Cтраница 3
Совокупность уравнений (1.3) и (1.4) была экспериментально обоснована А. Так как энергия кванта рентгеновских лучей велика, то при расчете можно игнорировать энергию электрона в атоме ( по крайней мере, для электронов в верхних оболочках атома) и рассматривать электроны как свободные, покоящиеся частицы. [31]
Малое значение энергии возбуждения при квантовых переходах оптических электронов обусловлено тем, что эти электроны имеют возможность переходить в соседние, близко лежащие незаполненные состояния. Возбуждение внутренних электронов средних и тяжелых атомов, например электронов первой оболочки Is возможно лишь в том случае, когда электрону будет сообщена большая энергия, достаточная для перевода его в незанятое состояние внешних оболочек. Обычно эта энергия соответствует энергии квантов рентгеновских лучей. [32]
Атомы газа, возбужденные и ионизированные электронами, при переходе в нормальное состояние и рекомбинации дают люминесцентное излучение - испускают фотоны ультрафиолетового спектра. Последние, попадая на катод, вызывают фотоэффект - вырывают из него новые электроны. При высоких напряжениях ( на участке IV) лавино-образование происходит не только под влиянием внешних квантов рентгеновских лучей, но и от фотоэлектронов, вырванных из катода. В результате разряд, возникший в некоторой части прибора, мгновенно распространяется по всему пространству, а после прохождения на электроды первого каскада лавин процесс лавинообразования спонтанно возобновляется. Разряд поддерживается неопределенно долгое время под действием самого поля подобно тому, как это имеет место в ионной рентгеновской трубке. Рентгеновский квант играет в этом случае лишь роль активатора, дающего первый толчок самостоятельному разряду. [33]
Некоторые неустойчивые ядра ( вследствие избытка протонов) вместо того, чтобы приобрести устойчивость путем высвобождения одного позитрона, поглощают один электрон из самого близкого электронного уровня, каким является уровень / О При этом ядерный эффект получается такой же, как и при излучении одного позитрона. Вновь образованный изотоп обладает атомным номером Z, меньшим на единицу, чем изотоп, из которого он образовался. Оставшееся свободное место электрона на уровне К занимает другой электрон, пришедший из какого-либо другого внешнего уровня атома, вследствие чего выделяется квант рентгеновских лучей серии К-спектра вновь образовавшегося элемента. Этот процесс часто бывает единственным наблюдаемым эффектом происшедшего превращения. [34]
Мягкие рентгеновские лучи энергией в несколько тысяч электровольт поглощаются водой полностью уже на пути в 1 мм. Жесткие же лучи этого вида энергией 1 МэВ и более проникают в воду без заметного ослабления первоначальной интенсивности на расстояние в несколько сантиметров. Даже для удаления из молекулы воды й-элек-трона, наиболее сильно связанного с ядром, требуется 532 эВ, в то время как энергия кванта рентгеновских лучей составляет многие тысячи электронвольт. Поэтому не только выбивается электрон, но и сообщается ему значительная кинетическая энергия, на что расходуется большая часть энергии фотона рентгеновских лучей. [35]
Часто говорят, что проникающая способность рентгеновских лучей является их самым замечательным свойством. Однако для аналитической химии во всяком случае не менее важна и простота рентгеновского спектра. В конце концов именно эта простота и способствует созданию простых аналитических методов, в которых часто можно даже заранее предсказать возможные отклонения. Как проникающая способность ( малая вероятность поглощения), так и простота спектра обусловлены высокой энергией квантов рентгеновских лучей. Точнее, эти важные характеристики рентгеновского излучения вытекают из основных свойств строения атомов. В большинстве атомов число ближайших к ядру электронов мало, они хорошо защищены от химических влияний и могут быть доступны воздействию только квантов высокой энергии, например таких, как рентгеновские. [36]
В 1924 г. по вине Бора, Крамерса и Слэдса снова возникла дискуссия о границах применимости закона сохранения энергии. Для отдельных же индивидуальных актов названные ученые предполагали возможным допустить, что закон сохранения энергии вовсе не соблюдается. Эта гипотеза могла быть проверена экспериментально. А именно, если бы дело обстояло так, как указывали Бор, Крамере и Слэдс, то в явлении Комптона ( в рассеянии рентгеновских лучей при соударении кванта рентгеновских лучей с электроном) углы отлета электрона должны были бы оказаться распределенными по закону случая. В 1925 г. опытами Боте и Гейгера ( по изучению явления Комптона) было строго доказано, что закон сохранения энергии справедлив для индивидуального акта - столкновения кванта лучистой энергии с электроном. Однако в 1933 - 1934 гг. дискуссия о законе сохранения энергии вновь возникла в связи с обсуждением причин непрерывности спектра бета-лучей. Гипотеза Ферми о нейтрино положила конец этой дискуссии, и снова было утверждено торжество закона сохранения энергии. [37]
В средних и тяжелых атомах при удалении электрона Is во внешнюю оболочку ( какую именно в первом приближении несущественно) получается конфигурация с одним свободным местом ( одной дыркой) в оболочке Is. Энергия образующейся конфигурации будет очень велика. Такое состояние называется рентгеновским К-термом. Таким образом, / С-терм соответствует возбужденному состоянию атома, при котором в электронной оболочке Is имеется одно свободное место. При перестройке электронной оболочки, сопровождающейся заполнением этого пустого места электроном, переходящим из других оболочек, испускаются кванты рентгеновских лучей. Например, переход электрона с состояния 2р сопровождается испусканием фотонов с длиной волны - 0 12А в атоме урана и - 1 9А в атоме железа. [38]
В средних и тяжелых атомах при удалении электрона Is во внешнюю оболочку ( какую именно в первом приближении несущественно) получается конфигурация с одним свободным местом ( одной дыркой) в оболочке Is. Энергия образующейся конфигурации будет очень велика. Такое состояние называется рентгеновским К-термом. Таким образом, / ( - терм соответствует возбужденному состоянию атома, при котором в электронной оболочке Is имеется одно свободное место. При перестройке электронной оболочки, сопровождающейся заполнением этого пустого места электроном, переходящим из других оболочек, испускаются кванты рентгеновских лучей. Например, переход электрона с состояния 2р сопровождается испусканием фотонов с длиной волны - 0 12 А в атоме урана и - 1 9 А в атоме железа. [39]