Ответы на вопросы к лабе. подготовка_медь_молибден. Объяснить принцип работы и устройство рентгеновской трубки
 Скачать 0.49 Mb.
|
|
Объяснить принцип работы и устройство рентгеновской трубки. Рентгеновская трубка – это электровакуумный прибор, генерирующий рентгеновское излучение.   Современные трубки имеют следующее устройство: внутри стеклянной колбы с вакуумом впаяны электроды – катод и анод. Они находятся напротив друг друга. Катод представляет собой спираль из вольфрамовой нити. При подаче на нее тока катод начинает испускать поток электронов, который ускоряется и двигается в сторону анода за счет разности потенциалов между ними. Процесс отрыва электронов с катода называется электронной эмиссией. Анод действует как мишень для электронов. Попадая на анод, электроны резко тормозятся, и большая часть их кинетической энергии преобразуется в тепловую энергию, а наименьшая часть (около 1%) – в рентгеновское излучение. Оно направлено перпендикулярно оси движению электронов – за счет скошенной поверхности анода. Участок анода, куда попадают электроны, называется фокусным* пятном. От его размера зависит качество получаемых изображений – чем он меньше, тем резче получается рисунок. Обратной стороной является более быстрое повреждение анода. Чтобы избежать этого, рентгеновские трубки снабжают вращающимся анодом и конструируют с двумя фокусами – большим и малым. Так как очень большое количество энергии преобразуется в нежелательное тепло, то рентгеновскую трубку снабжают системой охлаждения – водным, воздушным или масляным. Принцип работы: Принцип работы рентгеновской трубки заключается в следующем: нить катода накаливается током и выделяет электроны. Внутри трубки создается сильное электрическое поле, ускоряющее электроны в сторону анода. Попадая в зеркало анода — пластинку, напаянную на конец анодного стержня, электроны создают рентгеновские лучи, исходящие от анода и распространяющиеся во все стороны. Окошки трубки расположены с таким расчетом, чтобы пропустить наиболее интенсивную часть пучка лучей. Зеркало анода изготовляется из различных металлов. Когда ток течет от катода к аноду, электроны теряют энергию, что приводит к генерации рентгеновского излучения. Что такое энергетический уровень электронной оболочки атома? Электронная оболочка атома слоистая. Электронный слой образован электронными облаками одинакового размера. Орбитали одного слоя образуют электронный ("энергетический") уровень Описать спектр рентгеновской трубки. Объяснить процесс генерации рентгеновского излучения. Спектр излучения рентгеновской трубки представляет собой наложение тормозного и характеристического. Тормозной возникает при торможении заряженных частиц, бомбардирующих мишень. Интенсивность тормозного спектра быстро растет с уменьшением массы бомбардирующих частиц и достигает значительной величины при возбуждении электронами. Тормозной— сплошной, так как частица может потерять при тормозном излучении любую часть своей энергии. Он непрерывно распределён по всем длинам волн, вплоть до коротковолновой границы. Характеристические испускают атомы мишени, у которых при столкновении с заряженной частицей высокой энергии или фотоном первичного рентгеновского излучения с одной из внутренних оболочек (К-, L-, М-... оболочек) вылетает электрон. Состояние атома с вакансией во внутренней оболочке (его начальное состояние) неустойчиво. Электрон одной из внешних оболочек может заполнить эту вакансию, и атом при этом переходит в конечное состояние с меньшей энергией (состояние с вакансией во внешней оболочке). Избыток энергии атом может испустить в виде фотона характеристического излучения.   При включении тока накала спираль катода разогревается, при этом вокруг неё образуется облако свободных электронов; чем больше напряжение, тем выше температура нагрева, тем плотнее облако. При подаче на электроды трубки высокого напряжения — порядка десятков и сотен киловольт — проявляется свойство разноимённых зарядов притягиваться друг к другу. В результате отрицательно заряженные электроны с большой скоростью устремляются к положительному аноду. Чем выше анодное напряжение, тем больше скорость электронного пучка. Достигнув фокусного пятна, электроны резко тормозятся на нём, и их кинетическая энергия преобразуется в «лучи торможения», что и является рентгеновским излучением. Когда ток течет от катода к аноду, электроны теряют энергию, что приводит к генерации рентгеновского излучения. Что такое край полосы поглощения вещества? Край полосы поглощения — значение энергии электромагнитного излучения, при превышении которого наблюдается резкое увеличение поглощения этого электромагнитного излучения веществом. Увеличение поглощения вызвано тем, что энергии квантов электромагнитного излучения становится достаточно для осуществления перехода электронов, взаимодействующих с квантами, в возбужденное состояние. Типичными примерами спектров, в которых присутствует край полосы поглощения, являются: спектры поглощения рентгеновского излучения в области, где происходит выбивание электронов из внутренних оболочек атомов; и спектры поглощения полупроводников в спектральной области, близкой по энергии к энергии перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости, то есть близкой к ширине запрещённой зоны — голубой сдвиг. Что такое порядок дифракции? Какие значения он может иметь?  Что такое постоянная решетки кристалла? Постоянная решётки — величина, характеризующая расстояние между атомами в кристаллической решётке. Для кристаллов, которые не обладают кубической симметрией, постоянные решётки отличаются для различных осей. |