Presentasi sejarah penemuan radiasi sinar-X. radiasi sinar-X. Penerapan radiasi ultraviolet

Pada akhir abad ke-19, perhatian umum fisikawan tertuju pada pelepasan gas pada tekanan rendah. Dalam kondisi ini, aliran elektron yang sangat cepat tercipta di dalam tabung pelepasan gas. Saat itu disebut sinar katoda. Sifat sinar ini belum diketahui secara pasti. Hanya diketahui bahwa sinar ini berasal dari katoda tabung.

Saat menyelidiki sinar katoda, Roentgen memperhatikan bahwa pelat foto di dekat tabung pelepasan ternyata menyala meskipun dibungkus dengan kertas hitam. Setelah itu, ia berhasil mengamati fenomena lain yang sangat mencolok. Layar kertas yang dibasahi dengan larutan barium platinum-sianida mulai bersinar jika dililitkan pada tabung pelepasan. Terlebih lagi, saat X-ray memegang tangannya di antara tabung dan layar, bayangan gelap tulang terlihat di layar dengan latar belakang garis terang seluruh tangan.

Ilmuwan menyadari bahwa selama pengoperasian tabung pelepasan, beberapa radiasi penetrasi kuat yang sebelumnya tidak diketahui muncul. Dia menyebutnya sinar-X. Selanjutnya, istilah "sinar-X" ditetapkan di balik radiasi ini.

Roentgen menemukan bahwa radiasi baru muncul pada titik di mana sinar katoda (aliran elektron cepat) bertabrakan dengan dinding kaca tabung. Di tempat ini, kaca bersinar dengan cahaya kehijauan.

Eksperimen selanjutnya menunjukkan bahwa sinar-X muncul ketika elektron cepat diperlambat oleh suatu hambatan, khususnya oleh elektroda logam.

Sinar yang ditemukan oleh Roentgen bekerja pada pelat fotografi, menyebabkan ionisasi udara, tetapi tidak dipantulkan secara nyata dari zat apa pun dan tidak mengalami pembiasan. Medan elektromagnetik tidak berpengaruh pada arah rambatnya.

Ada anggapan bahwa sinar-X adalah gelombang elektromagnetik yang dipancarkan ketika elektron mengalami perlambatan tajam. Berbeda dengan sinar cahaya pada spektrum tampak dan sinar ultraviolet, sinar-X memiliki panjang gelombang yang jauh lebih pendek. Semakin kecil panjang gelombangnya, semakin besar energi elektron yang bertabrakan dengan penghalang. Daya tembus sinar-X yang tinggi dan ciri-ciri lainnya justru dikaitkan dengan panjang gelombang yang kecil. Namun hipotesis ini memerlukan bukti, dan bukti diperoleh 15 tahun setelah kematian Roentgen.

Jika sinar-X adalah gelombang elektromagnetik, maka sinar-X tersebut pasti menunjukkan difraksi, sebuah fenomena yang umum terjadi pada semua jenis gelombang. Pada awalnya, sinar-X dilewatkan melalui celah yang sangat sempit pada pelat timah, namun tidak ada yang menyerupai difraksi yang dapat dideteksi. Fisikawan Jerman Max Laue berpendapat bahwa panjang gelombang sinar-X terlalu pendek untuk mendeteksi difraksi gelombang ini oleh penghalang buatan. Lagi pula, tidak mungkin membuat celah berukuran 10-8 cm, karena itulah ukuran atom itu sendiri. Bagaimana jika sinar-X memiliki panjang gelombang yang kurang lebih sama? Maka satu-satunya pilihan yang tersisa adalah menggunakan kristal. Mereka adalah struktur terurut yang jarak antar atomnya sama besarnya dengan ukuran atom itu sendiri, yaitu 10 mendekati ukuran atom.

Penemuan sinar-X. Pada tahun 1894, ketika Roentgen terpilih sebagai rektor universitas, ia memulai penelitian eksperimental tentang pelepasan listrik dalam tabung vakum kaca. Pada malam hari tanggal 8 November 1895, Roentgen bekerja seperti biasa di laboratoriumnya mempelajari sinar katoda. Sekitar tengah malam, karena merasa lelah, dia hendak pergi. Setelah melihat sekeliling laboratorium, dia mematikan lampu dan hendak menutup pintu, ketika dia tiba-tiba melihat semacam titik bercahaya di kegelapan. Ternyata layar yang terbuat dari barium sinergis itu bersinar. Kenapa dia bersinar? Matahari sudah lama terbenam, lampu listrik tidak bisa menimbulkan cahaya, tabung katoda dimatikan, selain itu ditutup dengan penutup karton hitam. Roentgen melihat lagi ke tabung katoda dan mencela dirinya sendiri: ternyata dia lupa mematikannya. Merasakan tombolnya, ilmuwan itu mematikan gagang telepon. Hilang dan cahaya layar; menyalakan receiver lagi - dan cahaya muncul lagi. Artinya pendar tersebut disebabkan oleh tabung katoda! Tapi bagaimana caranya? Bagaimanapun, sinar katoda ditahan oleh penutup, dan celah udara antara tabung dan layar bagi mereka adalah pelindung. Maka dimulailah lahirnya penemuan tersebut.

