რუსეთის ფედერაციის განათლების ფედერალური სააგენტო
სახელმწიფო საგანმანათლებლო დაწესებულება
უმაღლესი პროფესიული განათლება
მოსკოვის ფოლადისა და შენადნობების სახელმწიფო ინსტიტუტი
(ტექნოლოგიური უნივერსიტეტი)
ნოვოტროიცკის ფილიალი
OEND დეპარტამენტი
საკურსო სამუშაო
დისციპლინა: ფიზიკა
თემა: რენტგენი
სტუდენტი: ნედორეზოვა ნ.ა.
ჯგუფი: EiU-2004-25, No З.К.: 04Н036
შეამოწმა: ოჟეგოვა ს.მ.
შესავალი
Თავი 1
1.1 რენტგენ ვილჰელმ კონრადის ბიოგრაფია
1.2 რენტგენის სხივების აღმოჩენა
თავი 2
2.1 რენტგენის წყაროები
2.2 რენტგენის სხივების თვისებები
2.3 რენტგენის აღრიცხვა
2.4 რენტგენის გამოყენება
თავი 3
3.1 კრისტალური სტრუქტურის ნაკლოვანებების ანალიზი
3.2 სპექტრის ანალიზი
დასკვნა
გამოყენებული წყაროების სია
აპლიკაციები
შესავალი
იშვიათ ადამიანს არ გაუვლია რენტგენის ოთახი. რენტგენზე გადაღებული სურათები ყველასთვის ნაცნობია. 1995 წელს ეს აღმოჩენა 100 წლის იყო. ძნელი წარმოსადგენია, რა დიდი ინტერესი გამოიწვია მან საუკუნის წინ. მამაკაცის ხელში აღმოჩნდა აპარატი, რომლითაც შესაძლებელი იყო უხილავის დანახვა.
ამ უხილავ გამოსხივებას, რომელსაც შეუძლია შეაღწიოს, თუმცა სხვადასხვა ხარისხით, ყველა ნივთიერებაში, რომელიც არის ელექტრომაგნიტური გამოსხივება ტალღის სიგრძით დაახლოებით 10 -8 სმ, ეწოდა რენტგენის გამოსხივება, ვილჰელმ რენტგენის პატივსაცემად, რომელმაც აღმოაჩინა იგი.
ხილული სინათლის მსგავსად, რენტგენის სხივები იწვევს ფოტოგრაფიული ფილმის გაშავებას. ამ ქონებას დიდი მნიშვნელობა აქვს მედიცინის, მრეწველობისა და სამეცნიერო კვლევებისთვის. რენტგენის გამოსხივება შესწავლილი ობიექტის გავლით და შემდეგ ფილმზე დაცემით, ასახავს მასზე მის შიდა სტრუქტურას. ვინაიდან რენტგენის გამოსხივების შეღწევის ძალა განსხვავებულია სხვადასხვა მასალისთვის, ობიექტის ნაწილები, რომლებიც ნაკლებად გამჭვირვალეა მისთვის, უფრო ნათელ უბნებს აძლევს ფოტოზე, ვიდრე ის, რომლითაც რადიაცია კარგად აღწევს. ამრიგად, ძვლოვანი ქსოვილები ნაკლებად გამჭვირვალეა რენტგენის მიმართ, ვიდრე ქსოვილები, რომლებიც ქმნიან კანს და შინაგან ორგანოებს. ამიტომ, რენტგენოგრამაზე, ძვლები იქნება მითითებული, როგორც უფრო მსუბუქი ადგილები და მოტეხილობის ადგილი, რომელიც ნაკლებად გამჭვირვალეა რადიაციისთვის, საკმაოდ მარტივად შეიძლება გამოვლინდეს. რენტგენის გამოსახულება ასევე გამოიყენება სტომატოლოგიაში კარიესის და აბსცესის აღმოსაჩენად კბილების ფესვებში, აგრეთვე ინდუსტრიაში ბზარების აღმოსაჩენად კასტინგებში, პლასტმასებსა და რეზინებში, ქიმიაში ნაერთების ანალიზისთვის და ფიზიკაში კრისტალების სტრუქტურის შესასწავლად. .
რენტგენის აღმოჩენას მოჰყვა სხვა მკვლევარების ექსპერიმენტები, რომლებმაც აღმოაჩინეს მრავალი ახალი თვისება და ამ გამოსხივების გამოყენების შესაძლებლობა. დიდი წვლილი შეიტანეს M. Laue-მ, W. Friedrich-მა და P. Knipping-მა, რომლებმაც 1912 წელს აჩვენეს რენტგენის სხივების დიფრაქცია კრისტალში გავლისას; W. Coolidge, რომელმაც 1913 წელს გამოიგონა მაღალი ვაკუუმის რენტგენის მილი გაცხელებული კათოდით; G. Moseley, რომელმაც 1913 წელს დაადგინა კავშირი გამოსხივების ტალღის სიგრძესა და ელემენტის ატომურ რიცხვს შორის; G. და L. Braggi, რომლებმაც მიიღეს ნობელის პრემია 1915 წელს რენტგენის დიფრაქციული ანალიზის საფუძვლების შემუშავებისთვის.
კურსის ნაშრომის მიზანია რენტგენის გამოსხივების ფენომენის, აღმოჩენის ისტორიის, თვისებების შესწავლა და მისი გამოყენების ფარგლების დადგენა.
Თავი 1
1.1 რენტგენ ვილჰელმ კონრადის ბიოგრაფია
ვილჰელმ კონრად რენტგენი დაიბადა 1845 წლის 17 მარტს გერმანიის საზღვართან ჰოლანდიასთან, ქალაქ ლენეპეში. მან მიიღო ტექნიკური განათლება ციურიხში იმავე უმაღლეს ტექნიკურ სკოლაში (პოლიტექნიკური), სადაც მოგვიანებით აინშტაინი სწავლობდა. ფიზიკისადმი გატაცებამ აიძულა იგი 1866 წელს სკოლის დატოვების შემდეგ გაეგრძელებინა ფიზიკური განათლება.
1868 წელს დაიცვა დისერტაცია ფილოსოფიის დოქტორის წოდებაზე, მუშაობდა ასისტენტად ფიზიკის კათედრაზე ჯერ ციურიხში, შემდეგ გიესენში, შემდეგ კი სტრასბურგში (1874-1879) კუნდტთან ერთად. აქ რენტგენმა გაიარა კარგი ექსპერიმენტული სკოლა და გახდა პირველი კლასის ექსპერიმენტატორი. მნიშვნელოვანი კვლევის ნაწილი რენტგენმა თავის სტუდენტთან, საბჭოთა ფიზიკის ერთ-ერთ ფუძემდებელთან, ა.ფ. იოფე.
სამეცნიერო კვლევები ეხება ელექტრომაგნიტიზმს, კრისტალების ფიზიკას, ოპტიკას, მოლეკულურ ფიზიკას.
1895 წელს მან აღმოაჩინა რადიაცია, რომლის ტალღის სიგრძე უფრო მოკლეა, ვიდრე ულტრაიისფერი სხივების (რენტგენის სხივები), მოგვიანებით რენტგენის სხივები და გამოიკვლია მათი თვისებები: ჰაერის არეკვლის, შთანთქმის, იონიზაციის უნარი და ა.შ. მან შესთავაზა მილის სწორი დიზაინი რენტგენის სხივების მისაღებად - დახრილი პლატინის ანტიკათოდი და ჩაზნექილი კათოდი: ის იყო პირველი, ვინც გადაიღო ფოტოები რენტგენის გამოყენებით. მან აღმოაჩინა 1885 წელს ელექტრულ ველში მოძრავი დიელექტრიკის მაგნიტური ველი (ე.წ. "რენტგენის დენი") მისმა გამოცდილებამ ნათლად აჩვენა, რომ მაგნიტური ველი იქმნება მოძრავი მუხტების შედეგად და მნიშვნელოვანი იყო X. Lorentz-ის შესაქმნელად. ელექტრონული თეორია რენტგენის ნაშრომების მნიშვნელოვანი რაოდენობა ეძღვნება სითხეების, გაზების, კრისტალების, ელექტრომაგნიტური ფენომენების თვისებებს, აღმოაჩინა კავშირი კრისტალებში ელექტრულ და ოპტიკურ ფენომენებს შორის.მისი სახელის მქონე სხივების აღმოჩენისთვის, რენტგენი 1901 წ. იყო პირველი ფიზიკოსთა შორის, რომელსაც მიენიჭა ნობელის პრემია.
1900 წლიდან სიცოცხლის ბოლო დღეებამდე (გარდაიცვალა 1923 წლის 10 თებერვალს) მუშაობდა მიუნხენის უნივერსიტეტში.
1.2 რენტგენის სხივების აღმოჩენა
მე-19 საუკუნის დასასრული აღინიშნა გაზრდილი ინტერესი გაზებით ელექტროენერგიის გავლის ფენომენების მიმართ. ფარადეიმაც კი სერიოზულად შეისწავლა ეს ფენომენი, აღწერა გამონადენის სხვადასხვა ფორმები, აღმოაჩინა ბნელი სივრცე იშვიათი გაზის მანათობელ სვეტში. ფარადეის ბნელი სივრცე გამოყოფს მოლურჯო, კათოდური ბზინვარებას ვარდისფრად, ანოდური ბზინვარისგან.
