엑스레이 방사선 발견 이력 프레젠테이션. 엑스레이 방사선. 자외선의 적용

19세기 말, 물리학자들의 일반적인 관심은 저압에서의 가스 방출에 끌렸습니다. 이러한 조건에서 가스 방전관에는 매우 빠른 전자 흐름이 생성되었습니다. 그 당시에는 음극선이라고 불렸습니다. 이 광선의 성질은 아직 확실하게 확립되지 않았습니다. 이 광선이 튜브의 음극에서 발생한다는 것만 알려졌습니다.

뢴트겐은 음극선을 조사하던 중 방전관 근처의 사진판이 검은 종이로 싸여 있어도 빛이 나는 것을 발견했다. 그 후 그는 또 다른 매우 놀라운 현상을 관찰했습니다. 백금-시안화 바륨 용액을 적신 종이 스크린을 방전관 주위에 감으면 빛나기 시작했습니다. 더욱이 엑스레이가 튜브와 스크린 사이에 손을 댔을 때 손 전체의 밝은 윤곽선을 배경으로 뼈의 어두운 그림자가 스크린에 보였습니다.

과학자는 방전관 작동 중에 이전에 알려지지 않은 강력하게 침투하는 방사선이 발생한다는 것을 깨달았습니다. 그는 그것을 엑스레이라고 불렀습니다. 이후 이 방사선 뒤에는 "X선"이라는 용어가 확고하게 자리 잡았습니다.

Roentgen은 음극선(빠른 전자의 흐름)이 튜브의 유리벽과 충돌하는 지점에서 새로운 방사선이 나타나는 것을 발견했습니다. 이곳에서는 유리가 녹색 빛으로 빛났습니다.

후속 실험에서는 빠른 전자가 장애물, 특히 금속 전극에 의해 느려질 때 X선이 발생한다는 사실이 밝혀졌습니다.

뢴트겐이 발견한 광선은 사진판에 작용하여 공기 이온화를 일으켰지만 어떤 물질에서도 눈에 띄게 반사되지 않았으며 굴절도 발생하지 않았습니다. 전자기장은 전파 방향에 영향을 미치지 않았습니다.

즉시 X선은 전자의 급격한 감속 중에 방출되는 전자기파라는 가정이 있었습니다. 가시광선이나 자외선의 광선과 달리 X선은 파장이 훨씬 짧습니다. 파장이 작을수록 장애물과 충돌하는 전자의 에너지가 커집니다. X선의 큰 투과력과 기타 특징은 정확하게 작은 파장과 연관되어 있습니다. 하지만 이 가설에는 증거가 필요했고, 뢴트겐이 죽은 지 15년 후에 증거가 얻어졌습니다.

X선이 전자기파라면 모든 종류의 파동에 공통적으로 나타나는 현상인 회절을 나타내야 합니다. 처음에 X-선은 납판의 매우 좁은 틈을 통과했지만 회절과 유사한 어떤 것도 감지할 수 없었습니다. 독일의 물리학자 Max Laue는 X선의 파장이 너무 짧아 인공적으로 생성된 장애물에 의한 이러한 파동의 회절을 감지할 수 없다고 제안했습니다. 결국 원자 자체의 크기이기 때문에 10-8cm 크기의 간격을 만드는 것은 불가능합니다. X선의 파장이 거의 같다면 어떻게 될까요? 그렇다면 남은 유일한 선택은 크리스탈을 사용하는 것입니다. 그것들은 개별 원자 사이의 거리가 원자 자체의 크기와 동일한 순서로 배열된 구조입니다. 즉, 원자 크기에 가깝습니다.