Slide 5 dari presentasi "Sinar-X fisika" untuk pelajaran fisika dengan topik "Radiasi pengion"

Dimensi: 960 x 720 piksel, format: jpg. Untuk mengunduh slide secara gratis untuk digunakan dalam pelajaran fisika, klik kanan pada gambar dan klik "Simpan Gambar Sebagai...". Anda dapat mengunduh seluruh presentasi "X-rays of Physics.ppt" dalam arsip zip 576 KB.

Unduh presentasi

radiasi pengion

"Sinar-X seorang fisikawan" - Januari 1896 ... Tapi bagaimana caranya? Pemimpin: Baeva Valentina Mikhailovna. Maka dimulailah lahirnya penemuan tersebut. Sinar X mempunyai sifat yang sama dengan sinar cahaya. Penemuan sinar-X. Sinar X. Hilang dan cahaya layar; menyalakan receiver lagi - dan cahaya muncul lagi. Pada tahun 1862, Wilhelm masuk sekolah teknik Utrecht.

"Radiasi ultraviolet" - Radiasi ultraviolet. penerima radiasi. tindakan biologis. Plasma suhu tinggi. Properti. Matahari, bintang, nebula, dan benda luar angkasa lainnya. Radiasi ultraviolet dibagi lagi: Untuk panjang gelombang kurang dari 105 nm, praktis tidak ada bahan transparan. Sejarah penemuan. Penerima fotolistrik digunakan.

"Radiasi Inframerah" - Aplikasi. Semakin panas suatu benda maka semakin cepat pula radiasinya. Dosis besar dapat menyebabkan kerusakan mata dan kulit terbakar. Anda dapat mengambil foto dalam sinar ultraviolet (lihat gambar 1). Bumi memancarkan radiasi infra merah (termal) ke ruang sekitarnya. 50% energi radiasi matahari berasal dari sinar infra merah.

"Jenis fisika radiasi" - Dalam peluruhan beta, sebuah elektron terbang keluar dari inti. Kecelakaan Chernobyl. Waktu yang diperlukan oleh separuh atom untuk meluruh disebut waktu paruh. Pandangan modern tentang radioaktivitas. Ada banyak penjelasan berbeda mengenai penyebab kecelakaan Chernobyl. Ternyata radiasi tersebut tidak homogen, melainkan merupakan campuran dari “sinar”.

geser 2

Radiasi sinar-X - gelombang elektromagnetik yang energi fotonnya terletak pada skala gelombang elektromagnetik antara radiasi ultraviolet dan radiasi gamma.Rentang energi radiasi sinar-X dan radiasi gamma tumpang tindih dalam rentang energi yang luas. Kedua jenis radiasi tersebut merupakan radiasi elektromagnetik dan setara untuk energi foton yang sama. Perbedaan terminologis terletak pada cara terjadinya - sinar-X dipancarkan dengan partisipasi elektron, sedangkan sinar gamma dipancarkan dalam proses de-eksitasi inti atom.

geser 3

Tabung sinar-X Sinar-X dihasilkan oleh percepatan yang kuat dari partikel bermuatan, atau oleh transisi energi tinggi pada kulit elektron atom atau molekul. Kedua efek tersebut digunakan dalam tabung sinar-X

geser 4

Elemen struktural utama dari tabung tersebut adalah katoda logam dan anoda. Dalam tabung sinar-X, elektron yang dipancarkan oleh katoda dipercepat oleh beda potensial listrik antara anoda dan katoda dan mengenai anoda, di mana elektron tersebut mengalami perlambatan secara tiba-tiba. Dalam hal ini, radiasi sinar-X dihasilkan karena bremsstrahlung, dan elektron secara bersamaan tersingkir dari kulit elektron bagian dalam atom anoda. Ruang kosong pada kulit ditempati oleh elektron atom lainnya. Saat ini, anoda sebagian besar terbuat dari keramik, dan bagian tempat jatuhnya elektron terbuat dari molibdenum atau tembaga. Dalam proses percepatan-perlambatan, hanya sekitar 1% energi kinetik elektron yang masuk ke sinar-X, 99% energi tersebut diubah menjadi panas.

