak jak rozdziale 2, hc «197MeV • fin uzyskujemy:

2nhc

E_e

2;r-197MeV • fin 40- 10“³MeV

= 31 • 10³ fin = 31 pm

Nie widać powodów fizycznych, aby granica krótkofalowa mogła zależeć od materiału tarczy. Inaczej ma się sprawa wyraźnych linii dyskretnych obserwowanych w widmie, zaznaczonych jako Ka i Kp. Te linie i inne linie dyskretne, nie pokazane na schematycznym rysunku, są związane z materiałem tarczy. Elektrony na wewnętrznych powłokach ciężkich pierwiastków, są związane siłami elektrostatycznymi jądra o dużym ładunku Z, w związku z czym energia wiązania takiego elektronu jest znacznie wyższa niż wyliczyliśmy dla atomu wodoru stosując wzór (5). Ponieważ energia ta jest proporcjonalna do Z², możemy oczekiwać, że np. dla miedzi może ona osiągnąć wartości prawie trzy rzędy wyższe niż obserwowaliśmy w atomie wodoru i odpowiednio krótsze długości fal. Poziomy dla powłok wyższych niż K, są w rzeczywistości grupami poziomów, opisanymi różnymi liczbami