1-Mavzu: : Atom fizikasiga kirish. Rentgen nurlanishlari reja

3. Rentgen spektrlari, Mozli qonuni. Rentgen nurlarining hosil qilinishi. Rentgen nurlari 1895-yilda V.Rentgen tomonidan kashf qilingan bo‘lib, uning nomi bilan ataladi. Rentgen nurlari elektromagnit to‘lqinlar nurlanishi bo‘lib, to‘lqin uzunligi λ=(100,001) nm oraliq­da bo‘ladi. Rentgen nurlari ikki xil bo‘lishi aniqlangan: tormozlanish va xarakteristik rentgen nurlari.


-rasm
Rentgen nurlari -rasm­da tasvirlangan rentgen trub­kasida hosil qilinadi.


Rentgen nurlarining spektrlari. Tormozlash rentgen nurlari tutash spektrni hosil qiladi. Tutash spektrning tuzilishi anod materialiga bog‘liq bo‘lmaydi. Tutash spektr quyidagi xossalarga ega: spektrda rentgen nurlari intensivligi­ning to‘lqin uzunligiga bog‘liq ravishda taqsimlanishi egri chiziqdan iborat bo‘lib, to‘lqin uzunligining aniq qiymatlarida egri chiziq maksimumga ega bo‘ladi. Intensivlikning bu maksimumidan uzun to‘lqinlar va qisqa to‘lqinlar tomonga pasayishi turlicha bo‘ladi; uzun to‘lqinlar tomonga pasayganda egri chiziq assimptotik ravishda nolga intiladi, qisqa to‘lqinlar tomonga pasayganda esa keskin pasayadi va to‘lqin uzunligining ma’lum bir qiymatida spektr keskin uziladi. To‘lqin uzunligining bu qiymati tutash spektrning qisqa to‘lqinli chegarasi deyiladi va u elektronlarni tezlatuvchi potensialga bog‘liq bo‘ladi.


8.3-rasm
8.3-rasmda anod va katod orasidagi potensiallar farqining turli qiymatlari uchun tormozlanish rentgen nurlanishining tutash spektri keltirilgan. Rasmda tormozlanish rentgen nurlanishi intensivligining to‘lqin uzunligiga bog‘liqligi tasvirlangan. Anod va katod orasidagi potensiallar ayirmasi U₁=30 kV bo‘lganda spektr to‘lqin uzunligi ma’lum bir chega­raviy λ_cheg1 qiymatidan bosh­lanib, uzun to‘lqin uzunlik­lar tomonidan davom etadi. Potensiallar ayirmasi yana oshirila borilsa, U₂=40 kV bo‘lganda, spektrning qisqa to‘lqinli chegarasi chapga siljiydi, λ_cheg2 spektrning in­tensivligi esa ortadi. U₂=50 kV bo‘lganda ham shunday bo‘ladi va h.k.
Tutash spektrning qisqa to‘lqinlar sohasida spektrning uzilishini kvant mexanikasi tasavvurlari asosida quyidagicha tushuntirish mumkin: elektronlar tormozlanishida hosil bo‘ladigan rentgen nurlarining energiyasi tormozlangan tez elektronlarning energiyasidan katta bo‘la olmaydi.
Katod va anod orasiga qo‘yilgan potensiallar ayirmasi bilan tezlashtirilgan elektronlar eU kattalikdagi kinetik energiyaga erishadi. Elektronlar anod sirtiga urilib tormozlanganida kinetik energiyasi­ning bir qismi anodni qizdirishga sarf bo‘ladi, qolgan qismi hosil bo‘lgan rentgen nurlanishi kvantlari energiyasiga aylanadi. U vaqtda energiya uchun quyidagi munosabat o‘rinli bo‘ladi:
hν<(8.1)
(8.1) formulada hν – tormozlanish rentgen nurlanishi kvantlarining energiyasi, eU – tezlashtirilgan elektronlarning kinetik energiyasi, elektronlarning anodni qizdirishga sarflanadigan energiyasi har xil bo‘lganligi uchun hosil bo‘ladigan rentgen kvantlarining energiyasi ham har xil bo‘ladi, ya’ni har xil energiyali rentgen kvantlari nurlanadi. Shuning uchun ham tormozlanish rentgen nurlanishi tutash spektrga ega bo‘ladi.
Tormozlanish rentgen nurlari tutash spektrida eng qisqa to‘lqin uzunligiga to‘g‘ri keladigan rentgen nurlanishi kvantlari hν_max – maksimum energiyaga ega bo‘ladi. Bunday katta energiyali tormoz­langan rentgen nurlanishi kvantlari anodga kelib urilayotgan tez elektronlarning kinetik energiyasi to‘liq ravishda tormozlangan rentgen nurlari energiyasiga aylanganida hosil bo‘ladi. Shuning uchun tutash spektrning chegarasi λ_min ni topish uchun elektronning eU kinetik energiyasini rentgen kvantining maksimal energiyasi hν_max ga tenglashtirish kerak, ya’ni: