Гальмівне рентгенівське випромінювання

Суцільний спектр одержується в результаті гальму­вання швидких електронів в речовині антикатода. Якщо між като­дом і антикатодом прикладена напруга U_а, електрони розга­няються і їх енергія дорівнює , де е – заряд електрона. Влітаючи в антикатод, електро­ни різко гальму­ються, тобто рухаються з від’ємним приско­ренням, і стають джерелами рентгенівського електро­магнітно­го випроміню­ван­ня.

Умови гальмування для різних електронів неоднакові, і різні частки їх кінетичної енергії перетворюються в енергію рентгенівських квантів. При повному перетворенні енергії електрона в енергію кванта дістане­мо , де h – стала Планка, – найбільша час­то­та рентгенівського гальмівного спектра. Враховуючи, що (c – швидкість світ­­ла у вакуумі, – гранична довжина хвилі випро­мі­ню­вання, яка відповідає ), дістанемо , звідки

. (10.1)

З цієї причини в гальмівному рентгенівському спектрі спостерігаються всі довжини хвиль, починаючи з . Його називають тому суцільним “білим спектром”.

Розподіл інтенсивності по неперервному спектру рент­генівських променів при різних U_a для вольфрамового анти­катода наведено на мал. 10.2. Довжина хвилі l_м, на яку припадає максимум в спектрі гальмівного рентгенівського випромінювання, задовольняє умові

. (10.2)

Важливою особливістю суцільного рентгенівського спе­ктра є його коротко­хвильова межа. Із виразу (10.1) випливає, що при даній напрузі U_a не може бути довжини хви­лі, яка менша за . Значення сталої Планка h, одержа­не із вимірю­вань короткохвильової ме­жі рентгенівського су­ціль­ного спектра, є од­ним із найточ­ні­ших і досто­вірних.

Потік Φ; рентге­нівсь­ких променів, що виходять із трубки, рос­те пропорційно силі стру­му І в трубці, квадрату напруги на трубці U_a і залежить від величини атомного номера Ζ; ре­човини антикатода, тобто

Вт / В ² А. (10.3)

Жорсткість рентгенівських променів, яка зростає зі зменшенням довжини хвилі, характеризує їх проникаючу здатність і залежить тільки від напруги U_а, яка подається на трубку. Чим вища напруга, тим жорс­ткіші рентгенівські промені, як це видно із формул (10.1) і (10.2). Інтенсивність рентгенівського випромінювання регулю­ється шляхом зміни струму розжарювання в залежності від по­трібної потужності випромінювання – від малих струмів в трубці при просвічуванні (2–5 мА) до дуже великих струмів (тисячі міліампер), що застосовуються при деяких рентгенівських знімках.