გაზის იშვიათობის შემდგომი ზრდა მნიშვნელოვნად ცვლის ბზინვის ბუნებას. მათემატიკოსმა პლუკერმა (1801-1868) 1859 წელს აღმოაჩინა, საკმარისად ძლიერი იშვიათობის დროს, სხივების სუსტად მოლურჯო სხივი, რომელიც გამოდიოდა კათოდიდან, აღწევს ანოდამდე და იწვევდა მილის მინას. პლუკერის სტუდენტმა გიტორფმა (1824-1914) 1869 წელს გააგრძელა მასწავლებლის კვლევა და აჩვენა, რომ მკაფიო ჩრდილი ჩნდება მილის ფლუორესცენტულ ზედაპირზე, თუ მყარი სხეული მოთავსებულია კათოდსა და ამ ზედაპირს შორის.
გოლდშტეინი (1850-1931), რომელიც სწავლობდა სხივების თვისებებს, მათ კათოდური სხივები უწოდა (1876). სამი წლის შემდეგ, უილიამ კრუკსმა (1832-1919) დაამტკიცა კათოდური სხივების მატერიალური ბუნება და უწოდა მათ "გასხივოსნებული მატერია" - სუბსტანცია სპეციალურ მეოთხე მდგომარეობაში. მისი მტკიცებულებები იყო დამაჯერებელი და მკაფიო. აჩვენა ექსპერიმენტები "კრუქსის მილზე". მოგვიანებით ყველა ფიზიკურ კლასში. კათოდური სხივის გადახრა მაგნიტური ველის მიერ კრუკსის მილში გახდა კლასიკური სკოლის დემონსტრირება.
თუმცა, კათოდური სხივების ელექტრული გადახრის შესახებ ექსპერიმენტები არც ისე დამაჯერებელი იყო. ჰერცმა ვერ აღმოაჩინა ასეთი გადახრა და მივიდა დასკვნამდე, რომ კათოდური სხივი არის რხევითი პროცესი ეთერში. ჰერცის სტუდენტმა ფ. ლენარდმა, კათოდური სხივების ექსპერიმენტებით, 1893 წელს აჩვენა, რომ ისინი გადიან ალუმინის ფოლგით დაფარულ ფანჯარაში და იწვევენ ბზინვარებას ფანჯრის უკან არსებულ სივრცეში. ჰერცმა თავისი ბოლო სტატია, რომელიც გამოქვეყნდა 1892 წელს, მიუძღვნა კათოდური სხივების თხელი ლითონის სხეულებით გავლის ფენომენს და იწყებოდა სიტყვებით:
„კათოდური სხივები სინათლისგან მნიშვნელოვნად განსხვავდება მყარ სხეულებში შეღწევის უნარის მიხედვით.“ აღწერს ექსპერიმენტების შედეგებს კათოდური სხივების ოქროს, ვერცხლის, პლატინის, ალუმინის და ა.შ. ფოთლებში გავლის შესახებ, ჰერცი აღნიშნავს, რომ მას ეს არ გაუკეთებია. დააკვირდით რაიმე განსაკუთრებულ განსხვავებას მოვლენებში. სხივები არ გადის ფოთლებში სწორი ხაზით, არამედ იფანტება დიფრაქციის შედეგად. კათოდური სხივების ბუნება ჯერ კიდევ გაურკვეველი იყო.
სწორედ Crookes-ის, Lenard-ის და სხვათა ასეთი მილებით ჩაატარა ექსპერიმენტი ვიურცბურგის პროფესორმა ვილჰელმ კონრად რენტგენმა 1895 წლის ბოლოს. ერთხელ, ექსპერიმენტის დასრულების შემდეგ, მან დახურა მილი შავი მუყაოს საფარით, გამორთო შუქი, მაგრამ არ გამორთო ინდუქტორი, რომელიც კვებავდა მილს, მან შენიშნა ეკრანის ბზინვარება მილის მახლობლად მდებარე ბარიუმის ციანოგენისგან. ამ გარემოებით გაკვირვებულმა რენტგენმა ეკრანზე ექსპერიმენტები დაიწყო. თავის პირველ მოხსენებაში "ახალი სახის სხივების შესახებ", დათარიღებული 1895 წლის 28 დეკემბერს, მან დაწერა ამ პირველი ექსპერიმენტების შესახებ: "ბარიუმის პლატინის ციანიდით დაფარული ქაღალდი, მილთან მიახლოებისას, დახურული თხელი შავი მუყაოს საფარით. რომელიც საკმარისად მჭიდროდ ერგება მას, ყოველი გამონადენის დროს ის ციმციმებს კაშკაშა შუქით: იწყებს ფლუორესცირებას. ფლუორესცენცია შესამჩნევია საკმარისი დაბნელებით და არ არის დამოკიდებული იმაზე, მოვიტანთ თუ არა ბარიუმის სინეროგენით დაფარული გვერდით ქაღალდს. ფლუორესცენცია შესამჩნევია მილიდან ორი მეტრის მანძილზეც კი“.
საგულდაგულო გამოკვლევამ აჩვენა რენტგენს "რომ შავი მუყაო, რომელიც გამჭვირვალეა არც მზის ხილული და ულტრაიისფერი სხივებისთვის და არც ელექტრული რკალის სხივებისთვის, გაჟღენთილია რაიმე სახის ფლუორესცენტური აგენტით." რენტგენმა გამოიკვლია ამ "აგენტის" შეღწევის ძალა. , რომელსაც მან მოკლედ უწოდა "რენტგენი", სხვადასხვა ნივთიერებისთვის, აღმოაჩინა, რომ სხივები თავისუფლად გადის ქაღალდის, ხის, ებონიტის, ლითონის თხელ ფენებში, მაგრამ ტყვიით ძლიერად ჭიანურდება.
შემდეგ ის აღწერს სენსაციურ გამოცდილებას:
„თუ ხელს აჭერთ გამონადენ მილსა და ეკრანს შორის, შეგიძლიათ იხილოთ ძვლების მუქი ჩრდილები თავად ხელის ჩრდილის მკრთალ მონახაზებში.” ეს იყო ადამიანის სხეულის პირველი რენტგენოლოგიური გამოკვლევა.
ამ კადრებმა დიდი შთაბეჭდილება მოახდინა; აღმოჩენა ჯერ კიდევ არ იყო დასრულებული და რენტგენის დიაგნოსტიკა უკვე დაიწყო მოგზაურობა. ინგლისელი ფიზიკოსი შუსტერი წერდა: „ჩემი ლაბორატორია სავსე იყო ექიმებით, რომლებიც მოჰყავდათ პაციენტები, რომლებიც ეჭვობდნენ, რომ ნემსები ჰქონდათ სხეულის სხვადასხვა ნაწილში.
უკვე პირველი ექსპერიმენტების შემდეგ, რენტგენმა მტკიცედ დაადგინა, რომ რენტგენი განსხვავდება კათოდურისგან, ისინი არ ატარებენ მუხტს და არ იხრება მაგნიტური ველით, მაგრამ ისინი აღგზნებულია კათოდური სხივებით. ”რენტგენის სხივები კათოდურის იდენტური არ არის. სხივები, მაგრამ ისინი აღფრთოვანებულნი არიან გამონადენის მილის შუშის კედლებში“, - წერს რენტგენი.
მან ასევე დაადგინა, რომ ისინი აღფრთოვანებულნი არიან არა მხოლოდ მინაში, არამედ ლითონებშიც.
ჰერც-ლენარდის ჰიპოთეზის ხსენებისას, რომ კათოდური სხივები „ეს არის ფენომენი, რომელიც ხდება ეთერში“, რენტგენი აღნიშნავს, რომ „ჩვენ შეგვიძლია ვთქვათ მსგავსი რამ ჩვენს სხივებზე“. თუმცა, მან ვერ დაადგინა სხივების ტალღური თვისებები, ისინი "იქცევიან განსხვავებულად, ვიდრე აქამდე ცნობილი ულტრაიისფერი, ხილული, ინფრაწითელი სხივები." მათი ქიმიური და ლუმინესცენტური მოქმედებით, ისინი, რენტგენის მიხედვით, ულტრაიისფერი სხივების მსგავსია. პირველში. გაგზავნა, მან გამოთქვა მოგვიანებით დატოვებული ვარაუდი, რომ ისინი შეიძლება იყოს გრძივი ტალღები ეთერში.
რენტგენის აღმოჩენამ დიდი ინტერესი გამოიწვია სამეცნიერო სამყაროში. მისი ექსპერიმენტები განმეორდა მსოფლიოს თითქმის ყველა ლაბორატორიაში. მოსკოვში ისინი გაიმეორეს პ.ნ. ლებედევი. პეტერბურგში რადიოს გამომგონებელმა ა.ს. პოპოვმა ექსპერიმენტი ჩაატარა რენტგენის სხივებზე, აჩვენა ისინი საჯარო ლექციებზე, იღებდა სხვადასხვა რენტგენის სხივებს. კემბრიჯში D.D. ტომსონმა მაშინვე გამოიყენა რენტგენის სხივების მაიონებელი ეფექტი გაზების მეშვეობით ელექტროენერგიის გავლის შესასწავლად. მისმა კვლევამ გამოიწვია ელექტრონის აღმოჩენა.