geser 5

Akselerator partikel Sinar-X juga dapat diperoleh dalam akselerator partikel. Yang disebut radiasi sinkrotron terjadi ketika seberkas partikel dalam medan magnet dibelokkan, akibatnya partikel tersebut mengalami percepatan dalam arah tegak lurus terhadap pergerakannya. Radiasi sinkrotron mempunyai spektrum kontinu dengan batas atas. Dengan parameter yang dipilih secara tepat, sinar-X juga dapat diperoleh dalam spektrum radiasi sinkrotron

geser 6

Interaksi dengan materi Panjang gelombang sinar-X sebanding dengan ukuran atom, sehingga tidak ada bahan yang dapat digunakan untuk membuat lensa sinar-X. Selain itu, bila sinar-X datang tegak lurus terhadap permukaan, sinar-X tersebut hampir tidak dipantulkan. Meskipun demikian, dalam optik sinar-X, metode telah ditemukan untuk membuat elemen optik untuk sinar-X. Secara khusus, ternyata berlian mencerminkannya dengan baik.

Geser 7

Sinar-X dapat menembus materi, dan berbagai zat menyerapnya secara berbeda. Penyerapan sinar-x adalah sifat terpentingnya dalam fotografi sinar-x. Intensitas sinar-X berkurang secara eksponensial tergantung pada lintasan yang dilalui pada lapisan penyerap (I = I0e-kd, dimana d adalah tebal lapisan, koefisien k sebanding dengan Z³λ³, Z adalah nomor atom unsur, λ adalah panjang gelombang).

Geser 8

Penyerapan terjadi akibat fotoabsorpsi (efek fotolistrik) dan hamburan Compton:

Geser 9

Sinar-X bersifat pengion. Ini mempengaruhi jaringan organisme hidup dan dapat menyebabkan penyakit radiasi, luka bakar radiasi, dan tumor ganas. Oleh karena itu, tindakan perlindungan harus diambil saat bekerja dengan sinar-X. Kerusakan diyakini berbanding lurus dengan dosis radiasi yang diserap. Radiasi sinar-X merupakan faktor mutagenik. Dampak biologis

Deskripsi presentasi pada masing-masing slide:

1 slide

Deskripsi slidenya:

2 geser

Deskripsi slidenya:

Jarang ada orang yang belum melewati ruang rontgen. Dan gambar yang diambil dengan sinar-X sudah tidak asing lagi bagi semua orang. Radiasi sinar-X ditemukan oleh fisikawan Jerman W. Roentgen (1845–1923). Namanya diabadikan dalam beberapa istilah fisik lain yang terkait dengan radiasi ini: satuan internasional dosis radiasi pengion disebut roentgen; gambar yang diambil dengan mesin x-ray disebut radiograf; Bidang kedokteran radiologi yang menggunakan sinar X untuk mendiagnosis dan mengobati penyakit disebut radiologi.

3 geser

Deskripsi slidenya:

Roentgen selanjutnya menetapkan bahwa daya tembus sinar-sinar tak dikenal yang ia temukan, yang disebutnya sinar-X, bergantung pada komposisi bahan penyerapnya. Dia juga mencitrakan tulang tangannya sendiri dengan menempatkannya di antara tabung pelepasan sinar katoda dan layar yang dilapisi barium cyanoplatinite. Roentgen menemukan radiasi pada tahun 1895 ketika menjadi profesor fisika di Universitas Würzburg. Saat melakukan percobaan dengan sinar katoda, ia memperhatikan bahwa layar yang terletak di dekat tabung vakum, ditutupi dengan kristal barium sianoplatinit, bersinar terang, meskipun tabung itu sendiri ditutupi dengan karton hitam. Jadi untuk pertama kalinya sinar-X menerangi tangannya pada tahun 1895.

