Prezentacija istorije otkrića rendgenskog zračenja. rendgensko zračenje. Primjena ultraljubičastog zračenja

Krajem 19. stoljeća opću pažnju fizičara privuklo je plinsko pražnjenje pri niskom pritisku. U tim uslovima, u cevi sa gasnim pražnjenjem stvoreni su tokovi veoma brzih elektrona. U to vrijeme su se zvali katodni zraci. Priroda ovih zraka još nije sa sigurnošću utvrđena. Znalo se samo da ovi zraci nastaju na katodi cijevi.

Istražujući katodne zrake, Roentgen je primijetio da se ispostavilo da je fotografska ploča u blizini cijevi za pražnjenje osvijetljena čak i kada je bila umotana u crni papir. Nakon toga, uspio je uočiti još jedan vrlo upečatljiv fenomen. Papirni ekran navlažen rastvorom barijum-platin-cijanida počeo je da svetli ako je bio omotan oko cevi za pražnjenje. Štaviše, kada je rendgenski snimak držao njegovu ruku između cijevi i ekrana, tamne sjene kostiju bile su vidljive na ekranu na pozadini svjetlijih obrisa cijele ruke.

Naučnik je shvatio da tokom rada cijevi za pražnjenje nastaje neko ranije nepoznato, jako prodorno zračenje. Nazvao je to rendgenskim zracima. Nakon toga, izraz "rendgenski zraci" je čvrsto uspostavljen iza ovog zračenja.

Roentgen je otkrio da se novo zračenje pojavilo na mjestu gdje su se katodni zraci (tokovi brzih elektrona) sudarili sa staklenom stijenkom cijevi. Na ovom mjestu staklo je blistalo zelenkastim svjetlom.

Kasniji eksperimenti su pokazali da X-zrake nastaju kada se brzi elektroni usporavaju bilo kojom preprekom, posebno metalnim elektrodama.

Zrake koje je otkrio Roentgen djelovale su na fotografsku ploču, uzrokovale ionizaciju zraka, ali se nisu reflektirale na primjetan način od bilo koje tvari i nisu se lomile. Elektromagnetno polje nije imalo uticaja na pravac njihovog širenja.

Odmah se pojavila pretpostavka da su rendgenski zraci elektromagnetski talasi koji se emituju prilikom naglog usporavanja elektrona. Za razliku od svjetlosnih zraka u vidljivom spektru i ultraljubičastih zraka, rendgenski zraci imaju mnogo kraću valnu dužinu. Njihova talasna dužina je manja, što je veća energija elektrona koji se sudaraju sa preprekom. Velika moć prodiranja rendgenskih zraka i njihove druge karakteristike bile su povezane upravo s malom talasnom dužinom. Ali ovoj hipotezi je bio potreban dokaz, a dokazi su dobijeni 15 godina nakon Rentgenove smrti.

Ako su rendgenski zraci elektromagnetski valovi, onda moraju pokazivati ​​difrakciju, fenomen koji je uobičajen za sve vrste valova. U početku su rendgenski zraci prolazili kroz vrlo uske proreze na olovnim pločama, ali ništa što bi ličilo na difrakciju nije moglo biti otkriveno. Njemački fizičar Max Laue sugerirao je da je talasna dužina rendgenskih zraka prekratka da bi se otkrila difrakcija ovih valova na umjetno stvorenim preprekama. Uostalom, nemoguće je napraviti praznine veličine 10-8 cm, jer je takva veličina samih atoma. Šta ako rendgenski zraci imaju otprilike istu talasnu dužinu? Tada je jedina preostala opcija korištenje kristala. To su uređene strukture u kojima su udaljenosti između pojedinačnih atoma jednake po redu veličine veličini samih atoma, tj. 10 su bliske veličini atoma.

Otkriće rendgenskih zraka. Godine 1894., kada je Rentgen izabran za rektora univerziteta, započeo je eksperimentalno istraživanje električnog pražnjenja u staklenim vakuumskim cijevima. Uveče 8. novembra 1895. Rentgen je radio kao i obično u svojoj laboratoriji, proučavajući katodne zrake. Oko ponoći, osećajući se umorno, spremao se da krene.Ogledavši laboratoriju, ugasio je svetlo i hteo da zatvori vrata, kada je iznenada primetio neku svetleću tačku u mraku. Ispostavilo se da je ekran napravljen od sinergije barijuma sijao. Zašto sija? Sunce je odavno zašlo, električno svjetlo nije moglo izazvati sjaj, katodna cijev je bila isključena, a uz to je bila prekrivena crnim kartonskim poklopcem. Rentgen je ponovo pogledao katodnu cijev i prekorio se: ispostavilo se da je zaboravio da je isključi. Osjetivši prekidač, naučnik je isključio prijemnik. Nestao i sjaj ekrana; ponovo uključio prijemnik - i ponovo se pojavio sjaj. To znači da je sjaj uzrokovan katodnom cijevi! Ali kako? Na kraju krajeva, katodne zrake se odgađaju poklopcem, a zračni jaz između cijevi i ekrana za njih je oklop. Tako je počelo rođenje otkrića.

Slajd 5 sa prezentacije "Rentgenski zraci fizike" na časove fizike na temu "Jonizirajuće zračenje"

Dimenzije: 960 x 720 piksela, format: jpg. Da biste besplatno preuzeli slajd za upotrebu u lekciji fizike, kliknite desnim tasterom miša na sliku i kliknite na "Sačuvaj sliku kao...". Cijelu prezentaciju "X-zrake fizike.ppt" možete preuzeti u zip arhivi od 576 KB.

Preuzmite prezentaciju

jonizujuće zračenje

"Rentgenski snimci fizičara" - januar 1896. ... Ali kako? Voditelj: Baeva Valentina Mihajlovna. Tako je počelo rođenje otkrića. X-zraci imaju ista svojstva kao i svjetlosni zraci. Otkriće rendgenskih zraka. X-zrake. Nestao i sjaj ekrana; ponovo uključio prijemnik - i ponovo se pojavio sjaj. Godine 1862. Wilhelm je upisao tehničku školu u Utrechtu.

"Ultraljubičasto zračenje" - Ultraljubičasto zračenje. prijemnici zračenja. biološko djelovanje. Plazma visoke temperature. Svojstva. Sunce, zvijezde, magline i drugi svemirski objekti. Ultraljubičasto zračenje je podijeljeno: Za valne dužine manje od 105 nm, praktično nema prozirnih materijala. Istorija otkrića. Koriste se fotoelektrični prijemnici.

"Infracrveno zračenje" - Aplikacija. Što je predmet topliji, to brže zrači. Velike doze mogu uzrokovati oštećenje očiju i opekotine kože. Možete snimati fotografije u ultraljubičastim zracima (vidi sl. 1). Zemlja emituje infracrveno (toplotno) zračenje u okolni prostor. 50% energije sunčevog zračenja dolazi od infracrvenih zraka.

"Vrste fizike zračenja" - U beta raspadu, elektron izleti iz jezgra. Černobilska nesreća. Vrijeme koje je potrebno da se polovina atoma raspadne naziva se poluživotom. Savremeni pogledi na radioaktivnost. Postoji mnogo različitih objašnjenja za uzroke nesreće u Černobilju. Ispostavilo se da je zračenje nehomogeno, ali da je mješavina "zraka".

slajd 2

Rendgensko zračenje - elektromagnetski talasi čija energija fotona leži na skali elektromagnetnog talasa između ultraljubičastog zračenja i gama zračenja.Energijski opsezi rendgenskog zračenja i gama zračenja se preklapaju u širokom energetskom opsegu. Obje vrste zračenja su elektromagnetno zračenje i ekvivalentne su za istu energiju fotona. Terminološka razlika je u načinu nastanka - rendgensko zračenje se emituje uz učešće elektrona, dok se gama zraci emituju u procesima deekscitacije atomskih jezgara.

slajd 3

Rendgenske cijevi Rendgenske zrake nastaju snažnim ubrzanjem nabijenih čestica ili visokoenergetskim prijelazima u elektronskim omotačima atoma ili molekula. Oba efekta se koriste u rendgenskim cijevima

slajd 4

Glavni strukturni elementi takvih cijevi su metalna katoda i anoda. U rendgenskim cijevima, elektroni koje emituje katoda ubrzavaju se razlikom električnog potencijala između anode i katode i udaraju u anodu, gdje se naglo usporavaju. U ovom slučaju, rendgensko zračenje nastaje zbog kočnog zračenja, a elektroni se istovremeno izbacuju iz unutrašnjih elektronskih omotača atoma anode. Prazne prostore u školjkama zauzimaju drugi elektroni atoma. Trenutno se anode izrađuju uglavnom od keramike, a dio gdje elektroni udaraju je od molibdena ili bakra. U procesu ubrzanja-usporavanja, samo oko 1% kinetičke energije elektrona odlazi na X-zrake, 99% energije se pretvara u toplinu.