엑스레이의 발견. 1894년 Roentgen이 대학의 총장으로 선출되었을 때 그는 유리 진공관의 방전에 대한 실험적 연구를 시작했습니다. 1895년 11월 8일 저녁, 뢴트겐은 평소처럼 실험실에서 음극선을 연구하고 있었습니다. 한밤중쯤 피곤해서 떠나려던 그는 연구실을 둘러본 뒤 불을 끄고 문을 닫으려고 했을 때 갑자기 어둠 속에서 빛나는 점을 발견했다. 바륨 시너지 효과로 만들어진 스크린이 빛나는 것으로 나타났습니다. 왜 그가 빛나고 있습니까? 해는 진 지 오래되었고, 전등은 빛을 낼 수 없었고, 음극관은 꺼졌고, 게다가 검은색 판지 덮개로 덮여 있었습니다. Roentgen은 다시 음극관을 바라보며 자신을 비난했습니다. 알고 보니 그는 음극관을 끄는 것을 잊었습니다. 스위치를 느낀 과학자는 수신기를 껐습니다. 사라지고 화면의 빛; 수신기를 다시 켰더니 빛이 다시 나타났습니다. 이것은 발광체가 음극관에 의해 발생한다는 것을 의미합니다! 하지만 어떻게? 결국 음극선은 덮개에 의해 지연되고 튜브와 스크린 사이의 공극은 갑옷입니다. 그리하여 발견의 탄생이 시작되었습니다.

"물리학의 X선" 프레젠테이션의 슬라이드 5"이온화 방사선"이라는 주제에 대한 물리학 수업

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전리 방사선

"물리학자의 엑스레이" - 1896년 1월 ... 하지만 어떻게? 지도자: Baeva Valentina Mikhailovna. 그리하여 발견의 탄생이 시작되었습니다. X선은 광선과 동일한 특성을 갖습니다. 엑스레이의 발견. 엑스레이. 사라지고 화면의 빛; 수신기를 다시 켰더니 빛이 다시 나타났습니다. 1862년 빌헬름은 위트레흐트 기술학교에 입학했습니다.

"자외선" - 자외선. 방사선 수신기. 생물학적 작용. 고온 플라즈마. 속성. 태양, 별, 성운 및 기타 우주 물체. 자외선은 세분화됩니다. 105nm 미만의 파장의 경우 투명 물질이 거의 없습니다. 발견의 역사. 광전 수신기가 사용됩니다.

"적외선 복사" - 적용. 물체가 따뜻할수록 더 빨리 방출됩니다. 다량을 섭취하면 눈이 손상되고 피부에 화상을 입을 수 있습니다. 자외선에서도 사진을 찍을 수 있습니다(그림 1 참조). 지구는 주변 공간으로 적외선(열) 복사를 방출합니다. 태양 복사 에너지의 50%는 적외선에서 나옵니다.

"방사선 물리학의 유형" - 베타 붕괴에서는 전자가 핵 밖으로 날아갑니다. 체르노빌 사고. 원자의 절반이 붕괴하는 데 걸리는 시간을 반감기라고 합니다. 방사능에 대한 현대적인 견해. 체르노빌 사고의 원인에 대해서는 여러 가지 설명이 있습니다. 방사선은 불균질하지만 "광선"이 혼합된 것으로 밝혀졌습니다.

슬라이드 2

X선 방사선 - 광자 에너지가 자외선과 감마선 사이의 전자기파 규모에 있는 전자기파 X선 방사선과 감마선의 에너지 범위는 넓은 에너지 범위에서 겹칩니다. 두 유형의 방사선 모두 전자기 방사선이며 동일한 광자 에너지에 대해 동일합니다. 용어상의 차이는 발생 모드에 있습니다. 엑스선은 전자의 참여로 방출되는 반면 감마선은 원자핵의 여기 해제 과정에서 방출됩니다.

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X선관 X선은 하전 입자의 강한 가속이나 원자나 분자 전자 껍질의 고에너지 전이에 의해 생성됩니다. 두 가지 효과 모두 엑스레이 튜브에 사용됩니다.

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이러한 튜브의 주요 구조 요소는 금속 음극과 양극입니다. X선관에서는 음극에서 방출된 전자가 양극과 음극 사이의 전위차에 의해 가속되어 양극에 부딪히면서 급격하게 감속됩니다. 이 경우 제동력으로 인해 X선 방사선이 생성되고 동시에 양극 원자의 내부 전자 껍질에서 전자가 녹아웃됩니다. 껍질의 빈 공간은 원자의 다른 전자가 차지합니다. 현재 양극은 주로 세라믹으로 만들어지고, 전자가 닿는 부분은 몰리브덴이나 구리로 만들어진다. 가감속 과정에서 전자의 운동에너지 중 약 1%만이 X선으로 이동하고, 99%의 에너지가 열로 변환됩니다.

