Актуальные проблемы преподавания физики в школе и вузе

В.Н. Федорова, Е.В. Фаустов, А.Ю. Силин, Е.Е. Фаустова 
 
НЕКОТОРЫЕ УТОЧНЕНИЯ В ИЗЛОЖЕНИИ 
ТЕМЫ «РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ» 
Данная статья посвящена изложению темы «Рентгеновское излучение». Представлен 
материал, фрагменты из которого могут быть использованы как в школе, так и в вузе. 
природа рентгеновского излучения, тормозное и характеристическое излучение, 
спектр, коэффициент ослабления 
This article is devoted to the presentation of the topic "X-ray radiation". The material is pre-
sented, fragments from which can be used both in school and in high school. 
nature of X-ray radiation, bremsstrahlung and characteristic radiation, spectrum, attenuation 
coefficient 
© Федорова В.Н., Фаустов Е.В., Силин А.Ю., Фаустова Е.Е., 2018 

---

104 
1. Общая характеристика рентгеновского излучения. 
Рентгеновское излучение – 
электромагнитные волны с длиной волны от 
100 до 10
–5
нм. На шкале электромагнитных волн рентгеновское излучение за-
нимает область между УФ-излучением и γ-излучением. Высокая проникающая 
способность рентгеновского излучения обусловило его широкое использование 
в диагностической медицине. 
2. Источники рентгеновского излучения. Рентгеновская трубка. 
Естественными источниками рентгеновского излучения являются, напри-
мер, Солнце и другие звезды. Рентгеновское излучение входит в состав косми-
ческих лучей. Земными источниками рентгеновского излучения являются неко-
торые радиоактивные изотопы (однако их относительно немного, а длины ис-
пускаемых ими волн не обеспечивают потребностей медицины). По этой при-
чине в медицине используются искусственные источники мощного рентгенов-
ского излучения с регулируемой длиной волны – рентгеновские трубки. 
2.1 Устройство рентгеновской трубки. 
Рис. 1.
Устройство рентгеновской трубки 
Рентгеновская трубка представляет собой вакуумированную (р 

10
–7
мм рт. 
ст.) стеклянную колбу с двумя электродами: анодом 
А 
и катодом 
К
, на которые по-
дается высокое постоянное напряжение 
U
(1 – 500 кВ) с положительным полюсом 
на аноде. Это напряжение называют 
анодным
или 
ускоряющим
напряжением. 
Катод представляет собой обычно спираль, накаливаемую электрическим то-
ком до температур, при которых возникает термоэлектронная эмиссия.
Электроны, испущенные нагретым катодом, разгоняются электрическим по-
лем до больших скоростей – 1,33∙10
8
м/с (для этого и нужно высокое напряжение) 
и попадают на анод трубки. При их взаимодействии с веществом анода возникает 
рентгеновское излучение
. Точное и равномерное распределение электронов на 
аноде с одновременным его охлаждением достигается благодаря его вращению. 
Рабочая поверхность анода расположена под некоторым углом к оси трубки 
для того, чтобы создать требуемое направление рентгеновских лучей. 
КПД рентгеновской трубки невелик: в излучение переходит примерно 1 % 
кинетической энергии катодных электронов, а 99 % их энергии выделяется в виде 
тепла. Поэтому в мощных рентгеновских трубках используют специальные устрой-
ства для охлаждения анода. 
В рентгенографии данные трубки вмонтированы в рентгеновские аппараты. 

---

105 
2.2. Тормозное рентгеновское излучение. 
Электрон, проникающий в поверхностные слои анода, взаимодействует с 
электрическим полем его атомов и теряет свою скорость – 
приобретает отрица-
тельное ускорение
. Согласно теории Максвелла, любое