slajd 5

Akceleratori čestica X-zrake se također mogu dobiti u akceleratorima čestica. Takozvano sinhrotronsko zračenje nastaje kada se snop čestica u magnetskom polju skrene, zbog čega one doživljavaju ubrzanje u smjeru okomitom na njihovo kretanje. Sinhrotronsko zračenje ima kontinuirani spektar sa gornjom granicom. Uz odgovarajuće odabrane parametre, X-zrake se mogu dobiti i u spektru sinhrotronskog zračenja

slajd 6

Interakcija sa materijom Talasna dužina rendgenskih zraka je uporediva sa veličinom atoma, tako da ne postoji materijal od kojeg bi bilo moguće napraviti sočivo za rendgenske zrake. Osim toga, kada rendgenski zraci upadaju okomito na površinu, oni se gotovo ne reflektiraju. Uprkos tome, u rendgenskoj optici pronađene su metode za konstruisanje optičkih elemenata za rendgenske zrake. Posebno se pokazalo da ih dijamant dobro odražava.

Slajd 7

X-zrake mogu prodrijeti u materiju, a različite supstance ih različito apsorbuju. Apsorpcija rendgenskih zraka njihovo je najvažnije svojstvo u rendgenskoj fotografiji. Intenzitet X-zraka opada eksponencijalno u zavisnosti od putanje u apsorpcionom sloju (I = I0e-kd, gde je d debljina sloja, koeficijent k je proporcionalan Z³λ³, Z je atomski broj elementa, λ je talasnu dužinu).

Slajd 8

Apsorpcija se javlja kao rezultat fotoapsorpcije (fotoelektrični efekat) i Comptonovog raspršenja:

Slajd 9

X-zraci jonizuju. Utječe na tkiva živih organizama i može uzrokovati radijacijsku bolest, radijacijske opekotine i maligne tumore. Iz tog razloga, prilikom rada sa rendgenskim zracima moraju se poduzeti zaštitne mjere. Vjeruje se da je šteta direktno proporcionalna apsorbiranoj dozi zračenja. Rentgensko zračenje je mutageni faktor. Biološki uticaj

Opis prezentacije na pojedinačnim slajdovima:

1 slajd

Opis slajda:

2 slajd

Opis slajda:

Rijetka osoba nije prošla kroz rendgensku salu. A slike snimljene rendgenskim snimcima svima su poznate. Rentgensko zračenje otkrio je njemački fizičar W. Roentgen (1845–1923). Njegovo ime je ovjekovječeno u nekim drugim fizičkim izrazima povezanim s ovim zračenjem: međunarodna jedinica doze jonizujućeg zračenja zove se rendgen; slika napravljena rendgenskim aparatom naziva se radiografija; Područje radiološke medicine koje koristi rendgenske zrake za dijagnosticiranje i liječenje bolesti naziva se radiologija.

3 slajd

Opis slajda:

Rentgen je dalje ustanovio da moć prodiranja nepoznatih zraka koje je otkrio, a koje je nazvao X-zracima, zavisi od sastava materijala koji apsorbuje. Takođe je snimio kosti svoje ruke tako što je postavio između cevi za izbacivanje katodnih zraka i ekrana obloženog barijum cijanoplatinitom. Roentgen je otkrio radijaciju 1895. dok je bio profesor fizike na Univerzitetu u Würzburgu. Provodeći eksperimente s katodnim zracima, primijetio je da ekran koji se nalazi u blizini vakuumske cijevi, prekriven kristalnim barijevim cijanoplatinitom, sjajno svijetli, iako je sama cijev bila prekrivena crnim kartonom. Tako mu je prvi put rendgenski snimak prosvetlio ruku 1895.

