Міністерство освіти України
ІВАНО-ФРАНКІВСЬКА ДЕРЖАВНА МЕДИЧНА АКАДЕМІЯ
Реферат
на тему:
“Рентгенівське випромінювання”
Виконала
студентка I-го курсу
Фірман І. Я.
Перевірила
викладач Іванишин І. М.
Івано-Франківськ 2004
1. Відкриття Вільгельма Рентгена.. 3
На самому початку 1896 року всі університети і академії світу були розбурхані сенсаційною новиною: якийсь Вільгельм Конрад Рентген, мало кому відомий німецький професор, відкрив якесь нове проміння, яке володіло чудовими властивостями.
Вільгельм Конрад Рентген
Людське око не помічало їх, але вони діяли на фотографічну пластинку, і з їх допомогою вдавалося робити знімки навіть в цілковитій темряві. Крім того, про присутність цього проміння можна було дізнатися ще от яким чином: якщо на їх шляху ставили паперовий або скляний екран, покритий особливим хімічним складом, то екран починав яскраво світитися — фосфоресціювати. А найдивніше було те, що нове проміння більш чи менш свобідно проходило через будь-які предмети, як світло через скло. Вони проникали крізь щільно закриті двері, крізь глухі перегородки, крізь одяг і людське тіло.Якщо їм перегороджували шлях кистю руки, то на екрані, що світиться, з'являлися темні контури кісток — рука скелета, що ворушить пальцями!
Рентгенівський знімок скриньки з і кистю руки
Поважні люди — в сюртуках, застебнутих на всі гудзики, в крохмальних манишках — могли побачити на екрані свої ребра, хребетний стовп, тінь всього свого скелета, а заразом вже і годинник в жилетній кишені або монети в гаманці, захованому в брюках. Знайшлися зразу ж люди, які здогадалися застосувати нове проміння для практичної мети. В Америці, наприклад, вже на четвертий день після того, як стало відомо про відкриття Рентгена, якийсь лікар скористався цим промінням, щоб встановити, чи застрягла куля в тілі пораненого, його пацієнта.
Але фізиків відкриття Рентгена зацікавило ще більше, ніж лікарів. Фізики хотіли знати, що це за проміння, чи схожі вони по своїй природі із звичайним світловим промінням, чи ні, і яким чином вони виникають, що викликає їх появу. З вуст у вуста передавалися подробиці про те, як Рентген зробив своє відкриття. Він вивчав у себе в лабораторії явища, що відбуваються в трубці Крукса. Це скляна трубка, з якої відкачується повітря. Усередині неї на обох кінцях упаяні металеві електроди. Якщо підвести до них струм, то усередині трубки, в розрідженому повітрі між обома електродами, відбувається електричний розряд. При цьому повітря і стінки трубки світяться холодним світлом.
Рентген якось поклав недалеко від круксової трубки пачку непроявлених фотографічних пластинок, загорнених в чорний папір. Коли він потім став їх проявляти, то виявилося, що вони засвічені. Це повторювалося не раз; свіжі, абсолютно незаймані пластинки, щільно закриті чорним папером, незмінно псувалися, якщо вони лежали поблизу від трубки Крукса. Сам Крукс і інші дослідники, що мали справу з розрядними трубками, ще задовго до Рентгена звернули увагу на цю обставину, але вони не надавали йому значення. Пластинки засвічуються. Добре, триматимемо їх подалі від трубки, — вирішували вони. А Рентген цим не задовольнився — він став експериментувати, шукати, в чому тут справа.
Одного разу Рентген працював з круксовою трубкою, обернувши її зовні чорним картоном. Коли він, йдучи з лабораторії, погасив світло, то знайшов, що забув вимкнути індукційну катушку, приєднану до трубки Крукса. Не запалюючи світла, він повернувся до столу, щоб виправити свою помилку. В цей час він помітив, що осторонь, на одному з сусідніх столів, щось світиться неяскравим холодним світлом. В тому місці, де спалахувало світло, лежав лист паперу, покритий платиносинеродним барієм. Ця речовина володіє здатністю фосфоресціювати: коли на неї зі сторони спрямовують сильне світло, воно починає випромінювати власне холодне світло.
Але ж в лабораторії було темно! Слабке холодне світло круксової трубки не могло викликати фосфоресценції складу, що світиться. Крім того, трубка була закрита чорним картоном. Що ж примушувало спалахувати фосфоресціюючий екран в темряві? Згодом Рентгена питали:
— Що ви думали, коли набрели на ці загадкові явища?
— Я не думав, я експериментував, — відповів він. Він експериментував, він настирно і майстерно допитував природу і врешті-решт знайшов нове проміння.
