Г.С. Ландсберг - Элементарный учебник физики (том 3). Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика (1120574), страница 71
Текст из файла (страница 71)
Волны, имеющие ббльшую длину, чем красные, принято называть инфракрасыыдш, Они были открыты английским астрономом и физиком Джоном Гершелем (1792 — 1871) в 1830 г. при исследовании распределения энергии в спектре с помощью очень чувствительного термометра. Волны, длины которых меньше фиолетовых, называют дльгпрафиолетовмми '). Так как энергия, приходящаяся на фиолетовую и ультрафиолетовую части спектра обычных источников, невелика, то исследование этой области спектра при помощи термоэлемента довольно затруднительно, хотя для точных определений энергии всегда пользуются этим приемом.
Обнаружить ультрафиолетовые волны гораздо проще по их действию на фотографическую пластинку или бумагу. Направив свет от фонаря, разложенный на спектральные составляющие, на полоску фотографической бумаги "), мы обнаружим, что бумага быстро темнеет в тех местах„где располагаются синие и особенно фиолетовые волны, оставаясь белой под действием зеленой, желтой и ') Ин4ралрасным итлрмнпем называется излучение, частота которого меньше частоты видимого света; частота ультрафиолетового излучения выше частоты видимого излучения.
««) Для опыта надо взять, конечно, так называемую дневную бумагу, темнеющую на свету без всякой обработки (проявления). 375 красной частей спектра. Еще более сильное почернение обнаруживается за фиолетовой областью. Подобными опытами с АдС! в !801 г. были обнаружены ультрафиолетовые волны *) английским физиком Вильямом Волластоном (!766 — 1828), Удобный метод обнаружения ультрафиолетовых волн основывается на явлении флюоресценции и фосфоресценции (см.
э !89). 9 151. Открытие рентгеновских лучей. Ренгеновскне лучи были открыты в !895 г. Способ нх получения с особой наглядностью обнаруживает нх электромагнитную природу. Немецкий физик Рентген (1845 — !923) обнаружил этот вид излучения случайно, при исследовании катодных лучей 3 Ф. !вис. 298. К открытию лучей Рентгена. Газоразрядная трубка т' для опытов с катодными лучамн 2 прикрыта черным картонным чехлом 3; на фосфоресцирующем экране е наблюдается свечение (см. т. 11, 9 102).
Наблюдение Рентгена состояло в следующем. Трубка для получения катодных лучей имела вид, подобный изображенному на рис, 298. При пропускании разряда через такую трубку Рентген наблюдал явление, которое ои описывает следующим образом: «Кусок бумаги, покрытый платиносинеродистым барием **), при приближении к трубке, закрытой достаточно плотно прилегающим к ней чехлом из черного картона, при каждом разряде через трубку вспыхивает ярким светом: начинает фосфоресцировать. По поводу этого явления проще всего предположить, что черный картон, непрозрачный ни для видимых и ультрафиолетовых лучей Солнца, ни для лучей электрической дуги, пронизывается какнм-то агентом, вызывающим интенсивную фосфо- "] В этик опытах прилгенялась, конечно, не фотографическая бумага, тогда еще неизвестная, а раствор хлористого серебра, также темнеющий под действием света.
*') Слой платиносинеродистого бария способен свети~ься, если его предварительно обчучнть видимым нли ультрафиолетовым светом. Это свечение носит название 4осфоресценции. ресценцию...» Рентген в ряде опытов установил, что этот «агент», который он назвал «Х-лучами» *), проходит и через другие тела, непрозрачные для обычного света: бумагу, дерево, эбонит, человеческое тело, слои металла.
Рентген выяснил также, что материалы малой плотности, построенные из легких атомов, более прозрачны, чем материалы больпзей плотности. Так, пластинка свинца задерживает «Х-лучи» гораздо сильнее, чем пластинка алюминия той же тол«дины; кости тела сильнее, чем мускулы. Поэтому, расположив между источником «Х-лучей» и экраном руку, мы уви-;: .::: . ', ' .й дим слабую тень руки, на которой резко выделяются более темные тени костей (рис. 299). й 152. Различные действия рентгеновских лучей. После первых опытов, в которых Рс ь 200 Р'"т"'ио'р'ммз руки' А,  — осколки пули, С вЂ” коль- была обнаружена способность рентгеновских лучей вызывать фосфоресценцию, были найдены и другие их свойства.
Рентгеновские лучи способны вызывать х и м н ч е с к и е ' ФВ Рис. 300. Рентгенограмма кошелька с несколькими металлическими предметами; стекла пеисие сделаиы из стекла, содержащего свииеи, и поэтому непрозрачны для ревтгеповскик лучей «) Назвзиие «Х-лучи» (икс-лучи), т, е.
неизвестные лучи, Реитгеи употреблял до самой смерти. Другие же учеиые присвоили этим лучам ммя Реитгеиа. 377 и р о ц е с с ы. Так, при действии на фотографическую пластинку или бумагу они вызывают почер пение; на этом основано фотографирование прн помощи рентгеновских лучей. Получаемые фотографии есть т е н е в ы е ф о т о г р а ф и н, детали которых соответствуют различию в способности рентгеновских лучей проходить через тела различной плотности (рис. 300, 301). Эти особенности рентгеновских лучей имеют огромное практическое значение для применения нх в медицине и технике.