4 geser

Deskripsi slidenya:

Sinar baru muncul di tabung pelepasan, tempat aliran partikel bermuatan negatif jatuh, melambat, ke sasaran. Beberapa saat kemudian ternyata partikel tersebut adalah elektron. Roentgen sendiri, karena tidak mengetahui keberadaan elektron, tidak dapat menjelaskan sifat sinar yang ditemukannya. Aliran elektron Sinar-X Radiasi sinar-X, radiasi elektromagnetik yang tidak terlihat oleh mata dengan panjang gelombang 10-7 - 10-14m. Ia dipancarkan selama perlambatan elektron cepat dalam suatu zat (spektrum bremsstrahlung) dan selama transisi elektron dalam atom dari kulit elektron terluar ke kulit elektron dalam (spektrum karakteristik).

5 geser

Deskripsi slidenya:

Penemuan Roentgen diikuti oleh eksperimen peneliti lain yang menemukan banyak sifat dan penerapan baru dari radiasi ini. Kontribusi besar diberikan oleh M. Laue, W. Friedrich dan P. Knipping, yang pada tahun 1912 mendemonstrasikan difraksi sinar-X ketika melewati kristal; W. Coolidge, yang pada tahun 1913 menemukan tabung sinar-X vakum tinggi dengan katoda yang dipanaskan; G. Moseley, yang pada tahun 1913 menetapkan hubungan antara panjang gelombang radiasi dan nomor atom suatu unsur; G. dan L. Braggi, yang menerima Hadiah Nobel pada tahun 1915 karena mengembangkan dasar-dasar analisis difraksi sinar-X.

6 slide

Deskripsi slidenya:

Sumber sinar-X: tabung sinar-X, akselerator elektron, laser, korona matahari, benda langit.

7 slide

Deskripsi slidenya:

Sifat radiasi sinar-X Memiliki daya tembus yang tinggi Menyebabkan pendaran Aktif mempengaruhi sel-sel organisme hidup Dapat menyebabkan ionisasi gas dan efek fotolistrik Bekerja dengan atom-atom kisi kristal Interferensi dan difraksi pada kisi kristal diamati Hampir tidak membias dan tidak tercermin Iradiasi dalam dosis besar menyebabkan penyakit radiasi.

8 slide

Deskripsi slidenya:

Radiasi sinar-X tidak terlihat oleh mata, sehingga semua pengamatan dilakukan dengan menggunakan layar fluoresen atau film fotografi. Detektor sinar-X - film fotografi, layar sinar-X, dll. Menembus beberapa bahan buram. Ini digunakan dalam pengobatan, deteksi cacat, analisis spektral dan struktural.

9 slide

Deskripsi slidenya:

Seperti cahaya tampak, sinar-X menyebabkan film fotografi menjadi hitam. Properti ini sangat penting untuk kedokteran, industri dan penelitian ilmiah. Melewati objek yang diteliti dan kemudian mengenai film, radiasi sinar-X menggambarkan struktur internalnya di atasnya. Karena daya tembus radiasi sinar-X berbeda untuk bahan yang berbeda, bagian objek yang kurang transparan memberikan area yang lebih terang pada foto dibandingkan bagian yang dapat ditembus dengan baik oleh radiasi. Dengan demikian, jaringan tulang kurang transparan terhadap sinar-X dibandingkan jaringan yang membentuk kulit dan organ dalam. Oleh karena itu, pada radiografi, tulang akan terlihat sebagai area yang lebih terang dan lokasi fraktur yang lebih transparan terhadap radiasi dapat dengan mudah dideteksi. Pencitraan sinar-X juga digunakan dalam kedokteran gigi untuk mendeteksi karies dan abses pada akar gigi, serta dalam industri untuk mendeteksi retakan pada coran, plastik dan karet.

10 geser

Deskripsi slidenya:

Sinar-X digunakan dalam kimia untuk menganalisis senyawa dan dalam fisika untuk mempelajari struktur kristal. Sinar X-ray yang melewati suatu senyawa kimia menyebabkan karakteristik radiasi sekunder, analisis spektroskopi yang memungkinkan ahli kimia untuk menentukan komposisi senyawa tersebut. Ketika jatuh pada zat kristal, berkas sinar-X dihamburkan oleh atom-atom kristal, memberikan pola bintik dan garis yang jelas dan teratur pada pelat fotografi, yang memungkinkan untuk menentukan struktur internal kristal. Penggunaan sinar-X dalam pengobatan kanker didasarkan pada fakta bahwa sinar-X dapat membunuh sel-sel kanker. Namun, hal ini juga dapat menimbulkan efek yang tidak diinginkan pada sel normal. Oleh karena itu, penggunaan sinar-X ini harus sangat hati-hati. Sinar-X juga digunakan dalam sejarah seni dan forensik.