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입자 가속기 X선은 입자 가속기에서도 얻을 수 있습니다. 소위 싱크로트론 방사선은 자기장 내의 입자 빔이 편향될 때 발생하며, 그 결과 입자의 움직임에 수직인 방향으로 가속이 발생합니다. 싱크로트론 방사선은 상한선이 있는 연속 스펙트럼을 갖습니다. 적절하게 선택된 매개변수를 사용하면 싱크로트론 방사선 스펙트럼에서 X선을 얻을 수도 있습니다.

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물질과의 상호 작용 X선의 파장은 원자의 크기와 비슷하므로 X선용 렌즈를 만드는 데 사용할 수 있는 물질은 없습니다. 또한, X선이 표면에 수직으로 입사되면 거의 반사되지 않습니다. 그럼에도 불구하고 X선 광학 분야에서는 X선용 광학 요소를 구성하는 방법이 발견되었습니다. 특히 다이아몬드는 이를 잘 반사하는 것으로 나타났다.

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X선은 물질을 투과할 수 있으며, 물질마다 X선을 흡수하는 방식이 다릅니다. X선 흡수는 X선 사진 촬영에서 가장 중요한 특성입니다. X-선의 강도는 흡수층에서 이동한 경로에 따라 기하급수적으로 감소합니다(I = I0e-kd, 여기서 d는 층 두께, 계수 k는 Z3λ3에 비례하고, Z는 원소의 원자 번호, λ는 파장).

슬라이드 8

흡수는 광흡수(광전 효과) 및 콤프턴 산란의 결과로 발생합니다.

슬라이드 9

엑스레이는 이온화됩니다. 이는 살아있는 유기체의 조직에 영향을 미치며 방사선병, 방사선 화상 및 악성 종양을 유발할 수 있습니다. 이러한 이유로 X-레이 작업 시 보호 조치를 취해야 합니다. 손상은 방사선 흡수량에 직접적으로 비례한다고 믿어집니다. X선 방사선은 돌연변이 유발 요인입니다. 생물학적 영향

개별 슬라이드의 프레젠테이션에 대한 설명:

슬라이드 1개

슬라이드 설명:

2 슬라이드

슬라이드 설명:

드물게 엑스레이실을 통과하지 않은 사람이 있습니다. 그리고 엑스레이로 찍은 사진은 누구에게나 친숙합니다. X선 방사선은 독일 물리학자 W. Roentgen(1845~1923)에 의해 발견되었습니다. 그의 이름은 이 방사선과 관련된 다른 물리적 용어로 불멸화되었습니다. 전리 방사선량의 국제 단위는 뢴트겐이라고 합니다. 엑스레이 기계로 찍은 사진을 방사선 사진이라고 합니다. 엑스레이를 이용해 질병을 진단하고 치료하는 방사선의학 분야를 방사선학이라고 합니다.

3 슬라이드

슬라이드 설명:

뢴트겐은 자신이 발견한 미지의 광선(엑스선이라고 함)의 투과력이 흡수 물질의 구성에 달려 있다는 사실을 더욱 입증했습니다. 그는 또한 음극선 방전관과 바륨 시아노백금석으로 코팅된 스크린 사이에 손을 놓아 자신의 손 뼈를 이미지화했습니다. 뢴트겐은 뷔르츠부르크 대학의 물리학 교수였던 1895년에 방사선을 발견했습니다. 음극선으로 실험을 수행하는 동안 그는 결정질 바륨 시아노백금석으로 덮인 진공관 근처에 위치한 스크린이 밝게 빛난다는 사실을 발견했습니다. 비록 진공관 자체는 검은 판지로 덮여 있었지만 말입니다. 그래서 처음으로 엑스레이가 1895년에 그의 손을 밝혀냈습니다.

4 슬라이드

슬라이드 설명:

음전하를 띤 입자의 흐름이 감속되어 목표물 위로 떨어지는 소위 방전관에서 새로운 빔이 발생했습니다. 조금 후에 이 입자들이 전자라는 것이 밝혀졌습니다. 전자의 존재를 알지 못했던 뢴트겐 자신은 자신이 발견한 광선의 성질을 설명할 수 없었습니다. 전자 흐름 X선 X선 방사선은 눈에 보이지 않으며 파장이 10-7 - 10-14m인 전자기 방사선입니다. 물질 내에서 빠른 전자가 감속하는 동안(브렘스트랄룽 스펙트럼), 원자 내 전자가 외부 전자 껍질에서 내부 전자 껍질로 전이하는 동안(특성 스펙트럼) 방출됩니다.