4 slajd

Opis slajda:

Novi snopovi su nastali u takozvanoj cijevi za pražnjenje, gdje je tok negativno nabijenih čestica padao, usporavajući, na metu. Malo kasnije se pokazalo da su te čestice elektroni. Sam Rentgen, ne znajući za postojanje elektrona, nije mogao objasniti prirodu zraka koje je otkrio. Protok elektrona X-zrake Rendgensko zračenje, nevidljivo oku elektromagnetno zračenje sa talasnom dužinom od 10-7 - 10-14m. Emituje se prilikom usporavanja brzih elektrona u materiji (spektar kočnog zračenja) i tokom prelaza elektrona u atomu sa spoljašnjih elektronskih omotača na unutrašnje (karakteristični spektar).

5 slajd

Opis slajda:

Rentgenovo otkriće pratili su eksperimenti drugih istraživača koji su otkrili mnoga nova svojstva i primjene ovog zračenja. Veliki doprinos dali su M. Laue, W. Friedrich i P. Knipping, koji su 1912. demonstrirali difrakciju rendgenskih zraka kada prođu kroz kristal; W. Coolidge, koji je 1913. izumio rendgensku cijev visokog vakuuma sa zagrijanom katodom; G. Moseley, koji je 1913. uspostavio vezu između talasne dužine zračenja i atomskog broja elementa; G. i L. Braggi, koji su 1915. dobili Nobelovu nagradu za razvoj osnova analize difrakcije rendgenskih zraka.

6 slajd

Opis slajda:

Izvori rendgenskih zraka: rendgenska cijev, akceleratori elektrona, laseri, solarna korona, nebeska tijela.

7 slajd

Opis slajda:

Svojstva rendgenskog zračenja Ima veliku prodornu moć Uzrokuje luminescenciju Aktivno utiče na ćelije živog organizma Može izazvati jonizaciju gasa i fotoelektrični efekat Rad sa atomima kristalne rešetke Uočava se interferencija i difrakcija na kristalnoj rešetki Gotovo se ne lomi i se ne odražava Zračenje u velikim dozama uzrokuje bolest zračenja.

8 slajd

Opis slajda:

Rentgensko zračenje je nevidljivo za oko, pa se sva promatranja s njim provode pomoću fluorescentnih ekrana ili fotografskih filmova. Rendgen detektori - fotografski film, rendgenski ekran, itd. Prodire kroz neke neprozirne materijale. Koristi se u medicini, detekciji mana, spektralnoj i strukturnoj analizi.

9 slajd

Opis slajda:

Poput vidljive svjetlosti, rendgenski zraci uzrokuju zacrnjenje fotografskog filma. Ova nekretnina je od velikog značaja za medicinu, industriju i naučna istraživanja. Prolazeći kroz predmet koji se proučava, a zatim padajući na film, rendgensko zračenje oslikava njegovu unutrašnju strukturu na njemu. Budući da je prodorna moć rendgenskog zračenja različita za različite materijale, dijelovi objekta koji su za njega manje transparentni daju svjetlije površine na fotografiji od onih kroz koje zračenje dobro prodire. Dakle, koštano tkivo je manje transparentno za rendgenske zrake od tkiva koje čine kožu i unutrašnje organe. Stoga će na rendgenskom snimku kosti biti označene kao svjetlija područja, a mjesto prijeloma, koje je transparentnije za zračenje, može se vrlo lako otkriti. Rendgensko snimanje se također koristi u stomatologiji za otkrivanje karijesa i apscesa u korijenu zuba, kao i u industriji za otkrivanje pukotina na odljevcima, plastici i gumama.

10 slajd

Opis slajda:

X-zrake se koriste u hemiji za analizu jedinjenja i u fizici za proučavanje strukture kristala. Rendgenski snop koji prolazi kroz hemijsko jedinjenje izaziva karakteristično sekundarno zračenje, čija spektroskopska analiza omogućava hemičaru da odredi sastav jedinjenja. Prilikom pada na kristalnu tvar, snop rendgenskih zraka se raspršuje od strane atoma kristala, dajući jasan, pravilan uzorak mrlja i pruga na fotografskoj ploči, što omogućava utvrđivanje unutrašnje strukture kristala. Upotreba rendgenskih zraka u liječenju raka temelji se na činjenici da ubija ćelije raka. Međutim, može imati i nepoželjan učinak na normalne stanice. Stoga se pri ovoj upotrebi rendgenskih zraka mora biti izuzetno oprezan. X-zrake se takođe koriste u istoriji umetnosti i forenzici.