Скромний Рентген назвав їх ікс-променями, щоб підкреслити, що він ще сам точно не знає істинної їх природи. І от десятки його товаришів по науці в різних країнах заквапилися доповнити те, чого не доказав Рентген. В наукових журналах з'явилися незліченні звіти про досліди з ікс-променями — про їх властивості і про їх походження. В поспіху і запалі збудження деяким дослідникам показалося навіть, ніби вони відкрили ще нове проміння. Посипалися повідомлення про якесь «зет-проміння», «чорне світло». «Променева» лихоманка охопила всі наукові лабораторії Європи і Америки.
Рентгенівське випромінювання – електромагнітне іонізуюче випромінювання з довжиною хвилі l=10–4 – 103Å. Рентгенівське проміння умовно поділяють на м’яке (l>2Å) і жорстке (l<2Å). Залежно від механізму виникнення розрізняють гальмівне рентгенівське проміння і характеристичне. Гальмівне виникає при різкому гальмуванні рухомих заряджених частинок і характеризується неперервним спектром частот. Характеристичне рентгенівське проміння виникає після іонізації атома з викиданням електрона однією з його внутрішніх оболонок. Ця іонізація може бути результатом зіткнення атома з швидкою частинкою (первинне рентгенівське проміння) або поглинання атомом фотона (флуоресцентне рентгенівське проміння). Характеристичне рентгенівське проміння має лінійчастий спектр частот, характерний для атомів кожного елемента. Найпоширенішими джерелами рентгенівського проміння є рентгенівські трубки (двохелектродні електровакуумні прилади, в яких рентгенівське проміння отримують, бомбардуючи анод швидкими електронами) і синхротрони. Природні джерела рентгенівського проміння – деякі радіоактивні ізотопи, Сонце та ін. космічні об’єкти. Рентгенівське проміння дифрагує, заломлюється, розсіюється, здатне до повного відбиття, має велику проникну здатність. Спричинює люмінесценцію деяких речовин, іонізацію, фотоефект тощо. Дозу випромінювання рентгенівського проміння вимірюють у рентгенах. Рентгенівське проміння реєструють за допомогою іонізаційних камер, лічильників Гейгера-Мюллера, сцинтиляційних лічильників та ін. пристроїв.
Рентгенівські спектри – спектри випромінювання та поглинання електромагнітних хвиль, довжина яких становить 10-4 – 103 Å, тобто в інтервалі рентгенівського проміння. Рентгенівські спектри поділяють на неперервні (гальмівні) та лінійчасті (характеристичні). Частинка при гальмуванні може віддавати (випромінювати) довільну частину своєї енергії. Тому рентгенівський спектр, що характеризує таке випромінювання, є неперервним. Довжина його найкоротшої хвилі відповідає випадку, при якому вся кінетична енергія загальмованої частинки переходить в енергію рентгенівського фотона. Неперервний рентгенівський спектр є частково поляризованим, а його інтенсивність зростає із збільшенням кінетичної енергії частинки. Рентгенівський спектр, що характеризує енергетичні переходи внутрішніх електронів атома, є лінійчастим. Його лінії поєднують у серії, що їх позначають літерами K, L, M та ін. відповідно до електронних шарів. Лінійчастий рентгенівський спектр є неполяризованим, а інтенсивність його ліній визначається правилами добору. За частотою лінійчастого рентгенівського спектру, використовуючи закон Мозлі, визначають порядковий номер хімічного елемента. Рентгенівський спектр застосовують зокрема в рентгеноструктурному аналізі, спектральному аналізі.
Рентгенівське знімання – одержання на світлочутливому матеріалі або магнітній стрічці тіньового зображення об’єктів, просвічуваних рентгенівським промінням. Розрізняють рентгенівське знімання прямим та непрямим способами.
За прямим способом рентгенівське проміння проходить через об’єкт знімання і безпосередньо потрапляє на світлочутливий матеріал: спеціальну (рентгенівську) плівку або пластинку зі спектральною чутливістю в діапазоні довжин хвиль 1-100 нм. Зображення, зареєстроване в такий спосіб (рентгенограма), характеризується високою різкістю, проте розмір об’єкта не може бути за формат світлочутливого матеріалу. Щоб різкість зображення при рентгенівському кінозніманні не зменшилась (через переміщування плівки), об’єкт просвічують лише в період експонування кадру. З цією метою на керуючу сітку триелектродної рентгенівської трубки (джерела проміння) рентгенівського апарату подають імпульси струму від комутатора, пов’язаного зі стрічкопротяжним механізмом кінознімального апарату. Частота кінознімання – від одиниць до 100 тис. кадрів/с (високошвидкісне рентгенівське знімання), час експонування кадру – 15 нс і більше.