Rentgeno spinduliuotės atradimo istorijos pristatymas. Rentgeno spinduliuotė. Ultravioletinės spinduliuotės taikymas

XIX amžiaus pabaigoje bendrą fizikų dėmesį patraukė žemo slėgio dujų išlydis. Tokiomis sąlygomis dujų išlydžio vamzdyje buvo sukurti labai greitų elektronų srautai. Tuo metu jie buvo vadinami katodiniais spinduliais. Šių spindulių prigimtis dar nėra tiksliai nustatyta. Buvo žinoma tik tai, kad šie spinduliai kyla iš vamzdžio katodo.

Tyrinėdamas katodinius spindulius, Rentgenas pastebėjo, kad šalia išlydžio vamzdžio esanti fotografinė plokštelė buvo apšviesta net tada, kai ji buvo suvyniota į juodą popierių. Po to jam pavyko pastebėti dar vieną labai ryškų reiškinį. Popierinis ekranas, sudrėkintas bario platinos-cianido tirpalu, pradėjo švytėti, jei buvo apvyniotas aplink išleidimo vamzdį. Be to, kai rentgenas laikė ranką tarp vamzdelio ir ekrano, ekrane buvo matomi tamsūs kaulų šešėliai šviesesnių visos rankos kontūrų fone.

Mokslininkas suprato, kad veikiant išleidimo vamzdžiui, atsiranda tam tikra anksčiau nežinoma, stipriai prasiskverbianti spinduliuotė. Jis tai pavadino rentgeno spinduliais. Vėliau terminas „rentgeno spinduliai“ buvo tvirtai įsitvirtinęs už šios spinduliuotės.

Rentgenas nustatė, kad nauja spinduliuotė atsirado toje vietoje, kur katodiniai spinduliai (greičių elektronų srautai) susidūrė su stikline vamzdžio sienele. Šioje vietoje stiklas švietė žalsva šviesa.

Vėlesni eksperimentai parodė, kad rentgeno spinduliai atsiranda, kai greitus elektronus sulėtina bet kokia kliūtis, ypač metaliniai elektrodai.

Rentgeno atrasti spinduliai veikė fotografinę plokštelę, sukėlė oro jonizaciją, tačiau neatsispindėjo pastebimai nuo jokių medžiagų ir nepatyrė lūžio. Elektromagnetinis laukas neturėjo įtakos jų sklidimo krypčiai.

Iškart buvo daroma prielaida, kad rentgeno spinduliai yra elektromagnetinės bangos, kurios skleidžiamos staigaus elektronų lėtėjimo metu. Skirtingai nuo šviesos spindulių matomajame spektre ir ultravioletinių spindulių, rentgeno spinduliai turi daug trumpesnį bangos ilgį. Kuo mažesnis jų bangos ilgis, tuo didesnė elektronų, susidūrusių su kliūtimi, energija. Didelė rentgeno spindulių skverbimosi galia ir kitos jų savybės buvo siejamos būtent su mažu bangos ilgiu. Tačiau šiai hipotezei reikėjo įrodymų, o įrodymai buvo gauti praėjus 15 metų po Rentgeno mirties.

Jei rentgeno spinduliai yra elektromagnetinės bangos, jie turi turėti difrakciją – reiškinį, būdingą visų tipų bangoms. Iš pradžių rentgeno spinduliai buvo leidžiami per labai siaurus švino plokštelių plyšius, tačiau nieko panašaus į difrakciją aptikti nepavyko. Vokiečių fizikas Maxas Laue'as teigė, kad rentgeno spindulių bangos ilgis yra per trumpas, kad būtų galima aptikti šių bangų difrakciją dirbtinai sukurtomis kliūtimis. Juk neįmanoma padaryti 10–8 cm tarpų, nes toks yra pačių atomų dydis. Ką daryti, jei rentgeno spinduliai turi maždaug tokį patį bangos ilgį? Tada lieka vienintelė galimybė – naudoti kristalus. Tai sutvarkytos struktūros, kuriose atstumai tarp atskirų atomų pagal dydį lygūs pačių atomų dydžiui, t.y. 10 yra artimi atomų dydžiui.

