Рентген сәулелерін қоздыру және бақылауОптикалық спектрдің ультракүлгін алқабының қысқа толқындық шетінен рентген спектрі деп аталатын спектрдің бір ерекше алқабы басталады. Бұл спектрлік алқапқа жататын сәулелердің толқыны, жалпы алғанда, шеткі ультракүлгін сәулелердің толқынынан қысқа болады. Осындай өте қысқа толқынды ерекше сәулелер рентген сәулелері деп аталады. Бұл сәулелерді ең алғаш, 1895 жылы, неміс физигі Рентген тапқан. Рентген катодтық сәулелерді зерттеп тәжірибе жасап жатып, бір жолы катодтық түтіктен электр разряды өтіп тұрған кезде сол түтіктің жанында тұрған флуоресценцияланғыш экраннан жарық шығып тұрғандығын кездейсоқ байқады. Түтікті қара қағазбен жауып қойғанда экранның жарық шығаруы тоқталмады. Рентген тағы да бірсыпыра тәжірибелер жасап: экран жарық шығарған кезде оған көзге көрінбейтін ерекше сәулелер түсетіндігін, ол сәулелер шыны түтіктің катод сәулелері түскен орнынан таралатындығын тағайындады. Осы ерекше сәулелерді Рентген сәулелері деп атаймыз. Катодтық сәулелер дегеніміз еркін электрондардың ағыны екендігі мәлім. Олай болса, рентген сәулелері шапшаң электрондар келіп соғылған қатты денеден таралатын көрінбейтін сәулелер болады. Бұл сәулелердің мынадай негізгі касиеттері бар: 1) Рентген сәулелері кәдімгі жарық сәулелері өте алмайтын ағаш, шыны, тері, мата, кара қағаз сияқты денелерден өте алады; алтын, темір, барий сияқты заттардан нашар өтеді, дәлірек айтқанда рентген сәулелері ауыр атомдардан құралған тығыз заттардан гөрі жеңіл атомдардан түзілген тығыз емес заттардан жақсы өтеді. 2) Рентген сәулелері түскен фотопластинка кәдімгі жарық түскендегідей қараяды. 3) Рентген сәулелерінің әсерінен ауаға және басқа газдарға электр өткізетін қасиет пайда болады, өйткені олар рентген сәулелерінің әсерінен иондалады. 4) Рентген сәулелері түскен кейбір заттар жарық шығарады (флуоресценция құбылысы байкалады). Әсіресе платиносинородты барийдан жасалған экран жақсы флуоресценцияланады. 5) Рентген сәулелеріне электр өрісі мен магнит өрісі әсер етпейді, атап айтқанда электр мен магнит өрістерінің әсерінен рентген сәулелерінің таралу бағыты өзгермейді.
8.1.-сурет. Рентген түтігінің схемасы Сонымен рентген сәулелерін бакылап зерттеу үшін оның осы айтылған қасиеттерін пайдалануға болады, яғни флуоресценцияланғыш экранды, фотопластинканы және иондалу камерасын қолдануға болады. Мұнымен қабат бұл үшін рентген сәулелерінің фотоэлектрлік және жылулық қасиеттерінің де пайдаланылуы мүмкін. Рентген сәулелерін алу үшін арнаулы түтіктер қолданылады. Сондай рентген түтіктерінің бір түрі 8.1-суретте көрсетілген; мұнда К — катод, ол вольфрам сымынан жасалған; А — анод, ол ауыр металдан, (платина, волфрам т. б.) жасалады. Электр тогы жіберілгенде ол катод қызады да одан электрондар бөлініп шығады, сол электрондар К мен А арасындагы потенциалдар айырымының әсерінен анодқа қарай үдей қозғалады. Олар анодтың бір орнына шоғырланып соғылу үшін вольфрам спиральді әдетте металл цилиндрдің ішіне орнатады. Бұл түтіктің ішіндегі ауа өте мұқият сиретіледі, қалған ауа сарқындысының қысымы болымсыз аз, шамамен (10 -6—10 -8 мм сынап бағанының қысымындай) ғана болады. Сондықтан бұл түтіктегі электр тогы нағыз электрондар ағыны болып табылады, оған газ иондары қатыспайды. Мұндай түтіктер электрондық Рентген түтіктері деп аталады. Бұлардың бір артықшылықтары сол, олардың катоды арқылы өтетін токтың күшін қалауымызша өзгертуге болады, олай болса катодтан ұшып шығатын термоэлектрондардың мөлшерін өзгертіп отыруға болады. Сонымен бірге түтіктің катоды мен анодының потенциалдары-ның айырмасын өзгерте отырып, әлгі термоэлектрондардың жылдамдығын демек кинетикалық энергиясын өзгертуге болады. Сөйтіп түтіктің жұмыс істеу режимін қалауымызша өзгертіп, рентген сәулелерін әр түрлі жағдайларда қоздыруға болады. Қоздырылу жағдайларына қарай рентген сәулелері бөгеліс рентген сәулелері және сипаттауыш рентген сәулелері деп екіге бөлінеді. Бөгеліс рентген сәулелері тұтас спектр, сипаттауыш рентген сәулелері сызықтық спектр береді. Ренген түтігі үздіксіз көп уақыт жұмыс істеген кезде оның анодын қызып кетуден сақтау үшін оны арнаулы тетік арқылы ағын сумен салқындатып отырады.
|
