Фотон - рентгеновские лучей
Cтраница 1
Фотон рентгеновских лучей, характеризуемый частотой 1 5 - 1018 сект1, при комптоновском столкновении с электроном потерял 10 % своей энергии. [1]
Энергия фотонов рентгеновских лучей колеблется в пределах 0 0001 - 0 2 Мэв. Количество фотонов различной энергии в составе излучения зависит от источника рентгеновских лучей. [2]
Действительно, фотоны рентгеновских лучей излучаются во все стороны равновероятно, и электрон выбивается из пылинки лишь тогда, когда в нее попадет фотон. [3]
В фотоэлектрическом эффекте вся энергия первоначального фотона рентгеновских лучей идет на выбрасывание фотоэлектрона, который может быть взят с одной из внутренних оболочек атома. Существует родственное этому явление, так называемый эффект Комптона, при котором только часть энергии фотона рентгеновских лучей переносится наэлекфон. В противоположность фотоэлектрическому эффекту, эффект Комптона наблюдается только у свободных или у слабо связанных электронов. Установлено, что некоторые из монохроматических рентгеновских лучей, рассеянных углеродом, имеют длину волны, отличную от длины первоначальных рентгеновских лучей, и что по мере увеличения угла рассеивания возрастает и изменение длины волны. Длину волны рассеянных рентгеновских лучей определяют путем отражения их от грани кристалла и исследованием полученного спектра. [4]
 |
Иллюстрация закона Брэгга. [5] |
Рентгеновские лучи - это электромагнитное излучение, длины волн которого сопоставимы с межатомными расстояниями в кристаллах; энергия / iv фотона рентгеновских лучей близка к энергии атомной связи. [6]
В способе анализа, принятом в данной статье, эмиссию фотоэлектронов рассматривают как обусловленное электростатическим полем рассеяние комплекса, состоящего из фотона рентгеновских лучей и электрона с длиной волны А. Этот комплекс может существовать тогда, когда фотон проходит сквозь атом. [7]
В способе анализа, принятом в данной статье, эмиссию фотоэлектронов рассматривают как обусловленное электростатическим полем рассеяние комплекса, состоящего из фотона рентгеновских лучей и электрона с длиной волны Я. Этот комплекс может существовать тогда, когда фотон проходит сквозь атом. [8]
Возбуждение прочносвязанных электронов внутренних электронных слоев атомов требует очень больших порций энергии ( порядка 10 - 10G ккал моль), соответствующих энергии фотонов рентгеновских лучей, вследствие чего эти электроны не участвуют в поглощении света в видимой и ближних УФ - и ПК-областях спектра. [9]
В фотоэлектрическом эффекте вся энергия первоначального фотона рентгеновских лучей идет на выбрасывание фотоэлектрона, который может быть взят с одной из внутренних оболочек атома. Существует родственное этому явление, так называемый эффект Комптона, при котором только часть энергии фотона рентгеновских лучей переносится наэлекфон. В противоположность фотоэлектрическому эффекту, эффект Комптона наблюдается только у свободных или у слабо связанных электронов. Установлено, что некоторые из монохроматических рентгеновских лучей, рассеянных углеродом, имеют длину волны, отличную от длины первоначальных рентгеновских лучей, и что по мере увеличения угла рассеивания возрастает и изменение длины волны. Длину волны рассеянных рентгеновских лучей определяют путем отражения их от грани кристалла и исследованием полученного спектра. [10]
По современным представлениям, поглощение световых лучей в видимой и ультрафиолетовой областях спектра связано с переходами электронов с одних энергетических уровней на другие. Возбуждение прочно связанных электронов внутренних электронных слоев атомов требует больших порций энергии, соответствующих энергии фотонов рентгеновских лучей. Чем дальше электрон расположен от ядра атома, тем меньшим квантом энергии он может возбуждаться. [11]
При рассмотрении механизма рассеяния предполагалось, что фотон сталкивается со свободным электроном. Для легких атомов и периферических, слабо связанных электронов такое допущение вполне оправдано, так как энергия связи электрона ничтожно мала по сравнению с энергией фотона рентгеновских лучей. Но внутренние электроны, особенно в тяжелых атомах, связаны настолько прочно, что их уже нельзя рассматривать как свободные. Поэтому при столкновении фотон обменивается энергией и количеством движения с атомом в целом. Учет этого обстоятельства объясняет ряд особенностей эффекта Комптона и в первую очередь наличие несмещенной линии, а также соотношение интенсивно-стей смещенной и несмещенной линий. [12]
Обратимся теперь к эффекту Комптона, для интерпретации которого необходимо прибегнуть к корпускулярным свойствам излучения. В данном случае можно с большой точностью определить положение фотона, однако при этом появляется неопределенность в величине его импульса. В эксперименте Комптона фотон рентгеновских лучей ударяет электрон, в связи с чем принимают, что его положение совпадает с положением электрона. Однако одновременно длина волны рассеивающихся рентгеновских лучей и, следовательно, импульс соответствующего фотона изменяются. Хотя это изменение длины волны или импульса можно вычислить путем нахождения угла между падающим и рассеянным лучом данного излучения, но само распределение угла рассеивания определяется функцией вероятности и поэтому является неопределенным. [13]
Свет, частота которого меньше vc, не вырывает электронов. Можно отметить, что фотоэлектрический эффект является обратным по отношению к образованию рентгеновских лучей. В нервом процессе фотон, оказывающийся на поверхности металла, вырывает электрон, тогда как во втором процессе электрон, ударяющийся о металл, вызывает образование фотона рентгеновских лучей. [14]
Нам осталось еще объяснить, почему в рассеянном излучении наряду со смещенной линией наблюдается и несмещенная: из теории, изложенной выше, это не вытекает. Однако при рассмотрении механизма рассеяния мы предполагали, что фотон соударяется со свободным электроном. Для легких атомов и для периферических, слабо связанных электронов такое предположение вполне оправдано, так как энергия связи электрона ( несколько электрон-вольт) ничтожно мала по сравнению с энергией фотона рентгеновских лучей. Но внутренние электроны, особенно в тяжелых атомах, связаны настолько прочно, что их уже нельзя рассматривать как свободные. Поэтому при соударении фотон обменивается энергией и количеством движения с атомом в целом. Так как масса последнего очень велика, то, по закону сохранения количества движения, фотон не передает ему своей энергии и количества движения; следовательно, hv при рассеянии не изменяется. [15]
Страницы: 1 2