Rentgeno atradimas. 1894 m., kai Rentgenas buvo išrinktas universiteto rektoriumi, jis pradėjo eksperimentinius elektros išlydžio stikliniuose vakuuminiuose vamzdeliuose tyrimus. 1895 m. lapkričio 8 d. vakarą Rentgenas kaip įprastai dirbo savo laboratorijoje, tyrinėdamas katodinius spindulius. Apie vidurnaktį, jausdamas nuovargį, ruošėsi išeiti, apsidairęs po laboratoriją išjungė šviesą ir ruošėsi uždaryti duris, kai staiga tamsoje pastebėjo kažkokią šviečiančią dėmę. Pasirodo, ekranas, pagamintas iš bario sinergetiko, švytėjo. Kodėl jis švyti? Saulė jau seniai nusileido, elektros šviesa negalėjo sukelti švytėjimo, katodinis vamzdis buvo išjungtas, be to, jis buvo uždengtas juodu kartoniniu dangteliu. Rentgenas vėl pažvelgė į katodinį vamzdelį ir priekaištavo sau: pasirodo, pamiršo jį išjungti. Pajutęs jungiklį, mokslininkas išjungė imtuvą. Dingo ir ekrano švytėjimas; vėl įjungė imtuvą – ir vėl pasirodė švytėjimas. Tai reiškia, kad švytėjimą sukelia katodo vamzdis! Bet kaip? Juk katodinius spindulius atitolina dangtelis, o oro tarpas tarp vamzdelio ir ekrano jiems – šarvai. Taip prasidėjo atradimo gimimas.

5 skaidrė iš pristatymo „Fizikos rentgeno spinduliai“į fizikos pamokas tema "Jonizuojanti spinduliuotė"

Matmenys: 960 x 720 pikselių, formatas: jpg. Norėdami nemokamai atsisiųsti skaidrę, skirtą naudoti fizikos pamokoje, dešiniuoju pelės mygtuku spustelėkite paveikslėlį ir spustelėkite „Išsaugoti vaizdą kaip...“. Galite atsisiųsti visą pristatymą „X-rays of physics.ppt“ 576 KB zip archyve.

Parsisiųsti prezentaciją

jonizuojanti radiacija

„Fiziko rentgeno spinduliai“ – 1896 m. sausis... Bet kaip? Vadovas: Baeva Valentina Michailovna. Taip prasidėjo atradimo gimimas. Rentgeno spinduliai turi tas pačias savybes kaip ir šviesos spinduliai. Rentgeno atradimas. rentgeno spinduliai. Dingo ir ekrano švytėjimas; vėl įjungė imtuvą – ir vėl pasirodė švytėjimas. 1862 metais Vilhelmas įstojo į Utrechto technikos mokyklą.

"Ultravioletinė spinduliuotė" - Ultravioletinė spinduliuotė. spinduliuotės imtuvai. biologinis veiksmas. Aukštos temperatūros plazma. Savybės. Saulė, žvaigždės, ūkai ir kiti kosminiai objektai. Ultravioletinė spinduliuotė yra suskirstyta: mažesniems nei 105 nm bangos ilgiams skaidrių medžiagų praktiškai nėra. Atradimų istorija. Naudojami fotoelektriniai imtuvai.

"Infraraudonoji spinduliuotė" - taikymas. Kuo objektas šiltesnis, tuo greičiau jis spinduliuoja. Didelės dozės gali pažeisti akis ir nudeginti odą. Galite fotografuoti ultravioletiniuose spinduliuose (žr. 1 pav.). Žemė skleidžia infraraudonąją (šiluminę) spinduliuotę į supančią erdvę. 50% saulės spinduliuotės energijos gaunama iš infraraudonųjų spindulių.