11 geser

Deskripsi slidenya:

MEMPEROLEH RADIASI SINAR-X Radiasi sinar-X timbul dari interaksi elektron-elektron yang bergerak dengan kecepatan tinggi dengan materi. Ketika elektron bertabrakan dengan atom suatu zat, mereka dengan cepat kehilangan energi kinetiknya. Dalam hal ini, sebagian besar diubah menjadi panas, dan sebagian kecil, biasanya kurang dari 1%, diubah menjadi energi sinar-X. Energi ini dilepaskan dalam bentuk kuanta—partikel yang disebut foton yang mempunyai energi tetapi massa diamnya nol. Foton sinar-X berbeda dalam energinya, yang berbanding terbalik dengan panjang gelombangnya. Dengan metode konvensional untuk memperoleh sinar-X, diperoleh rentang panjang gelombang yang luas, yang disebut spektrum sinar-X.

12 geser

Deskripsi slidenya:

Jika sebuah elektron bertabrakan dengan inti yang relatif berat, maka elektron tersebut melambat, dan energi kinetiknya dilepaskan dalam bentuk foton sinar-X dengan energi yang kira-kira sama. Jika ia terbang melewati inti atom, ia hanya akan kehilangan sebagian energinya, dan sisanya akan ditransfer ke atom lain yang menghalanginya. Setiap tindakan hilangnya energi menyebabkan emisi foton dengan sejumlah energi. Spektrum sinar-X kontinu muncul, batas atasnya sesuai dengan energi elektron tercepat. Sinar-X dapat diperoleh tidak hanya dengan pemboman elektron, tetapi juga dengan menyinari target dengan sinar-X dari sumber lain. Namun dalam kasus ini, sebagian besar energi berkas datang masuk ke dalam spektrum karakteristik sinar-X, dan sebagian kecilnya masuk ke dalam spektrum kontinu. Jelasnya, berkas sinar-X yang datang harus mengandung foton yang energinya cukup untuk mengeksitasi garis karakteristik elemen yang dibombardir. Persentase energi yang tinggi per spektrum karakteristik menjadikan metode eksitasi sinar-X ini cocok untuk penelitian ilmiah.

13 geser

Deskripsi slidenya:

Penerapan penting lainnya dari sinar-X adalah dalam astronomi. Sulit untuk mencatat radiasi ini di Bumi karena penyerapannya di atmosfer. Namun ketika instrumen tersebut mulai dipasang pada roket dan satelit, mereka merekam emisi sinar-X Matahari dan bintang-bintang. Hal utama adalah bahwa sinar seperti itu dapat ditangkap dari benda langit yang sebelumnya tidak diketahui - pulsar. Ini seperti suar sinar-X yang menyinari kita dari ruang angkasa yang jauh.

14 geser

Deskripsi slidenya:

1. Cocokkan. 1. V. Roentgen menemukan radiasi baru saat melakukan penelitian... 2. Sinar ini muncul pada... 3. Ilmuwan mengamati... 4. V. Roentgen menetapkan bahwa A. Anoda tabung pelepasan gas dihasilkan selama pengoperasian tabung pelepasan. B. Kaca yang terkena sinar katoda. Cahaya layar yang dibasahi dengan larutan barium platinum-sianida terletak di dekat tabung. G.Sinar katoda. D. Radiasi yang sebelumnya tidak diketahui dengan daya tembus yang besar. E. Sinar-X (sinar-X). 2. Cocokkan. 1. V. Roentgen menemukan bahwa radiasi baru terjadi pada ... 2. Eksperimen selanjutnya menunjukkan apa itu sinar katoda. 3. Sinar-X ditemukan dihasilkan oleh... A. Aliran elektron yang sangat cepat. B. Katoda tabung pelepasan. Perlambatan elektron oleh hambatan apa pun. D. Radiasi yang sebelumnya tidak diketahui dengan daya tembus yang besar. D. Anoda tabung pelepasan. E. Percepatan elektron oleh medan listrik. Gambar tersebut menunjukkan diagram tabung sinar-X. cocok. 1. Elektron bebas muncul di dalam tabung sebagai akibat dari... 2. Elektron dipercepat ketika bergerak menuju anoda di bawah aksi... 3. Potensi positif diterapkan ke... 4. Tegangan antara elektroda tabung sinar-X mencapai... 5. Untuk meningkatkan jalur bebas elektron rata-rata, tekanan gas dalam tabung sinar-X harus ada medan listrik. B. Emisi termionik. Anoda. G. 104 V. D. Katoda. E.Sangat rendah. F.103 V.3. Rendah.