Спектры испускания лучей.

Спектры испускания рентгеновских лучей бывают двух типов: сплошные (белые), и линейчатые (характеристические).

Спектры испускания рентгеновских лучей:

а) при напряжении меньше напряжения возбуждения (U=8кВ)

б) при напряжении больше напряжения возбуждения (Cu – анод, U = 40 кВ)

Рентгеновские излучения возникают в результате столкновения электронов с материалом анода рентгеновской трубки.

Электрон,летящий со скоростью u, при ударе об анод трубки тормозится, часть его энергии p расходится на взаимодействие материала анода, а остальная энергия переходит в энергию излучения. Зависимость длины волны которого от E_э выражается уравнением Эйнштейна:

если величина p мала по сравнению с энергией электрона, ею можно пренебречь, при этом образующееся излучение имеет минимальную длину волны.

Если величина pотлична от 0, то образующееся излучение имеет большую длину волны. Из всех возможных длин волн и состоит сплошной спектр излучения. Минимальная длина волны может быть вычислена из уравнения

где е – заряд электрона, U – напряжение на трубке в кВ.

Максимум интенсивности приходится на участок спектра с длиной волны, в 1,5 раза большей .

Возникновение характеристического излучения (спектра) связано с той частью энергии электрона, которая идет на взаимодействие с материалом анода. Постепенное увеличение падения напряжения на рентгеновской трубке сначала не вызывает качественных изменений в спектре, но при определении значений напряжения вид спектра резко изменится (рис. б), т.е. на сплошной спектр накладывается линейчатый.

Напряжение, при котором появляются линии характеристического спектра, называется напряжением возбуждения.

При дальнейшем увеличении напряжения происходит увеличение интенсивности линий характеристического спектра спектра с одновременным увеличением интенсивности сплошного спектра. Абсолютная интенсивность линий характеристического спектра определяется уравнением

,

где U₀ – потенциал возбуждения , U – напряжение на трубке, i – сила тока, проходящего через трубку, 1,6 < n < 2,0. Это уравнение справедливо для напряжения в 3-4 раза большего напряжения возбуждения. Дальнейшее увеличение напряжения сопровождается уменьшением n.

Общая мощность белого излучения увеличивается при увеличении напряжения.

,

где U – напряжение на трубке, i – сила тока, z – атомный номер материала анода, k – коэффициент пропорциональности.