„Spinduliavimo fizikos tipai“ – beta skilimo metu iš branduolio išskrenda elektronas. Černobylio avarija. Laikas, per kurį suyra pusė atomų, vadinamas pusinės eliminacijos periodu. Šiuolaikiniai požiūriai į radioaktyvumą. Černobylio avarijos priežasčių paaiškinimų yra daug įvairių. Paaiškėjo, kad spinduliuotė nehomogeniška, bet yra „spindulių“ mišinys.

skaidrė 2

Rentgeno spinduliuotė - elektromagnetinės bangos, kurių fotonų energija yra elektromagnetinių bangų skalėje tarp ultravioletinės spinduliuotės ir gama spinduliuotės Rentgeno spinduliuotės ir gama spinduliuotės energijos diapazonai persidengia plačiame energijos diapazone. Abi spinduliuotės rūšys yra elektromagnetinės spinduliuotės ir yra lygiavertės tai pačiai fotono energijai. Terminologinis skirtumas slypi atsiradimo būdo – rentgeno spinduliai išspinduliuojami dalyvaujant elektronams, o gama spinduliai – atomo branduolių dežadinimo procesuose.

skaidrė 3

Rentgeno vamzdeliai Rentgeno spinduliai susidaro stipriai įsibėgėjus įkrautoms dalelėms arba vykstant didelės energijos perėjimams atomų ar molekulių elektronų apvalkaluose. Abu efektai naudojami rentgeno vamzdeliuose

skaidrė 4

Pagrindiniai tokių vamzdžių konstrukciniai elementai yra metalinis katodas ir anodas. Rentgeno vamzdeliuose katodo skleidžiami elektronai yra pagreitinami dėl elektrinio potencialo skirtumo tarp anodo ir katodo ir atsitrenkia į anodą, kur jie staiga sulėtėja. Šiuo atveju rentgeno spinduliuotė susidaro dėl bremsstrahlung, o elektronai vienu metu išmušami iš anodo atomų vidinių elektronų apvalkalų. Tuščias erdves apvalkaluose užima kiti atomo elektronai. Šiuo metu anodai daugiausia gaminami iš keramikos, o dalis, į kurią patenka elektronai, – iš molibdeno arba vario. Greitėjimo-lėtėjimo procese tik apie 1% elektrono kinetinės energijos patenka į rentgeno spindulius, 99% energijos paverčiama šiluma.

skaidrė 5

Dalelių greitintuvai Rentgeno spindulius galima gauti ir dalelių greitintuvuose. Vadinamoji sinchrotroninė spinduliuotė atsiranda, kai magnetiniame lauke nukreipiamas dalelių pluoštas, dėl kurio jos patiria pagreitį statmena jų judėjimui kryptimi. Sinchrotroninė spinduliuotė turi ištisinį spektrą su viršutine riba. Esant tinkamai parinktiems parametrams, rentgeno spindulius galima gauti ir sinchrotroninės spinduliuotės spektre

skaidrė 6

Sąveika su medžiaga Rentgeno spindulių bangos ilgis prilyginamas atomų dydžiui, todėl nėra medžiagos, iš kurios būtų galima pagaminti lęšį rentgeno spinduliams. Be to, kai rentgeno spinduliai krinta statmenai paviršiui, jie beveik neatsispindi. Nepaisant to, rentgeno optikoje buvo rasti metodai rentgeno spinduliams skirtų optinių elementų konstravimui. Visų pirma paaiškėjo, kad deimantas juos gerai atspindi.

7 skaidrė

Rentgeno spinduliai gali prasiskverbti į medžiagą, o skirtingos medžiagos jas sugeria skirtingai. Rentgeno spindulių sugertis yra svarbiausia jų savybė rentgeno fotografijoje. Rentgeno spindulių intensyvumas mažėja eksponentiškai priklausomai nuo kelio, nueinamo sugeriančiame sluoksnyje (I = I0e-kd, kur d yra sluoksnio storis, koeficientas k yra proporcingas Z³λ³, Z yra elemento atominis skaičius, λ yra bangos ilgis).