5 슬라이드

슬라이드 설명:

Roentgen의 발견에 이어 이 방사선의 많은 새로운 특성과 응용을 발견한 다른 연구자들의 실험이 이어졌습니다. M. Laue, W. Friedrich 및 P. Knipping은 1912년 X선이 결정을 통과할 때 X선의 회절을 입증한 데 큰 공헌을 했습니다. 1913년에 가열된 음극을 갖춘 고진공 X선관을 발명한 W. Coolidge; 1913년에 방사선의 파장과 원소의 원자 번호 사이의 관계를 확립한 G. Moseley; X선 회절 분석의 기초를 개발한 공로로 1915년에 노벨상을 받은 G. Braggi와 L. Braggi.

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슬라이드 설명:

X선 소스: X선관, 전자 가속기, 레이저, 태양 코로나, 천체.

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슬라이드 설명:

X-ray 방사선의 성질 투과력이 크다 발광을 일으킨다 생명체의 세포에 활발하게 영향을 미친다 기체 이온화 및 광전 효과를 일으킬 수 있다 결정 격자의 원자와 작용한다 결정 격자에 간섭 및 회절이 관찰됨 거의 굴절되지 않고 반영되지 않습니다. 다량의 방사선 조사는 방사선병을 유발합니다.

8 슬라이드

슬라이드 설명:

X선 방사선은 눈에 보이지 않으므로 이를 이용한 모든 관찰은 형광 스크린이나 사진 필름을 사용하여 수행됩니다. X선 검출기 - 사진 필름, X선 스크린 등 일부 불투명한 물질을 관통합니다. 이는 의학, 결함 탐지, 스펙트럼 및 구조 분석에 사용됩니다.

9 슬라이드

슬라이드 설명:

가시광선과 마찬가지로 X선도 사진 필름을 검게 만듭니다. 이 속성은 의학, 산업 및 과학 연구에 매우 중요합니다. 연구 중인 물체를 통과한 후 필름에 떨어지면 X선 방사선이 물체의 내부 구조를 묘사합니다. X선 방사선의 투과력은 재료에 따라 다르기 때문에 물체의 투명도가 낮은 부분은 방사선이 잘 통과하는 부분보다 사진에서 더 밝은 영역을 제공합니다. 따라서 뼈 조직은 피부와 내부 기관을 구성하는 조직보다 X-레이에 덜 투명합니다. 따라서 방사선 사진에서 뼈는 더 밝은 부분으로 표시되며 방사선에 대해 더 투명한 골절 부위를 매우 쉽게 감지할 수 있습니다. X선 영상은 치과에서 치아 뿌리의 충치와 농양을 감지하는 데 사용되며, 산업계에서는 주물, 플라스틱, 고무의 균열을 감지하는 데에도 사용됩니다.

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슬라이드 설명:

X선은 화학에서 화합물을 분석하고 물리학에서 결정의 구조를 연구하는 데 사용됩니다. 화합물을 통과하는 X-선 빔은 특징적인 2차 방사선을 발생시키며, 분광학 분석을 통해 화학자는 화합물의 구성을 결정할 수 있습니다. 결정질 물질에 떨어지면 X선 빔이 결정의 원자에 의해 산란되어 사진 판에 명확하고 규칙적인 점과 줄무늬 패턴이 나타나 결정의 내부 구조를 확립할 수 있습니다. 암 치료에 엑스레이를 사용하는 이유는 엑스레이가 암세포를 죽인다는 사실에 근거합니다. 그러나 이는 또한 정상 세포에 바람직하지 않은 영향을 미칠 수도 있습니다. 그러므로 엑스레이를 사용할 때는 극도의 주의가 필요합니다. 엑스레이는 미술사와 법의학에도 사용됩니다.