თავი 2
რენტგენის გამოსხივება - ელექტრომაგნიტური მაიონებელი გამოსხივება, რომელიც იკავებს სპექტრულ ზონას გამა და ულტრაიისფერ გამოსხივებას შორის ტალღის სიგრძეებში 10 -4-დან 10 3-მდე (10 -12-დან 10 -5 სმ-მდე).R. ლ. ტალღის სიგრძით λ< 2 условно называются жёсткими, с λ >2 - რბილი.
2.1 რენტგენის წყაროები
რენტგენის ყველაზე გავრცელებული წყაროა რენტგენის მილი.
რენტგენის მილები გამოიყენება რენტგენის სტრუქტურულ ანალიზში
რენტგენის მილების ძირითადი მახასიათებლებია მაქსიმალური დასაშვები ამაჩქარებელი ძაბვა (1-500 კვ), ელექტრონული დენი (0,01 mA - 1A), ანოდით გაფანტული სპეციფიკური სიმძლავრე (10-10 4 W / მმ 2), ენერგიის მთლიანი მოხმარება. (0,002 W - 60 kW) და ფოკუსის ზომები (1 μm - 10 მმ). რენტგენის მილის ეფექტურობაა 0,1-3%.
ზოგიერთი რადიოაქტიური იზოტოპი ასევე შეიძლება გახდეს რენტგენის სხივების წყარო.
სინქროტრონები და ელექტრონების შესანახი რგოლები რამდენიმე გევ ენერგიით შეიძლება გახდეს რბილი რენტგენის წყაროები λ ათეულებისა და ასეულების რიგის მიხედვით. ინტენსივობით, სინქროტრონების რენტგენის გამოსხივება აღემატება რენტგენის მილის გამოსხივებას სპექტრის მითითებულ რეგიონში 2-3 ბრძანებით.
რენტგენის სხივების ბუნებრივი წყაროები - მზე და სხვა კოსმოსური ობიექტები.
2.2 რენტგენის სხივების თვისებები
რენტგენის სხივების წარმოშობის მექანიზმიდან გამომდინარე, მათი სპექტრები შეიძლება იყოს უწყვეტი (bremsstrahlung) ან ხაზი (მახასიათებელი). უწყვეტი რენტგენის სპექტრი გამოიყოფა სწრაფად დამუხტული ნაწილაკებით მათი შენელების შედეგად სამიზნე ატომებთან ურთიერთობისას; ეს სპექტრი მნიშვნელოვან ინტენსივობას აღწევს მხოლოდ მაშინ, როდესაც სამიზნე დაბომბულია ელექტრონებით. ბრემსტრაჰლუნგის რენტგენის სხივების ინტენსივობა ნაწილდება ყველა სიხშირეზე მაღალი სიხშირის ზღვრამდე 0 , სადაც ფოტონის ენერგია h 0 (h არის პლანკის მუდმივი
ხაზოვანი გამოსხივება წარმოიქმნება ატომის იონიზაციის შემდეგ მისი ერთ-ერთი შიდა გარსიდან ელექტრონის გამოდევნით. ასეთი იონიზაცია შეიძლება იყოს ატომის შეჯახების შედეგი სწრაფ ნაწილაკთან, როგორიცაა ელექტრონი (პირველადი რენტგენის სხივები), ან ატომის მიერ ფოტონის შთანთქმის (ფლუორესცენტური რენტგენის სხივები). იონიზებული ატომი აღმოჩნდება საწყის კვანტურ მდგომარეობაში ერთ-ერთ მაღალ ენერგეტიკულ დონეზე და 10 -16 -10 -15 წამის შემდეგ გადადის საბოლოო მდგომარეობაში უფრო დაბალი ენერგიით. ამ შემთხვევაში ატომს შეუძლია ენერგიის ჭარბი გამოსხივება გარკვეული სიხშირის ფოტონის სახით. ასეთი გამოსხივების სპექტრის ხაზების სიხშირეები დამახასიათებელია თითოეული ელემენტის ატომებისთვის, ამიტომ რენტგენის სპექტრის ხაზს მახასიათებელი ეწოდება. ამ სპექტრის ხაზის სიხშირის დამოკიდებულება Z ატომურ რიცხვზე განისაზღვრება მოსელის კანონით.
მოსელის კანონი, კანონი, რომელიც ეხება ქიმიური ელემენტის დამახასიათებელი რენტგენის გამოსხივების სპექტრული ხაზების სიხშირეს მისი სერიული ნომრით. G. Moseley ექსპერიმენტულად დამონტაჟდა
სადაც R არის რიდბერგის მუდმივა
მოსლის კანონი იყო ელემენტების პერიოდულ სისტემაში ელემენტების სწორი განლაგების უტყუარი მტკიცებულება.
მოსლის კანონის შესაბამისად, რენტგენის დამახასიათებელი სპექტრები არ ავლენენ პერიოდულ ნიმუშებს, რომლებიც თან ახლავს ოპტიკურ სპექტრებს. ეს მიუთითებს, რომ ყველა ელემენტის ატომების შიდა ელექტრონულ გარსებს, რომლებიც ჩნდება დამახასიათებელ რენტგენის სპექტრებში, აქვთ მსგავსი სტრუქტურა.
მოგვიანებით ექსპერიმენტებმა გამოავლინა გარკვეული გადახრები ელემენტების გარდამავალი ჯგუფების ხაზოვანი დამოკიდებულებიდან, რაც დაკავშირებულია გარე ელექტრონული გარსების შევსების თანმიმდევრობის ცვლილებასთან, ისევე როგორც მძიმე ატომებთან, რაც გამოვლინდა რელატივისტური ეფექტების შედეგად (პირობითად აიხსნება ის ფაქტი, რომ შიდა სიჩქარეები შედარებულია სინათლის სიჩქარესთან).
მთელი რიგი ფაქტორებიდან - ბირთვში ნუკლეონების რაოდენობაზე (იზოტონური ცვლა), გარე ელექტრონული გარსების მდგომარეობა (ქიმიური ცვლა) და ა.შ. - მოსელის დიაგრამაზე სპექტრული ხაზების პოზიცია შეიძლება გარკვეულწილად შეიცვალოს. ამ ძვრების შესწავლა საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ დეტალური ინფორმაცია ატომის შესახებ.
ბრემსტრაჰლუნგის რენტგენის სხივები, რომლებიც გამოსხივებულია ძალიან წვრილი სამიზნეებიდან, მთლიანად პოლარიზებულია 0-ის მახლობლად; როგორც 0 მცირდება, მცირდება პოლარიზაციის ხარისხი. დამახასიათებელი გამოსხივება, როგორც წესი, არ არის პოლარიზებული.
როდესაც რენტგენის სხივები ურთიერთქმედებს მატერიასთან, შეიძლება მოხდეს ფოტოელექტრული ეფექტი.
როდესაც რენტგენის სხივები გადის ნივთიერების ფენაში x სისქით, მათი საწყისი ინტენსივობა I 0 მცირდება I = I 0 e - μ x მნიშვნელობამდე, სადაც μ არის შესუსტების კოეფიციენტი. I-ის შესუსტება ხდება ორი პროცესის გამო: რენტგენის ფოტონების შეწოვა მატერიის მიერ და მათი მიმართულების ცვლილება გაფანტვისას. სპექტრის გრძელი ტალღის რეგიონში ჭარბობს რენტგენის სხივების შეწოვა, მოკლე ტალღის სიგრძის რეგიონში მათი გაფანტვა. შთანთქმის ხარისხი სწრაფად იზრდება Z და λ მატებასთან ერთად. მაგალითად, მძიმე რენტგენი თავისუფლად აღწევს ჰაერის ფენაში ~ 10 სმ; 3 სმ სისქის ალუმინის ფირფიტა აქვეითებს რენტგენის სხივებს λ = 0,027 ნახევრად; რბილი რენტგენის სხივები მნიშვნელოვნად შეიწოვება ჰაერში და მათი გამოყენება და შესწავლა შესაძლებელია მხოლოდ ვაკუუმში ან სუსტად შთანთქმელ აირში (მაგალითად, He). როდესაც რენტგენის სხივები შეიწოვება, ნივთიერების ატომები იონიზებულია.
რენტგენის სხივების გავლენა ცოცხალ ორგანიზმებზე შეიძლება იყოს სასარგებლო ან მავნე, რაც დამოკიდებულია ქსოვილებში მათ იონიზაციაზე. ვინაიდან რენტგენის სხივების შეწოვა დამოკიდებულია λ-ზე, მათი ინტენსივობა არ შეიძლება გახდეს რენტგენის სხივების ბიოლოგიური ეფექტის საზომი. რენტგენის გაზომვები გამოიყენება მატერიაზე რენტგენის ზემოქმედების გასაზომად.
რენტგენის სხივების გაფანტვა დიდი Z და λ რეგიონში ძირითადად ხდება λ-ის ცვლილების გარეშე და ეწოდება თანმიმდევრული გაფანტვა, ხოლო მცირე Z და λ რეგიონში, როგორც წესი, იზრდება (არათანმიმდევრული გაფანტვა). არსებობს რენტგენის არათანმიმდევრული გაფანტვის 2 ტიპი - კომპტონი და რამანი. კომპტონის გაფანტვაში, რომელსაც აქვს არაელასტიური კორპუსკულური გაფანტვის ხასიათი, ატომური გარსიდან უკუქცეული ელექტრონი გაფრინდება რენტგენის ფოტონის მიერ ნაწილობრივ დაკარგული ენერგიის გამო. ამ შემთხვევაში ფოტონის ენერგია მცირდება და იცვლება მისი მიმართულება; λ-ის ცვლილება დამოკიდებულია გაფანტვის კუთხეზე. სინათლის ატომის მიერ მაღალი ენერგიის რენტგენის ფოტონის რამანის გაფანტვისას მისი ენერგიის მცირე ნაწილი იხარჯება ატომის იონიზაციაზე და იცვლება ფოტონის მოძრაობის მიმართულება. ასეთი ფოტონების ცვლილება არ არის დამოკიდებული გაფანტვის კუთხეზე.
