Контрольная работа по "Физике"

Устройство рентгеновской трубки. Тормозное  рентгеновское  излучение.

       Наиболее распространенным источником  рентгеновского излучения является  рентгеновская трубка, которая представляет  собой двухэлектродный вакуумный  прибор. Подогревный катод  1 испускает  электроны 4. Анод 2, называемый часто антикатодом, имеет наклонную поверхность, для того чтобы направить возникающее рентгеновское излучение 3 под углом к оси трубки. Анод изготовлен из хорошо теплопроводящего материала для отвода теплоты, образующейся при ударе электронов. Поверхность анода выполнена из тугоплавких материалов, имеющих большой порядковый номер атома в таблице Менделеева, например из вольфрама. В отдельных случаях анод специально охлаждают водой или маслом. Для диагностических трубок важна точечность источника рентгеновских лучей, чего можно достигнуть, фокусируя электроны в одном месте антикатода. Поэтому конструктивно приходится учитывать две противоположные задачи: с одной стороны, электроны должны попадать  на одно место анода, с другой стороны, чтобы не допустить перегрева, желательно распределение  электронов по разным участкам анода. В качестве одного из интересных технических решений является рентгеновская трубка с вращающимся анодом.

 В результате торможения электрона (или иной заряженной частицы) электростатическим полем атомного ядра и атомарных электронов вещества антикатода возникает тормозное рентгеновское излучение. Механизм  его можно пояснить следующим образом. С движущимся электрическим зарядом связано магнитное поле, индукция которого зависит от скорости электрона. При торможении уменьшается магнитная индукция и в соответствии с теорией Максвелла появляется электромагнитная волна.

        При  торможении электронов лишь часть   энергии идет на создание фотона  рентгеновского излучения, другая часть расходуется на нагревание анода. Так как соотношение между этими частями случайно, то при торможении большого количества электронов  образуется непрерывный спектр рентгеновского излучения. В связи  с этим  тормозное излучение называют также и сплошным.

На рис. представлены зависимости  потока рентгеновского излучения от длины волны λ (спектры) при разных напряжениях в рентгеновской трубке: U₁‹U₂‹U₃. В каждом из спектров наиболее коротковолновое тормозное излучение λ_min возникает тогда, когда энергия, приобретенная электроном в ускоряющем поле, полностью переходит в энергию фотона. Коротковолновое рентгеновское излучение обычно обладает большей проникающей способностью, чем  длинноволновое, и называется жестким, а  длинноволновое - мягким.