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슬라이드 설명:

X선 방사선 얻기 X선 방사선은 고속으로 움직이는 전자와 물질의 상호 작용으로 인해 발생합니다. 전자가 어떤 물질의 원자와 충돌하면 빠르게 운동 에너지를 잃습니다. 이 경우, 대부분은 열로 변환되며 일반적으로 1% 미만의 작은 부분이 X선 에너지로 변환됩니다. 이 에너지는 양자(에너지는 있지만 정지 질량은 0인 광자라고 불리는 입자)의 형태로 방출됩니다. X선 광자는 에너지가 다르며, 이는 파장에 반비례합니다. 기존의 X선 획득 방법을 사용하면 광범위한 파장을 얻을 수 있는데 이를 X선 스펙트럼이라고 합니다.

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슬라이드 설명:

전자가 상대적으로 무거운 핵과 충돌하면 속도가 느려지고 운동 에너지가 거의 동일한 에너지를 갖는 X선 광자의 형태로 방출됩니다. 만약 그가 핵을 지나 날아간다면, 그는 에너지의 일부만 잃게 될 것이고, 나머지는 그의 길을 가로막는 다른 원자들로 옮겨질 것입니다. 에너지 손실의 각 행위는 약간의 에너지를 가진 광자의 방출로 이어집니다. 연속 X선 스펙트럼이 나타나며, 그 상한은 가장 빠른 전자의 에너지에 해당합니다. X선은 전자 충격뿐만 아니라 다른 소스에서 X선을 대상에 조사하여 얻을 수 있습니다. 그러나 이 경우 입사빔 에너지의 대부분은 특성 X선 스펙트럼으로 들어가고 그 중 아주 작은 부분이 연속 스펙트럼으로 들어갑니다. 분명히, 입사 X선 빔에는 충격을 받은 요소의 특성선을 자극하기에 충분한 에너지를 가진 광자가 포함되어 있어야 합니다. 특성 스펙트럼당 에너지 비율이 높기 때문에 이 X선 여기 방법은 과학 연구에 편리합니다.

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슬라이드 설명:

엑스레이의 또 다른 중요한 응용 분야는 천문학입니다. 대기에 흡수되기 때문에 이 방사선을 지구에서 등록하는 것은 어렵습니다. 그러나 장비가 로켓과 위성에 올려지기 시작했을 때 태양과 별의 X선 방출을 기록했습니다. 가장 중요한 것은 이전에 알려지지 않은 천체인 펄서에서 그러한 광선을 포착하는 것이 가능했다는 것입니다. 이것은 먼 우주에서 우리에게 번쩍이는 엑스레이 비콘과 같습니다.

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슬라이드 설명:

1. 일치합니다. 1. V. Roentgen은 연구 중에 새로운 방사선을 발견했습니다... 2. 이 광선은 ... 3. 과학자가 관찰했습니다... 4. V. Roentgen은 다음을 입증했습니다. A. 가스 방전관의 양극은 다음과 같이 생성됩니다. 방전관의 작동. B. 음극선이 닿은 유리. 튜브 근처에 위치한 바륨 백금-시안화물 용액에 적셔진 스크린의 빛. G. 음극선. D. 투과력이 뛰어난 이전에 알려지지 않은 방사선. E. 엑스레이(X-ray). 2. 경기. 1. V. Roentgen은 ...에서 새로운 방사선이 발생한다는 것을 발견했습니다. 2. 후속 실험에서는 음극선이 무엇인지 보여주었습니다. 3. 엑스레이는 다음에 의해 생성되는 것으로 밝혀졌습니다. A. 매우 빠른 전자 흐름. B. 방전관 음극. 장애물에 의한 전자의 감속. D. 투과력이 뛰어난 이전에 알려지지 않은 방사선. D. 방전관 양극. E. 전기장에 의한 전자의 가속. 그림은 X선관의 다이어그램을 보여줍니다. 성냥. 1. 다음의 결과로 튜브에 자유 전자가 나타납니다... 2. 전자는 다음의 작용으로 양극을 향해 이동할 때 가속됩니다... 3. 양극 전위가 다음에 적용됩니다... 4. 전극 사이의 전압 5. 전자의 평균 자유 경로를 늘리려면 X선관의 가스 압력이 전기장이어야 합니다. B. 열이온 방출. 양극. G. 104 V.D. 음극. E. 매우 낮습니다. F. 103 V. 3. 낮음.