8 skaidrė

Absorbcija atsiranda dėl fotoabsorbcijos (fotoelektrinio efekto) ir Komptono sklaidos:

9 skaidrė

Rentgeno spinduliai yra jonizuojantys. Jis veikia gyvų organizmų audinius ir gali sukelti spindulinę ligą, nudegimus ir piktybinius navikus. Dėl šios priežasties dirbant su rentgeno spinduliais reikia imtis apsaugos priemonių. Manoma, kad žala yra tiesiogiai proporcinga sugertai spinduliuotės dozei. Rentgeno spinduliuotė yra mutageninis veiksnys. Biologinis poveikis

Pristatymo aprašymas atskirose skaidrėse:

1 skaidrė

Skaidrės aprašymas:

2 skaidrė

Skaidrės aprašymas:

Retas žmogus nėra praėjęs rentgeno kabinete. O nuotraukos, padarytos rentgeno spinduliais, yra žinomos visiems. Rentgeno spinduliuotę atrado vokiečių fizikas V. Rentgenas (1845–1923). Jo vardas įamžintas kai kuriais kitais fiziniais terminais, susijusiais su šia spinduliuote: tarptautinis jonizuojančiosios spinduliuotės dozės vienetas vadinamas rentgenu; nuotrauka, padaryta rentgeno aparatu, vadinama rentgenograma; Radiologinės medicinos sritis, kuri naudoja rentgeno spindulius ligoms diagnozuoti ir gydyti, vadinama radiologija.

3 skaidrė

Skaidrės aprašymas:

Rentgenas taip pat nustatė, kad jo atrastų nežinomų spindulių, kuriuos jis pavadino rentgeno spinduliais, prasiskverbimo galia priklausė nuo sugeriančios medžiagos sudėties. Jis taip pat pavaizdavo savo rankos kaulus, padėdamas juos tarp katodinių spindulių išlydžio vamzdžio ir ekrano, padengto bario cianoplatinitu. Rentgenas atrado spinduliuotę 1895 m., būdamas Viurcburgo universiteto fizikos profesoriumi. Atlikdamas eksperimentus su katodiniais spinduliais jis pastebėjo, kad prie vakuuminio vamzdžio esantis ekranas, padengtas kristaliniu bario cianoplatinitu, ryškiai šviečia, nors pats vamzdis buvo padengtas juodu kartonu. Taigi pirmą kartą pats rentgenas nušvietė jo ranką 1895 m.

4 skaidrė

Skaidrės aprašymas:

Nauji spinduliai atsirado vadinamajame iškrovimo vamzdyje, kur neigiamai įkrautų dalelių srautas, lėtėdamas, nukrito į taikinį. Kiek vėliau paaiškėjo, kad šios dalelės yra elektronai. Pats Rentgenas, nežinodamas apie elektrono egzistavimą, negalėjo paaiškinti jo atrastų spindulių prigimties. Elektronų srauto rentgeno spinduliai Rentgeno spinduliuotė, akiai nematoma elektromagnetinė spinduliuotė, kurios bangos ilgis 10-7 - 10-14m. Jis išspinduliuojamas lėtėjant greitiems elektronams medžiagoje (bremsstrahlung spektras) ir vykstant elektronų perėjimui atome iš išorinių elektronų apvalkalų į vidinius (charakteristinis spektras).

5 skaidrė

Skaidrės aprašymas:

Rentgeno atradimą sekė kitų mokslininkų eksperimentai, kurie atrado daug naujų šios spinduliuotės savybių ir galimybių. Didelį indėlį įnešė M. Laue, W. Friedrich ir P. Knipping, 1912 m. pademonstravę rentgeno spindulių difrakciją, kai jie praeina pro kristalą; W. Coolidge'as, kuris 1913 metais išrado didelio vakuumo rentgeno vamzdį su šildomu katodu; G. Moseley, 1913 metais nustatęs ryšį tarp spinduliuotės bangos ilgio ir elemento atominio skaičiaus; G. ir L. Braggi, kurie 1915 m. gavo Nobelio premiją už rentgeno spindulių difrakcijos analizės pagrindų sukūrimą.

6 skaidrė

Skaidrės aprašymas:

Rentgeno spindulių šaltiniai: rentgeno vamzdis, elektronų greitintuvai, lazeriai, saulės vainikas, dangaus kūnai.