რეფრაქციული ინდექსი n რენტგენის სხივებისთვის განსხვავდება 1-დან ძალიან მცირე რაოდენობით δ = 1-n ≈ 10 -6 -10 -5 . გარემოში რენტგენის სხივების ფაზური სიჩქარე უფრო მეტია ვიდრე სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში. რენტგენის სხივების გადახრა ერთი საშუალოდან მეორეზე გადასვლისას ძალიან მცირეა (რამდენიმე წუთში). როდესაც რენტგენის სხივები ვაკუუმიდან ეცემა სხეულის ზედაპირზე ძალიან მცირე კუთხით, ხდება მათი მთლიანი გარეგანი ასახვა.
2.3 რენტგენის აღრიცხვა
ადამიანის თვალი არ არის მგრძნობიარე რენტგენის მიმართ. რენტგენი
სხივები აღირიცხება სპეციალური რენტგენის ფირის გამოყენებით, რომელიც შეიცავს Ag, Br-ის გაზრდილ რაოდენობას. რეგიონში ლ<0,5 чувствительность этих плёнок быстро падает и может быть
искусственно повышена плотно прижатым к плёнке флуоресцирующим экраном. В
области λ>5, ჩვეულებრივი პოზიტიური ფილმის მგრძნობელობა საკმაოდ მაღალია და მისი მარცვლები გაცილებით მცირეა, ვიდრე რენტგენის ფირის მარცვლები, რაც ზრდის გარჩევადობას. ათეულებისა და ასეულების რიგის λ-ზე რენტგენის სხივები მოქმედებს მხოლოდ ფოტოგრაფიული ემულსიის ყველაზე თხელ ზედაპირულ ფენაზე; ფილმის მგრძნობელობის გასაზრდელად, იგი სენსიბილიზებულია ლუმინესცენტური ზეთებით. რენტგენის დიაგნოსტიკისა და ხარვეზების გამოვლენისას ელექტროფოტოგრაფია ზოგჯერ გამოიყენება რენტგენის სხივების ჩასაწერად.
მაღალი ინტენსივობის რენტგენის სხივები შეიძლება ჩაიწეროს იონიზაციის კამერის გამოყენებით
2.4 რენტგენის გამოყენება
რენტგენის სხივები ყველაზე ფართოდ გამოიყენება მედიცინაში რენტგენის დიაგნოსტიკისთვის.
რენტგენის სტრუქტურული ანალიზი
რენტგენის მიკროსკოპია
კოსმოსიდან მომდინარე რენტგენი ატარებს ინფორმაციას კოსმოსური სხეულების ქიმიური შემადგენლობისა და სივრცეში მიმდინარე ფიზიკური პროცესების შესახებ. რენტგენის ასტრონომია ეხება კოსმოსური რენტგენის სხივების შესწავლას
თავი 3
რენტგენის დიფრაქციული ანალიზის ერთ-ერთი მთავარი ამოცანაა მასალის რეალური ან ფაზური შემადგენლობის განსაზღვრა. რენტგენის დიფრაქციული მეთოდი პირდაპირია და ხასიათდება მაღალი სანდოობით, სისწრაფით და შედარებითი სიიაფით. მეთოდი არ საჭიროებს ნივთიერების დიდ რაოდენობას, ანალიზი შეიძლება ჩატარდეს ნაწილის განადგურების გარეშე. თვისებრივი ფაზის ანალიზის გამოყენების სფეროები ძალიან მრავალფეროვანია როგორც სამეცნიერო კვლევისთვის, ასევე წარმოებაში კონტროლისთვის. შეგიძლიათ შეამოწმოთ მეტალურგიული წარმოების ნედლეულის შემადგენლობა, სინთეზური პროდუქტები, გადამუშავება, თერმული და ქიმიურ-თერმული დამუშავების დროს ფაზური ცვლილებების შედეგი, გაანალიზოთ სხვადასხვა საფარი, თხელი ფენები და ა.შ.
თითოეულ ფაზას, რომელსაც აქვს საკუთარი კრისტალური სტრუქტურა, ახასიათებს ინტერპლანტაშორისი მანძილების გარკვეული დისკრეტული მნიშვნელობების კომპლექტი d/n მაქსიმალურიდან და ქვემოთ, რომელიც თან ახლავს მხოლოდ ამ ფაზას. როგორც ვულფ-ბრაგის განტოლებიდან ჩანს, პლანთაშორისი მანძილის თითოეული მნიშვნელობა შეესაბამება ხაზს რენტგენის ნახატზე პოლიკრისტალური ნიმუშიდან გარკვეული კუთხით θ (ტალღის სიგრძის მოცემულ მნიშვნელობაზე λ). ამრიგად, ხაზების გარკვეული სისტემა (დიფრაქციული მაქსიმა) შეესაბამება რენტგენის დიფრაქციის ნიმუშის თითოეული ფაზისთვის პლანთაშორისი მანძილების გარკვეულ კომპლექტს. ამ ხაზების ფარდობითი ინტენსივობა რენტგენის ნიმუშში, პირველ რიგში, დამოკიდებულია ფაზის სტრუქტურაზე. მაშასადამე, რადიოგრამაზე ხაზების მდებარეობის განსაზღვრით (მისი კუთხე θ) და რადიაციის ტალღის სიგრძის ცოდნით, რომლითაც რენტგენოგრაფია იქნა გადაღებული, შესაძლებელია ვულფის გამოყენებით დ/ნ დისტანციების მნიშვნელობების დადგენა. - ბრეგის ფორმულა:
/n = λ/ (2sin θ). (ერთი)
შესწავლილი მასალისთვის d/n სიმრავლის დადგენის და სუფთა ნივთიერებების, მათი სხვადასხვა ნაერთების ადრე ცნობილ d/n მონაცემებთან შედარების შემდეგ, შესაძლებელია დადგინდეს, რომელ ფაზას მოიცავს მოცემული მასალა. ხაზგასმით უნდა აღინიშნოს, რომ ეს არის ფაზები, რომლებიც განისაზღვრება და არა ქიმიური შემადგენლობა, მაგრამ ეს უკანასკნელი ზოგჯერ შეიძლება გამოიტანოს, თუ არსებობს დამატებითი მონაცემები კონკრეტული ფაზის ელემენტარული შემადგენლობის შესახებ. თვისებრივი ფაზის ანალიზის ამოცანას დიდად უადვილდება, თუ ცნობილია შესასწავლი მასალის ქიმიური შემადგენლობა, რადგან მაშინ შესაძლებელია წინასწარი ვარაუდების გაკეთება ამ შემთხვევაში შესაძლო ფაზების შესახებ.
ფაზის ანალიზის გასაღები არის d/n და ხაზის ინტენსივობის ზუსტად გაზომვა. მიუხედავად იმისა, რომ ამის მიღწევა პრინციპში უფრო ადვილია დიფრაქტომეტრის გამოყენებით, ხარისხობრივი ანალიზის ფოტომეთოდს აქვს გარკვეული უპირატესობები, უპირველეს ყოვლისა, მგრძნობელობის (ნიმუშში მცირე რაოდენობის ფაზის არსებობის გამოვლენის უნარი), ისევე როგორც სიმარტივის თვალსაზრისით. ექსპერიმენტული ტექნიკა.
რენტგენის ნიმუშიდან d/n-ის გამოთვლა ხორციელდება ვულფ-ბრაგის განტოლების გამოყენებით.
როგორც λ-ის მნიშვნელობა ამ განტოლებაში, ჩვეულებრივ გამოიყენება λ α cf K-სერიები:
λ α cf = (2λ α1 + λ α2) /3 (2)
ზოგჯერ გამოიყენება K α1 ხაზი. დიფრაქციის კუთხეების θ განსაზღვრა რენტგენის ყველა ხაზისთვის საშუალებას გაძლევთ გამოთვალოთ d / n განტოლების მიხედვით (1) და გამოყოთ β-ხაზები (თუ არ იყო ფილტრი (β სხივებისთვის).
3.1 კრისტალური სტრუქტურის ნაკლოვანებების ანალიზი
ყველა ნამდვილი ერთკრისტალური და მით უმეტეს პოლიკრისტალური მასალა შეიცავს გარკვეულ სტრუქტურულ ხარვეზებს (წერტილური დეფექტები, დისლოკაციები, სხვადასხვა ტიპის ინტერფეისები, მიკრო და მაკრო დაძაბულობა), რაც ძალიან ძლიერ გავლენას ახდენს სტრუქტურისადმი მგრძნობიარე თვისებებზე და პროცესებზე.