Прп поъющп рент)яч.-" « -.-, - . -"- — --=! геновскнх лучей можно на -е".;:,:: ' ' " ";:с';:;:;:",;,;:.'::.-',:: «е: ',: ! фосфоресцирующем экране 'ч!«',.', ~~';-;. ',,::.: ' .;' ~ или на фотографическойпластинке обнаруживать дефекты или изменения в н у т р н п р е д м е т а (дефекты внутри „';ф~$ь;, ",;,~~.', х«,-.:.„'-.!:;, частей машины, изменения в лучей вызывать химические „е!:,Ф в: '-:, ь;-':,:;",'~ изменения, их применяют для «,,;~4 ' -: .:,: ''...;,:;!::,':::;«!.
лечения органов, пораженных л„-'„",;"'г" 'м Я«-'""" некоторыми болезнями (например, раком), причем особенно важна возможность подвергать воздействию рентгеновских лучей внутренности Рис. 30!. Реитгеиагра»!иа лягусь живого Организма. ки ясрашс аидиы касаи скелета: Интересно отметить, что "Рии"""та' ""Д, НЕКотоРЬ«Е Стснда, ВПОЛНЕ ПРО- зрачные для видимых лучей, но содержащие свинцовые соединения, сильно задерживают рентгеновские лучи (рпс. 300), тогда как обычное стекло (с солями натрия) хорошо прозрачно как для видимых, так и для рентгеновских лучей, $!53.
Устройство рентгеновской трубки. Открыв «Х-лучи», Рентген тщательными опытами выяснил условия их образования. Он установил, что эти лучи возникают в том месте трубки, где летящие электроны, составляющие катодный пучок, задерживаются, ударяясь о стенку трубки. Исходя из этого обстоятельства, Рентген сконструировал и построил специальную трубку, удобную для получения рентгеновских лучей. В своих существенных чертах конструкция трубки Рентгена сохранилась н до нашего времени. На рис. 302 изображена современная рентгеновская трубка. Катодом служит толстая накаливаемая вольфрамовая нить, испускающая интенсивный поток электронов (см. т. 11, 3 100), кото- + 4 рые ускоряются приложенным электрическим напряжением.
Катод снабжен колпачком из тантала, фокуснрующим электроны, так как электроны вылетают перпендикулярно поверхности катода. Мишенью служит пластинка из воль- и"ч фрама, платины или другого тяжелого металла, впрессованная в анод (зеркало анода), который для отвода тепла изготовляется из красной меди. Ударяясь о К поверхность мишени, электроны задерживаются и дают рентгеновские лучи. Рис.зоз. СовременНапряжение между катодом и анодом ная рентгеповсяая достигает нескольких десятков тысяч трубил; цепь нана. ла катода не по- вольт. Для того чтобы электроны мог- казана ли беспрепятственно достигать мишени, рентгеновскую трубку откачивают до высокого вакуума. Анод обычно охлаждают водой.
Действуя на газы, рентгеновские лучи способны вызвать их ионизацию (см. т. 11, 3 92), Так, поместив около рентгеновской трубки заряженный электроскоп, мы обнаружим, ~Фг Рис. 303. Ионизующее действие рентгеновсяах лучей: l — рептгеновсхая трубка, 3 — элеятросяоп. Опыт удается хая с положительна, тан и отрицательно заряженным элеятросхопом. Под действием рент- геновсних лучей в воздухе создаются ионы обоих знаков что он быстро разряжается, если трубка приведена в действие (рис. 303), Причина потери заряда электроскопом 379 состоит в том, что окружающий воздух иоиизуется действием рентгеновских лучей и становится проводником.
Ионизующее действие рентгеновских лучей также используется для их обнаружения н регистрации. й 134. Происхождение и природа рентгеновских лучей. Способ получения рентгеновских лучей ясно указывает, что образование их связано с о с т а н о в к о й (или т о р м о ж е н и е и) быстро летящих электронов. Летящий электрон окружен электрическим н магнвтным полями, ибо движущийся электрон представляет собой ток.
Остановка (торможение) электрона означает изменение магнитного поля вокруг него, а изменение магнитного нли электрического поля вызывает (см. 9 54) н зл у ч е н и е э л е к т р о и а г н н т н ы х в о л н. Эти электромагнит. иые волны и наблюдаются в виде рентгеновских лучей, Такое представление о рентгеновских лучах имел уже Рентген (хотя более настойчиво его отстаивали другие исследователи).
Для установления волновой природы рентгеновских лучей необходимо было произвести опыты по их интерФеренции нли дифракции. Однако осуществление таких опытов оказалось очень трудной задачей, и решение вопроса было получено лишь в 1912 г., когда немецкий физик Макс Лауэ (1879— 1960) в качестве дифракпнонной решетки предложил использовать естественный кристалл, в котором атомы расположены в правильном порядке на расстоянии порядка 1О зэ и друг от друга (см. т. 1, 4 266). Рис. 304. Схема расположения в первых опытах по наблюдению днфракпни рентгеновских лучей: 1 — рентгеновская трубка, 2, 3 — свинцовые диафрагмы, выделяющие узкий пучок рентгеновских лучей, 4 — кристалл, в котором происходит дифракции, 5 — фотопластинка Опыт, выполненный В. фридрихом, П, Книппингом и Лауэ, был осуществлен следующим обрезом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