7 skaidrė

Skaidrės aprašymas:

Rentgeno spinduliuotės savybės Turi didelę skverbimosi galią Sukelia liuminescenciją Aktyviai veikia gyvo organizmo ląsteles Gali sukelti dujų jonizaciją ir fotoelektrinį efektą Veikia su kristalinės gardelės atomais Stebimi trikdžiai ir difrakcija ant kristalinės gardelės Beveik nelūžta ir neatsispindi Švitinimas didelėmis dozėmis sukelia spindulinę ligą.

8 skaidrė

Skaidrės aprašymas:

Rentgeno spinduliuotė akiai nepastebima, todėl visi stebėjimai su ja atliekami naudojant fluorescencinius ekranus arba fotojuostos. Rentgeno spindulių detektoriai – fotojuostos, rentgeno ekranas ir kt. Prasiskverbia pro kai kurias nepermatomas medžiagas. Jis naudojamas medicinoje, defektų aptikimui, spektrinei ir struktūrinei analizei.

9 skaidrė

Skaidrės aprašymas:

Rentgeno spinduliai, kaip ir matoma šviesa, pajuoduoja fotojuostos. Ši savybė labai svarbi medicinai, pramonei ir moksliniams tyrimams. Praeinant per tiriamą objektą ir tada krintant ant plėvelės, rentgeno spinduliuotė vaizduoja ant jo vidinę struktūrą. Kadangi rentgeno spinduliuotės prasiskverbimo galia skirtingoms medžiagoms yra skirtinga, jai mažiau skaidrios objekto dalys nuotraukoje suteikia ryškesnes sritis nei tos, per kurias spinduliuotė prasiskverbia gerai. Taigi kauliniai audiniai yra mažiau skaidrūs rentgeno spinduliams nei audiniai, sudarantys odą ir vidaus organus. Todėl rentgenogramoje kaulai bus nurodyti kaip šviesesnės vietos, o lūžio vieta, kuri yra skaidresnė spinduliuotei, gali būti gana lengvai aptikta. Rentgeno spinduliai taip pat naudojami odontologijoje ėduonies ir abscesų aptikimui dantų šaknyse, o pramonėje – liejinių, plastiko ir gumos įtrūkimams aptikti.

10 skaidrės

Skaidrės aprašymas:

Rentgeno spinduliai naudojami chemijoje junginiams analizuoti, o fizikoje – kristalų struktūrai tirti. Rentgeno spindulys, praeinantis per cheminį junginį, sukelia būdingą antrinę spinduliuotę, kurios spektroskopinė analizė leidžia chemikui nustatyti junginio sudėtį. Krintant ant kristalinės medžiagos, rentgeno spindulys išsklaido kristalo atomus, todėl ant fotografinės plokštės susidaro aiškus, taisyklingas dėmių ir juostelių raštas, leidžiantis nustatyti vidinę kristalo struktūrą. Rentgeno spindulių naudojimas vėžio gydymui grindžiamas tuo, kad jie naikina vėžines ląsteles. Tačiau jis taip pat gali turėti nepageidaujamą poveikį normalioms ląstelėms. Todėl naudojant rentgeno spindulius reikia būti labai atsargiems. Rentgeno spinduliai taip pat naudojami meno istorijoje ir kriminalistikoje.

11 skaidrė

Skaidrės aprašymas:

Rentgeno spinduliuotės gavimas Rentgeno spinduliuotė atsiranda dėl dideliu greičiu judančių elektronų sąveikos su medžiaga. Kai elektronai susiduria su bet kurios medžiagos atomais, jie greitai praranda kinetinę energiją. Šiuo atveju didžioji jo dalis paverčiama šiluma, o nedidelė dalis, dažniausiai mažesnė nei 1%, paverčiama rentgeno energija. Ši energija išsiskiria kvantų pavidalu – dalelių, vadinamų fotonais, turinčių energiją, bet turinčių nulinę ramybės masę. Rentgeno fotonai skiriasi savo energija, kuri yra atvirkščiai proporcinga jų bangos ilgiui. Taikant įprastą rentgeno spindulių gavimo būdą, gaunamas platus bangos ilgių diapazonas, vadinamas rentgeno spindulių spektru.