სტრუქტურული ხარვეზები იწვევს სხვადასხვა ხასიათის კრისტალური გისოსის დამახინჯებას და, შედეგად, დიფრაქციის ნიმუშის სხვადასხვა სახის ცვლილებას: ატომთაშორისი და პლანთაშორისი მანძილების ცვლილება იწვევს დიფრაქციის მაქსიმუმების ცვლილებას, მიკროსტრესი და ქვესტრუქტურის დისპერსიულობა იწვევს გაფართოებას. დიფრაქციული მაქსიმალური, გისოსების მიკროდამახინჯება - ამ მაქსიმუმების ინტენსივობის ცვლილებამდე, დისლოკაციების არსებობა იწვევს ანომალიურ მოვლენებს რენტგენის სხივების გავლისას და, შესაბამისად, ადგილობრივი კონტრასტული არაჰომოგენურობის რენტგენის ტოპოგრამებზე და ა.შ.
შედეგად, რენტგენის დიფრაქციული ანალიზი არის ერთ-ერთი ყველაზე ინფორმაციული მეთოდი სტრუქტურული ნაკლოვანებების, მათი ტიპისა და კონცენტრაციის და მათი განაწილების ბუნების შესასწავლად.
რენტგენის დიფრაქციის ტრადიციული პირდაპირი მეთოდი, რომელიც ხორციელდება სტაციონარულ დიფრაქტომეტრებზე, მათი დიზაინის თავისებურებების გამო, იძლევა ძაბვისა და დაძაბულობის რაოდენობრივ განსაზღვრას მხოლოდ ნაწილებიდან ან საგნებიდან ამოჭრილ მცირე ნიმუშებზე.
ამრიგად, ამჟამად ხდება გადასვლა სტაციონარულიდან პორტატულ მცირე ზომის რენტგენის დიფრაქტომეტრებზე, რომლებიც უზრუნველყოფენ ნაწილების ან საგნების მასალაში სტრესების შეფასებას მათი დამზადებისა და ექსპლუატაციის ეტაპებზე განადგურების გარეშე.
DRP * 1 სერიის პორტატული რენტგენის დიფრაქტომეტრები შესაძლებელს ხდის ნარჩენი და ეფექტური სტრესების კონტროლს დიდი ზომის ნაწილებში, პროდუქტებსა და სტრუქტურებში განადგურების გარეშე.
პროგრამა Windows-ის გარემოში საშუალებას იძლევა არა მხოლოდ რეალურ დროში განისაზღვროს სტრესები "sin 2 ψ" მეთოდის გამოყენებით, არამედ თვალყური ადევნოს ფაზის შემადგენლობისა და ტექსტურის ცვლილებას. ხაზოვანი კოორდინატების დეტექტორი უზრუნველყოფს ერთდროულ რეგისტრაციას დიფრაქციული კუთხით 2θ = 43°. "ფოქსის" ტიპის მცირე ზომის რენტგენის მილები მაღალი სიკაშკაშით და დაბალი სიმძლავრით (5 ვტ) უზრუნველყოფს მოწყობილობის რენტგენოლოგიურ უსაფრთხოებას, რომელშიც დასხივებული უბნიდან 25 სმ დაშორებით, რადიაციის დონე უდრის. ბუნებრივი ფონის დონე. DRP სერიის მოწყობილობები გამოიყენება სტრესების დასადგენად ლითონის ფორმირების, ჭრის, დაფქვის, სითბოს დამუშავების, შედუღების, ზედაპირის გამკვრივების სხვადასხვა ეტაპზე, რათა მოხდეს ამ ტექნოლოგიური ოპერაციების ოპტიმიზაცია. ექსპლუატაციის დროს განსაკუთრებით კრიტიკულ პროდუქტებსა და სტრუქტურებში გამოწვეული ნარჩენი კომპრესიული ძაბვის დონის ვარდნაზე კონტროლი შესაძლებელს ხდის პროდუქტის ექსპლუატაციიდან გაყვანას მის განადგურებამდე, თავიდან აიცილოს შესაძლო ავარიები და კატასტროფები.
3.2 სპექტრის ანალიზი
მასალის ატომური კრისტალური სტრუქტურისა და ფაზური შემადგენლობის განსაზღვრასთან ერთად, მისი სრული დახასიათებისთვის, სავალდებულოა მისი ქიმიური შემადგენლობის დადგენა.
ამ მიზნებისათვის პრაქტიკაში სულ უფრო ხშირად გამოიყენება სპექტრალური ანალიზის სხვადასხვა ე.წ. ინსტრუმენტული მეთოდები. თითოეულ მათგანს აქვს საკუთარი უპირატესობები და აპლიკაციები.
ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი მოთხოვნა ხშირ შემთხვევაში არის ის, რომ გამოყენებული მეთოდი უზრუნველყოფს გაანალიზებული ობიექტის უსაფრთხოებას; ანალიზის ეს მეთოდებია განხილული ამ ნაწილში. შემდეგი კრიტერიუმი, რომლის მიხედვითაც შეირჩა ამ ნაწილში აღწერილი ანალიზის მეთოდები, არის მათი ლოკალურობა.
ფლუორესცენტული რენტგენის სპექტრული ანალიზის მეთოდი ეფუძნება საკმაოდ მძიმე რენტგენის გამოსხივების შეღწევას (რენტგენის მილიდან) გაანალიზებულ ობიექტში, რომელიც აღწევს რამდენიმე მიკრომეტრის სისქის ფენაში. ამ შემთხვევაში ობიექტში წარმოქმნილი დამახასიათებელი რენტგენის გამოსხივება შესაძლებელს ხდის საშუალო მონაცემების მიღებას მისი ქიმიური შემადგენლობის შესახებ.
ნივთიერების ელემენტარული შემადგენლობის დასადგენად შეიძლება გამოვიყენოთ რენტგენის მილის ანოდზე მოთავსებული ნიმუშის დამახასიათებელი რენტგენის სპექტრის ანალიზი - ემისიის მეთოდი, ან სპექტრის ანალიზი. მეორადი (ფლუორესცენტური) რენტგენის გამოსხივების ნიმუში, რომელიც ექვემდებარება დასხივებას რენტგენის მილის ან სხვა წყაროდან მყარი რენტგენის სხივებით - ფლუორესცენტური მეთოდი.
ემისიის მეთოდის მინუსი არის, პირველ რიგში, ნიმუშის მოთავსების აუცილებლობა რენტგენის მილის ანოდზე, რასაც მოჰყვება ვაკუუმური ტუმბოებით ევაკუაცია; ცხადია, ეს მეთოდი უვარგისია დნებადი და აქროლადი ნივთიერებებისთვის. მეორე ნაკლი უკავშირდება იმას, რომ ცეცხლგამძლე ობიექტებიც კი ზიანდება ელექტრონული დაბომბვით. ფლუორესცენტური მეთოდი თავისუფალია ამ ნაკლოვანებებისაგან და ამიტომ აქვს ბევრად უფრო ფართო გამოყენება. ფლუორესცენტური მეთოდის უპირატესობა ასევე არის bremsstrahlung-ის არარსებობა, რაც აუმჯობესებს ანალიზის მგრძნობელობას. გაზომილი ტალღების სიგრძის შედარება ქიმიური ელემენტების სპექტრული ხაზების ცხრილებთან არის ხარისხობრივი ანალიზის საფუძველი, ხოლო სხვადასხვა ელემენტების სპექტრული ხაზების ფარდობითი ინტენსივობა, რომლებიც ქმნიან ნიმუშის ნივთიერებას, ქმნის რაოდენობრივ ანალიზს. დამახასიათებელი რენტგენის გამოსხივების აგზნების მექანიზმის გათვალისწინებით, ცხადია, რომ ამა თუ იმ სერიის გამოსხივება (K ან L, M და ა. მუდმივი. მაშასადამე, ამა თუ იმ ელემენტის არსებობა დგინდება არა ცალკეული ხაზებით, არამედ მთელი რიგი ხაზებით (გარდა ყველაზე სუსტისა, ამ ელემენტის შინაარსის გათვალისწინებით). შედარებით მსუბუქი ელემენტებისთვის გამოიყენება K-სერიის ხაზების ანალიზი, მძიმე ელემენტებისთვის L-სერიის ხაზები; სხვადასხვა პირობებში (გამოყენებული აღჭურვილობისა და გაანალიზებული ელემენტების მიხედვით), დამახასიათებელი სპექტრის სხვადასხვა რეგიონი შეიძლება იყოს ყველაზე მოსახერხებელი.
რენტგენის სპექტრული ანალიზის ძირითადი მახასიათებლები შემდეგია.
რენტგენის დამახასიათებელი სპექტრების სიმარტივე მძიმე ელემენტებისთვისაც კი (ოპტიკურ სპექტრებთან შედარებით), რაც ამარტივებს ანალიზს (ხაზების მცირე რაოდენობა; მათი ურთიერთ განლაგების მსგავსება; სერიული ნომრის ზრდით, სპექტრის რეგულარული გადანაცვლება ჩნდება მოკლე ტალღის რეგიონი, რაოდენობრივი ანალიზის შედარებითი სიმარტივე).
ტალღის სიგრძის დამოუკიდებლობა გაანალიზებული ელემენტის ატომების მდგომარეობიდან (თავისუფალი ან ქიმიურ ნაერთში). ეს გამოწვეულია იმით, რომ დამახასიათებელი რენტგენის გამოსხივების წარმოქმნა დაკავშირებულია შიდა ელექტრონული დონის აგზნებასთან, რომელიც უმეტეს შემთხვევაში პრაქტიკულად არ იცვლება ატომების იონიზაციის ხარისხით.