11 slajd

Opis slajda:

DOBIJANJE RTG ZRAČENJA Rendgensko zračenje nastaje interakcijom elektrona koji se kreću velikom brzinom sa materijom. Kada se elektroni sudare s atomima bilo koje tvari, oni brzo gube svoju kinetičku energiju. U ovom slučaju, većina se pretvara u toplinu, a mali dio, obično manje od 1%, pretvara se u energiju rendgenskih zraka. Ova energija se oslobađa u obliku kvanta – čestica zvanih fotoni koji imaju energiju, ali nemaju masu mirovanja. Rentgenski fotoni se razlikuju po svojoj energiji, koja je obrnuto proporcionalna njihovoj talasnoj dužini. Konvencionalnom metodom dobijanja rendgenskih zraka dobija se širok raspon talasnih dužina, koji se naziva rendgenski spektar.

12 slajd

Opis slajda:

Ako se elektron sudari s relativno teškim jezgrom, tada se usporava, a njegova kinetička energija se oslobađa u obliku rendgenskog fotona približno iste energije. Ako proleti pored jezgra, izgubit će samo dio svoje energije, a ostatak će se prenijeti na druge atome koji mu padnu na put. Svaki čin gubitka energije dovodi do emisije fotona s određenom energijom. Pojavljuje se kontinuirani rendgenski spektar čija gornja granica odgovara energiji najbržeg elektrona. X-zrake se mogu dobiti ne samo bombardiranjem elektrona, već i zračenjem mete rendgenskim zracima iz drugog izvora. U ovom slučaju, međutim, većina energije upadnog snopa odlazi u karakteristični rendgenski spektar, a vrlo mali dio pada u kontinuirani spektar. Očigledno, upadni snop rendgenskih zraka mora sadržavati fotone čija je energija dovoljna da pobudi karakteristične linije bombardiranog elementa. Visok procenat energije po karakterističnom spektru čini ovu metodu rendgenske ekscitacije pogodnom za naučna istraživanja.

13 slajd

Opis slajda:

Druga važna primjena rendgenskih zraka je u astronomiji. Teško je registrirati ovo zračenje na Zemlji zbog apsorpcije u atmosferi. Ali kada su se instrumenti počeli podizati na raketama i satelitima, snimili su rendgensku emisiju Sunca i zvijezda. Glavna stvar je da je bilo moguće uhvatiti takve zrake iz ranije nepoznatih nebeskih objekata - pulsara. Ovo su poput rendgenskih svjetionika koji nam bljeskaju iz dalekih prostranstava svemira.

14 slajd

Opis slajda:

1. Utakmica. 1. V. Roentgen je otkrio novo zračenje tokom istraživanja... 2. Ovi zraci su se pojavili na... 3. Naučnik je primijetio... 4. V. Roentgen je otkrio da se A. Anoda cijevi za pražnjenje gasa javlja tokom rad cijevi za pražnjenje. B. Staklo gdje su ga katodni zraci udarili. Sjaj ekrana, navlaženog rastvorom barijum-platin-cijanida, nalazi se u blizini cevi. G. Katodne zrake. D. Ranije nepoznato zračenje velike prodorne moći. E. X-zrake (X-zrake). 2. Utakmica. 1. V. Roentgen je otkrio da se novo zračenje javlja na ... 2. Naknadni eksperimenti su pokazali šta su katodne zrake. 3. Utvrđeno je da X-zrake proizvode... A. Vrlo brze struje elektrona. B. Katoda za pražnjenje cijevi. Usporavanje elektrona bilo kojom preprekom. D. Ranije nepoznato zračenje velike prodorne moći. D. Anoda cijevi za pražnjenje. E. Ubrzanje elektrona električnim poljem. Na slici je prikazan dijagram rendgenske cijevi. match. 1. Slobodni elektroni se pojavljuju u cijevi kao rezultat... 2. Elektroni se ubrzavaju kada se kreću prema anodi pod djelovanjem... 3. Pozitivni potencijal se primjenjuje na... 4. Napon između elektroda rendgenske cijevi dostigne... 5. Da bi se povećao srednji slobodni put elektrona tlak plina u rendgenskoj cijevi mora biti električno polje. B. Termionska emisija. Anoda. G. 104 V. D. Cathode. E. Veoma nisko. F. 103 V. 3. Niska.