12 skaidrė

Skaidrės aprašymas:

Jei elektronas susiduria su gana sunkiu branduoliu, tada jis sulėtėja, o jo kinetinė energija išsiskiria maždaug tokios pat energijos rentgeno fotono pavidalu. Jei jis praskris pro branduolį, jis praras tik dalį savo energijos, o likusi dalis bus perduota kitiems atomams, kurie pateks jam į kelią. Kiekvienas energijos praradimo veiksmas sukelia tam tikros energijos fotono emisiją. Atsiranda ištisinis rentgeno spektras, kurio viršutinė riba atitinka greičiausio elektrono energiją. Rentgeno spindulius galima gauti ne tik elektroniniu bombardavimu, bet ir taikinį apšvitinus rentgeno spinduliais iš kito šaltinio. Tačiau šiuo atveju didžioji dalis krentančio pluošto energijos patenka į būdingą rentgeno spindulių spektrą, o labai maža jos dalis patenka į ištisinį spektrą. Akivaizdu, kad krintančiame rentgeno pluošte turi būti fotonų, kurių energijos pakaktų būdingoms bombarduojamo elemento linijoms sužadinti. Didelis energijos procentas būdingam spektrui daro šį rentgeno sužadinimo metodą patogų moksliniams tyrimams.

13 skaidrė

Skaidrės aprašymas:

Kitas svarbus rentgeno spindulių pritaikymas yra astronomija. Sunku užregistruoti šią spinduliuotę Žemėje dėl absorbcijos atmosferoje. Tačiau kai instrumentai buvo pradėti kelti ant raketų ir palydovų, jie užfiksavo saulės ir žvaigždžių rentgeno spinduliuotę. Svarbiausia, kad tokius spindulius buvo galima pagauti iš anksčiau nežinomų dangaus objektų – pulsarų. Tai tarsi rentgeno švyturiai, blyksintys mums iš tolimų kosmoso platybių.

14 skaidrė

Skaidrės aprašymas:

1. Rungtynės. 1. V. Rentgenas tyrinėdamas atrado naują spinduliuotę... 2. Šie spinduliai atsirado... 3. Mokslininkas pastebėjo... 4. V. Rentgenas nustatė, kad A. Dujų išlydžio vamzdžio anodas susidaro per išleidimo vamzdžio veikimas. B. Stiklas ten, kur į jį patenka katodiniai spinduliai. Ekrano švytėjimas, sudrėkintas bario platinos-cianido tirpalu, esantis šalia vamzdžio. G. Katodiniai spinduliai. D. Anksčiau nežinoma spinduliuotė, turinti didelę prasiskverbimo galią. E. Rentgeno spinduliai (rentgeno spinduliai). 2. Rungtynės. 1. V. Rentgenas atrado, kad nauja spinduliuotė atsiranda ant ... 2. Vėlesni eksperimentai parodė, kas yra katodiniai spinduliai. 3. Nustatyta, kad rentgeno spindulius gamina... A. Labai greiti elektronų srautai. B. Išlydžio vamzdžio katodas. Elektronų lėtėjimas bet kokia kliūtimi. D. Anksčiau nežinoma spinduliuotė, turinti didelę prasiskverbimo galią. D. Iškrovimo vamzdžio anodas. E. Elektronų pagreitis elektriniu lauku. Paveikslėlyje parodyta rentgeno vamzdžio schema. rungtynės. 1. Vamzdyje atsiranda laisvųjų elektronų dėl... 2. Elektronai pagreitėja judant link anodo veikiant... 3. Teigiamas potencialas taikomas... 4. Įtampa tarp elektrodų rentgeno vamzdžio pasiekia... 5. Norint padidinti vidutinį laisvąjį elektronų kelią, dujų slėgis rentgeno vamzdyje turi būti elektrinis laukas. B. Terminė emisija. Anodas. G. 104 V. D. Katodas. E. Labai žemas. F. 103 V. 3. Žemas.