იშვიათი დედამიწისა და ზოგიერთი სხვა ელემენტის ანალიზში განცალკევების შესაძლებლობა, რომლებსაც აქვთ მცირე განსხვავებები სპექტრებში ოპტიკურ დიაპაზონში, გარე გარსების ელექტრონული სტრუქტურის მსგავსების გამო და ძალიან ცოტა განსხვავდება მათი ქიმიური თვისებებით.
რენტგენის ფლუორესცენტული სპექტროსკოპია არის „არადესტრუქციული“, ამიტომ მას უპირატესობა აქვს ჩვეულებრივ ოპტიკურ სპექტროსკოპიასთან შედარებით თხელი ნიმუშების ანალიზისას – თხელი ლითონის ფურცელი, ფოლგა და ა.შ.
რენტგენის ფლუორესცენციული სპექტრომეტრები, მათ შორის მრავალარხიანი სპექტრომეტრები ან კვანტომეტრები, რომლებიც უზრუნველყოფენ ელემენტების გამოხატულ რაოდენობრივ ანალიზს (Na ან Mg-დან U-მდე) განსაზღვრული მნიშვნელობის 1%-ზე ნაკლები შეცდომით, მგრძნობელობის ზღურბლით 10 -3 ... 10-4%.
რენტგენის სხივი
რენტგენის სხივების სპექტრული შემადგენლობის განსაზღვრის მეთოდები
სპექტრომეტრები იყოფა ორ ტიპად: კრისტალურად დიფრაქციული და უკრისტალო.
რენტგენის სხივების სპექტრად დაშლა ბუნებრივი დიფრაქციული ბადეების - კრისტალის - არსებითად მსგავსია ჩვეულებრივი სინათლის სხივების სპექტრის მიღებისას ხელოვნური დიფრაქციული ბადეების გამოყენებით მინაზე პერიოდული დარტყმის სახით. დიფრაქციული მაქსიმუმის ფორმირების პირობა შეიძლება დაიწეროს როგორც "არეკვლის" პირობა პარალელური ატომური სიბრტყეების სისტემიდან, რომლებიც გამოყოფილია d hkl მანძილით.
თვისებრივი ანალიზის ჩატარებისას, შეიძლება ვიმსჯელოთ ელემენტის არსებობაზე ნიმუშში ერთი ხაზით - ჩვეულებრივ, სპექტრული სერიის ყველაზე ინტენსიური ხაზი, რომელიც შესაფერისია მოცემული ანალიზატორის კრისტალისთვის. კრისტალური დიფრაქციული სპექტრომეტრების გარჩევადობა საკმარისია პერიოდულ სისტემაში მდებარეობის მიმდებარე ელემენტების დამახასიათებელი ხაზების გამოსაყოფადაც კი. თუმცა, ასევე აუცილებელია გავითვალისწინოთ სხვადასხვა ელემენტების სხვადასხვა ხაზის დაწესება, ასევე სხვადასხვა წესრიგის ასახვის დაწესება. ეს გარემოება გასათვალისწინებელია ანალიტიკური ხაზების არჩევისას. ამავდროულად, საჭიროა ინსტრუმენტის გარჩევადობის გაუმჯობესების შესაძლებლობების გამოყენება.
დასკვნა
ამრიგად, რენტგენის სხივები არის უხილავი ელექტრომაგნიტური გამოსხივება, რომლის ტალღის სიგრძეა 10 5 - 10 2 ნმ. რენტგენის სხივებს შეუძლიათ შეაღწიონ ზოგიერთ მასალაში, რომლებიც გაუმჭვირვალეა ხილული სინათლისთვის. ისინი გამოიყოფა მატერიაში სწრაფი ელექტრონების შენელების დროს (უწყვეტი სპექტრი) და ელექტრონების ატომის გარე ელექტრონული გარსებიდან შიდაზე გადასვლისას (წრფივი სპექტრი). რენტგენის გამოსხივების წყაროებია: რენტგენის მილი, ზოგიერთი რადიოაქტიური იზოტოპი, ელექტრონების ამაჩქარებლები და აკუმულატორები (სინქროტრონის გამოსხივება). მიმღები - ფილმი, ლუმინესცენტური ეკრანები, ბირთვული გამოსხივების დეტექტორები. რენტგენი გამოიყენება რენტგენის დიფრაქციულ ანალიზში, მედიცინაში, ხარვეზის გამოვლენაში, რენტგენის სპექტრულ ანალიზში და ა.შ.
ვ. რენტგენის აღმოჩენის დადებითი ასპექტების გათვალისწინებისას აუცილებელია მისი მავნე ბიოლოგიური ეფექტის აღნიშვნა. აღმოჩნდა, რომ რენტგენოლოგიურმა სხივებმა შეიძლება გამოიწვიოს ისეთი რამ, როგორიც არის ძლიერი მზის დამწვრობა (ერითემა), რომელსაც თან ახლავს კანის უფრო ღრმა და მუდმივი დაზიანება. გაჩენილი წყლულები ხშირად გადაიქცევა კიბოდ. ხშირ შემთხვევაში თითების ან ხელების ამპუტაცია იყო საჭირო. გარდაცვლილებიც იყო.
აღმოჩნდა, რომ კანის დაზიანების თავიდან აცილება შესაძლებელია ექსპოზიციის დროისა და დოზის შემცირებით, დამცავი (მაგ. ტყვიის) და დისტანციური მართვის გამოყენებით. მაგრამ თანდათანობით გამოვლინდა რენტგენის ზემოქმედების სხვა, უფრო გრძელვადიანი ეფექტები, რომლებიც შემდეგ დადასტურდა და შეისწავლეს ექსპერიმენტულ ცხოველებში. რენტგენის სხივების და სხვა მაიონებელი გამოსხივების (როგორიცაა რადიოაქტიური მასალებისგან გამოსხივებული გამა სხივები) ეფექტები მოიცავს:
) სისხლის შემადგენლობის დროებითი ცვლილებები შედარებით მცირე ჭარბი ექსპოზიციის შემდეგ;
) სისხლის შემადგენლობის შეუქცევადი ცვლილებები (ჰემოლიზური ანემია) ხანგრძლივი გადაჭარბებული ზემოქმედების შემდეგ;
) კიბოს (მათ შორის ლეიკემიის) შემთხვევების ზრდა;
) უფრო სწრაფი დაბერება და ადრეული სიკვდილი;
) კატარაქტის გაჩენა.
რენტგენის სხივების ბიოლოგიური ზემოქმედება ადამიანის სხეულზე განისაზღვრება რადიაციის დოზის დონით, ასევე იმის მიხედვით, თუ სხეულის რომელი ორგანო ექვემდებარებოდა რადიაციას.
ადამიანის ორგანიზმზე რენტგენის გამოსხივების ზემოქმედების შესახებ ცოდნის დაგროვებამ განაპირობა რადიაციული დასაშვები დოზების ეროვნული და საერთაშორისო სტანდარტების შემუშავება, რომლებიც გამოქვეყნებულია სხვადასხვა საცნობარო წიგნებში.
რენტგენის მავნე ზემოქმედების თავიდან ასაცილებლად, გამოიყენება კონტროლის მეთოდები:
ადეკვატური აღჭურვილობის ხელმისაწვდომობა,
) უსაფრთხოების წესებთან შესაბამისობის მონიტორინგი,
) აღჭურვილობის სწორად გამოყენება.
გამოყენებული წყაროების სია
1) ბლოხინი მ.ა., რენტგენის სხივების ფიზიკა, მე-2 გამოცემა, მ., 1957;
) ბლოხინი მ.ა., რენტგენის სპექტრული კვლევების მეთოდები, მ., 1959;
) რენტგენი. სატ. რედ. მ.ა. ბლოხინი, მთარგმნ. მასთან. და ინგლისური, მ., 1960;
) ხარაჯა ფ., რენტგენის ინჟინერიის ზოგადი კურსი, მე-3 გამოცემა, მ. - ლ., 1966;
) Mirkin L.I., Handbook of X-ray diffraction analysis of polycrystals, M., 1961;
) Weinstein E.E., Kakhana M.M., Reference tables on X-ray spectroscopy, M., 1953 წ.
) რენტგენის და ელექტრონ-ოპტიკური ანალიზი. გორელიკი ს.ს., სკაკოვი იუ.ა., რასტორგუევი ლ.ნ.: პროკ. შემწეობა უნივერსიტეტებისთვის. - მე-4 გამოცემა. დამატება. და გადამმუშავებელი. - M.: "MISiS", 2002. - 360გვ.
აპლიკაციები
დანართი 1
რენტგენის მილების ზოგადი ხედი
დანართი 2
რენტგენის მილის სქემა სტრუქტურული ანალიზისთვის
რენტგენის მილის სქემა სტრუქტურული ანალიზისთვის: 1 - ლითონის ანოდური მინა (ჩვეულებრივ დასაბუთებული); 2 - ბერილიუმისგან დამზადებული ფანჯრები რენტგენის გამოსაყვანად; 3 - თერმიონული კათოდი; 4 - მინის ნათურა, მილის ანოდური ნაწილის იზოლირება კათოდიდან; 5 - კათოდური ტერმინალები, რომლებზეც გამოიყენება ძაფის ძაბვა, ასევე მაღალი (ანოდის მიმართ) ძაბვა; 6 - ელექტროსტატიკური სისტემა ელექტრონების ფოკუსირებისთვის; 7 - ანოდი (ანტიკათოდური); 8 - განშტოებული მილები ანოდური შუშის გაციების გამდინარე წყლის შეყვანისა და გამოსაყვანისთვის.
დანართი 3
მოსელის დიაგრამა
მოსელის დიაგრამა K-, L- და M-სერიის დამახასიათებელი რენტგენის სხივებისთვის. აბსციზა აჩვენებს Z ელემენტის სერიულ ნომერს, ორდინატს - ( თანარის სინათლის სიჩქარე).
დანართი 4
იონიზაციის კამერა.
ნახ.1. ცილინდრული იონიზაციის კამერის განყოფილება: 1 - კამერის ცილინდრული სხეული, რომელიც ემსახურება უარყოფით ელექტროდს; 2 - ცილინდრული ჯოხი, რომელიც ემსახურება როგორც დადებითი ელექტროდი; 3 - იზოლატორები.
ბრინჯი. 2. დენის იონიზაციის კამერის ჩართვის სქემა: V - ძაბვა კამერის ელექტროდებზე; G არის გალვანომეტრი, რომელიც ზომავს იონიზაციის დენს.
ბრინჯი. 3. იონიზაციის კამერის დენის-ძაბვის მახასიათებელი.
ბრინჯი. 4. იმპულსური იონიზაციის კამერის ჩართვის სქემა: C - შემგროვებელი ელექტროდის ტევადობა; R არის წინააღმდეგობა.
დანართი 5
სცინტილაციის მრიცხველი.
სცინტილაციის მრიცხველის სქემა: სინათლის კვანტები (ფოტონები) ფოტოკათოდიდან ელექტრონებს „აოკებენ“; დინოდიდან დინოდში გადაადგილებით, ელექტრონული ზვავი მრავლდება.
დანართი 6
გეიგერ-მიულერის მრიცხველი.
ბრინჯი. 1. მინის გეიგერ-მიულერის მრიცხველის სქემა: 1 - ჰერმეტულად დალუქული მინის მილი; 2 - კათოდი (სპილენძის თხელი ფენა უჟანგავი ფოლადის მილზე); 3 - კათოდის გამომავალი; 4 - ანოდი (თხელი გაჭიმული ძაფი).
ბრინჯი. 2. გეიგერ-მიულერის მრიცხველის ჩართვის სქემა.
ბრინჯი. 3. გეიგერ-მიულერის მრიცხველის მთვლელი მახასიათებელი.
დანართი 7
პროპორციული მრიცხველი.
პროპორციული მრიცხველის სქემა: a - ელექტრონის დრიფტის რეგიონი; ბ - გაზის გამაძლიერებელი ფართობი.
დანართი 8
ნახევარგამტარული დეტექტორები
ნახევარგამტარული დეტექტორები; მგრძნობიარე ზონა ხაზგასმულია გამოჩეკვით; n - ნახევარგამტარის რეგიონი ელექტრონული გამტარობით, p - ხვრელით, i - შინაგანი გამტარობით; a - სილიკონის ზედაპირული ბარიერის დეტექტორი; ბ - დრიფტი გერმანიუმ-ლითიუმის პლანური დეტექტორი; გ - გერმანიუმ-ლითიუმის კოაქსიალური დეტექტორი.
ლექცია
რენტგენის გამოსხივება
2. Bremsstrahlung X-ray, მისი სპექტრალური თვისებები.
3. დამახასიათებელი რენტგენის გამოსხივება (განხილვისთვის).
4. რენტგენის გამოსხივების ურთიერთქმედება მატერიასთან.
5.მედიცინაში რენტგენის გამოყენების ფიზიკური საფუძველი.
რენტგენის სხივები (X - სხივები) აღმოაჩინა კ. რენტგენმა, რომელიც 1895 წელს გახდა პირველი ნობელის პრემიის ლაურეატი ფიზიკაში.
1. რენტგენის სხივების ბუნება
რენტგენის გამოსხივება - ელექტრომაგნიტური ტალღები 80-დან 10-5 ნმ-მდე სიგრძით. გრძელი ტალღის რენტგენის გამოსხივება იბლოკება მოკლე ტალღის ულტრაიისფერი გამოსხივებით, მოკლე ტალღის - გრძელი ტალღის g- გამოსხივებით.
რენტგენის სხივები იწარმოება რენტგენის მილებში. ნახ.1.
K - კათოდური
1 - ელექტრონული სხივი
2 - რენტგენის გამოსხივება
ბრინჯი. 1. რენტგენის მილის მოწყობილობა.
მილი არის მინის კოლბა (შესაძლოა მაღალი ვაკუუმით: მასში წნევა არის დაახლოებით 10–6 მმ Hg) ორი ელექტროდით: ანოდი A და კათოდი K, რომლებზეც გამოიყენება მაღალი ძაბვა.უ (რამდენიმე ათასი ვოლტი). კათოდი არის ელექტრონების წყარო (თერმიონული ემისიის ფენომენის გამო). ანოდი არის ლითონის ღერო, რომელსაც აქვს დახრილი ზედაპირი, რათა მიღებული რენტგენის გამოსხივება მიმართოს მილის ღერძის კუთხით. იგი დამზადებულია მაღალი სითბოს გამტარი მასალისგან, რათა ამოიღონ ელექტრონული დაბომბვის დროს წარმოქმნილი სითბო. დახრილ ბოლოზე არის ცეცხლგამძლე ლითონისგან დამზადებული ფირფიტა (მაგალითად, ვოლფრამი).
ანოდის ძლიერი გათბობა განპირობებულია იმით, რომ კათოდური სხივის ელექტრონების ძირითადი რაოდენობა, რომელიც მოხვდა ანოდში, განიცდის უამრავ შეჯახებას ნივთიერების ატომებთან და გადასცემს მათ დიდი რაოდენობით ენერგიას.
მაღალი ძაბვის მოქმედებით, ცხელი კათოდური ძაფით გამოსხივებული ელექტრონები აჩქარდებიან მაღალ ენერგიამდე. ელექტრონის კინეტიკური ენერგია არის mv 2 /2. ის უდრის ენერგიას, რომელსაც იგი იძენს მილის ელექტროსტატიკურ ველში გადაადგილებით:
mv 2/2 = eU(1)
სადაც მ, ე არის ელექტრონის მასა და მუხტი,უ არის აჩქარების ძაბვა.
პროცესები, რომლებიც იწვევს ბრემსტრაჰლუნგის რენტგენის სხივების გამოჩენას, განპირობებულია ანოდის მასალაში ელექტრონების ინტენსიური შენელებით ატომის ბირთვისა და ატომური ელექტრონების ელექტროსტატიკური ველის მიერ.
წარმოშობის მექანიზმი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად. მოძრავი ელექტრონები არის ერთგვარი დენი, რომელიც ქმნის საკუთარ მაგნიტურ ველს. ელექტრონის შენელება არის დენის სიძლიერის შემცირება და, შესაბამისად, მაგნიტური ველის ინდუქციის ცვლილება, რაც გამოიწვევს ალტერნატიული ელექტრული ველის გამოჩენას, ე.ი. ელექტრომაგნიტური ტალღის გამოჩენა.
ამრიგად, როდესაც დამუხტული ნაწილაკი მატერიაში მიფრინავს, ის ანელებს, კარგავს ენერგიას და სიჩქარეს და გამოყოფს ელექტრომაგნიტურ ტალღებს.
2. რენტგენის bremsstrahlung-ის სპექტრული თვისებები .
ასე რომ, ანოდის მასალაში ელექტრონის შენელების შემთხვევაში, ბრემსტრაჰლუნგის გამოსხივება.
bremsstrahlung სპექტრი უწყვეტია . ამის მიზეზი შემდეგია.
როდესაც ელექტრონები შენელდება, თითოეულ მათგანს აქვს ენერგიის ნაწილი, რომელიც გამოიყენება ანოდის გასათბობად (E 1 =ქ ), მეორე ნაწილი რენტგენის ფოტონის შესაქმნელად (E 2 = hv ), წინააღმდეგ შემთხვევაში, eU = hv + Q . ამ ნაწილებს შორის ურთიერთობა შემთხვევითია.
ამრიგად, ბრემსტრაჰლუნგის რენტგენის სხივების უწყვეტი სპექტრი წარმოიქმნება მრავალი ელექტრონის შენელების გამო, რომელთაგან თითოეული ასხივებს ერთ რენტგენის კვანტს. hv (სთ ) მკაცრად განსაზღვრული მნიშვნელობის. ამ კვანტის ღირებულება განსხვავებული სხვადასხვა ელექტრონებისთვის.რენტგენის ენერგიის ნაკადის დამოკიდებულება ტალღის სიგრძეზელ , ე.ი. რენტგენის სპექტრი ნაჩვენებია ნახ.2-ზე.
 |
ნახ.2. Bremsstrahlung სპექტრი: ა) სხვადასხვა ძაბვაზეუ მილში; ბ) კათოდის T სხვადასხვა ტემპერატურაზე.
მოკლე ტალღის (მყარ) გამოსხივებას უფრო დიდი შეღწევადი ძალა აქვს, ვიდრე გრძელტალღურ (რბილ) გამოსხივებას. რბილი გამოსხივება უფრო ძლიერად შეიწოვება მატერიით.
მოკლე ტალღის სიგრძის მხრიდან, სპექტრი მკვეთრად მთავრდება გარკვეულ ტალღის სიგრძეზემე ვარ . ასეთი მოკლე ტალღის სიგრძის bremsstrahlung ხდება მაშინ, როდესაც ელექტრონის მიერ აჩქარებულ ველში მიღებული ენერგია მთლიანად გარდაიქმნება ფოტონის ენერგიად. Q = 0):
eU = hv max = hc/ l min , l min = hc/(eU), (2)
ლ წთ (ნმ) = 1,23 / U კვ
რადიაციის სპექტრული შემადგენლობა დამოკიდებულია რენტგენის მილზე ძაბვაზე, ძაბვის გაზრდით, მნიშვნელობამე ვარ გადადის მოკლე ტალღის სიგრძისკენ (ნახ. 2ა).
როდესაც კათოდური ინკანდესცენციის T ტემპერატურა იცვლება, ელექტრონის ემისია იზრდება. შესაბამისად, დენი იზრდებამე მილში, მაგრამ რადიაციის სპექტრული შემადგენლობა არ იცვლება (ნახ. 2ბ).
ენერგიის ნაკადი Ф * bremsstrahlung პირდაპირპროპორციულია ძაბვის კვადრატისაუ ანოდსა და კათოდს შორის, დენის სიძლიერემე მილში და ატომურ რიცხვში Z ანოდის მასალები:
F \u003d kZU 2 I. (3)
სადაც k \u003d 10 -9 W / (V 2 A).
3. დამახასიათებელი რენტგენი (გაცნობისთვის).
რენტგენის მილზე ძაბვის გაზრდა იწვევს იმ ფაქტს, რომ უწყვეტი სპექტრის ფონზე ჩნდება ხაზი, რომელიც შეესაბამება დამახასიათებელ რენტგენის გამოსხივებას. ეს გამოსხივება სპეციფიკურია ანოდის მასალისთვის.
მისი წარმოქმნის მექანიზმი შემდეგია. მაღალი ძაბვის დროს აჩქარებული ელექტრონები (მაღალი ენერგიით) ღრმად აღწევენ ატომში და აოხრებენ ელექტრონებს მისი შიდა შრეებიდან. ზედა დონიდან ელექტრონები თავისუფალ ადგილებზე გადადიან, რის შედეგადაც გამოიყოფა დამახასიათებელი გამოსხივების ფოტონები.
დამახასიათებელი რენტგენის გამოსხივების სპექტრები განსხვავდება ოპტიკური სპექტრებისგან.
- ერთგვაროვნება.
დამახასიათებელი სპექტრების ერთგვაროვნება განპირობებულია იმით, რომ სხვადასხვა ატომების შიდა ელექტრონული ფენები ერთნაირია და განსხვავდება მხოლოდ ენერგიულად ბირთვების ძალის მოქმედების გამო, რაც იზრდება ელემენტის რიგითი რიცხვის მატებასთან ერთად. ამრიგად, დამახასიათებელი სპექტრები გადადის უფრო მაღალი სიხშირეებისკენ ბირთვული მუხტის გაზრდით. ეს ექსპერიმენტულად დაადასტურა რენტგენის თანამშრომელმა - მოსელი, რომელმაც გაზომა რენტგენის გადასვლის სიხშირეები 33 ელემენტისთვის. მათ შეადგინეს კანონი.
მოზელის კანონი – დამახასიათებელი გამოსხივების სიხშირის კვადრატული ფესვი არის ელემენტის რიგითი რიცხვის წრფივი ფუნქცია:
A × (Z – B), (4)
სადაც ვ არის სპექტრული ხაზის სიხშირე,ზ არის ემიტირებული ელემენტის ატომური ნომერი. A, B არის მუდმივები.
მოსელის კანონის მნიშვნელობა მდგომარეობს იმაში, რომ ეს დამოკიდებულების გამოყენება შესაძლებელია რენტგენის ხაზის გაზომილი სიხშირიდან შესასწავლი ელემენტის ატომური რიცხვის ზუსტად დასადგენად. ამან დიდი როლი ითამაშა პერიოდულ სისტემაში ელემენტების მოთავსებაში.
– დამოუკიდებლობა ქიმიური ნაერთებისგან.
ატომის დამახასიათებელი რენტგენის სპექტრები არ არის დამოკიდებული ქიმიურ ნაერთზე, რომელშიც შედის ელემენტის ატომი. მაგალითად, ჟანგბადის ატომის რენტგენის სპექტრი იგივეა O 2, H 2 O, ხოლო ამ ნაერთების ოპტიკური სპექტრები განსხვავდება. ატომის რენტგენის სპექტრის ეს თვისება იყო სახელის საფუძველი " დამახასიათებელი გამოსხივება".
4. რენტგენის გამოსხივების ურთიერთქმედება მატერიასთან
რენტგენის გამოსხივების ზემოქმედება ობიექტებზე განისაზღვრება რენტგენის ურთიერთქმედების პირველადი პროცესებით. ფოტონი ელექტრონებითმატერიის ატომები და მოლეკულები.
რენტგენის გამოსხივება მატერიაში შეიწოვებაან ფანტავს. ამ შემთხვევაში შეიძლება მოხდეს სხვადასხვა პროცესები, რომლებიც განისაზღვრება რენტგენის ფოტონის ენერგიის თანაფარდობით hv და იონიზაციის ენერგია A და (იონიზაციის ენერგია A და - ენერგია, რომელიც საჭიროა ატომიდან ან მოლეკულიდან შიდა ელექტრონების მოსაშორებლად).
ა) თანმიმდევრული გაფანტვა(გრძელტალღოვანი გამოსხივების გაფანტვა) ხდება მაშინ, როცა მიმართება
hv< А и.
ფოტონებისთვის, ელექტრონებთან ურთიერთქმედების გამო, იცვლება მხოლოდ მოძრაობის მიმართულება (ნახ. 3a), მაგრამ ენერგია hv და ტალღის სიგრძე არ იცვლება (აქედან გამომდინარე, ეს გაფანტვა ეწოდება თანმიმდევრული). ვინაიდან ფოტონისა და ატომის ენერგიები არ იცვლება, თანმიმდევრული გაფანტვა არ მოქმედებს ბიოლოგიურ ობიექტებზე, მაგრამ რენტგენის გამოსხივებისგან დაცვის შექმნისას მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული სხივის პირველადი მიმართულების შეცვლის შესაძლებლობა.
ბ) ფოტოელექტრული ეფექტიხდება როცა
hv ³ A და .
ამ შემთხვევაში შესაძლებელია ორი შემთხვევის რეალიზება.
1. ფოტონი შეიწოვება, ელექტრონი წყდება ატომიდან (ნახ. 3ბ). იონიზაცია ხდება. გამოყოფილი ელექტრონი იძენს კინეტიკურ ენერგიას: E k \u003d hv - A და . თუ კინეტიკური ენერგია დიდია, მაშინ ელექტრონს შეუძლია შეჯახებით მოახდინოს მეზობელი ატომების იონიზაცია და ახლის წარმოქმნა. მეორადიელექტრონები.
2. ფოტონი შთანთქავს, მაგრამ მისი ენერგია არ არის საკმარისი ელექტრონის გამოსაყოფად და ატომის ან მოლეკულის აგზნება(ნახ. 3c). ეს ხშირად იწვევს ფოტონის შემდგომ გამოსხივებას ხილულ გამოსხივების რეგიონში (რენტგენის ლუმინესცენცია), ხოლო ქსოვილებში - მოლეკულების გააქტიურებასა და ფოტოქიმიურ რეაქციებს. ფოტოელექტრული ეფექტი ძირითადად ჩნდება მაღალი ატომების შიდა გარსების ელექტრონებზეზ.
in) არათანმიმდევრული გაფანტვა(კომპტონის ეფექტი, 1922) ჩნდება, როდესაც ფოტონის ენერგია ბევრად აღემატება იონიზაციის ენერგიას.
ჰვ » ა და.
ამ შემთხვევაში ელექტრონი წყდება ატომიდან (ასეთ ელექტრონებს ე.წ უკუცემის ელექტრონები), იძენს გარკვეულ კინეტიკურ ენერგიას E-მდე , თავად ფოტონის ენერგია მცირდება (ნახ. 4d):
hv=hv" + A და + E k. (5)
მიღებული გამოსხივება შეცვლილი სიხშირით (სიგრძით) ე.წ მეორადი, ის იფანტება ყველა მიმართულებით.
უკუქცევის ელექტრონებს, თუ მათ აქვთ საკმარისი კინეტიკური ენერგია, შეუძლიათ მეზობელი ატომების იონიზირება შეჯახებით. ამრიგად, არათანმიმდევრული გაფანტვის შედეგად წარმოიქმნება მეორადი გაფანტული რენტგენის გამოსხივება და იონიზირებულია ნივთიერების ატომები.
ამ (a, b, c) პროცესებმა შეიძლება გამოიწვიოს მრავალი შემდგომი პროცესი. მაგალითად (ნახ. 3d), თუ ფოტოელექტრული ეფექტის დროს ელექტრონები წყდება ატომიდან შიდა გარსებზე, მაშინ უფრო მაღალი დონის ელექტრონები შეიძლება გადავიდნენ მათ ადგილზე, რასაც თან ახლავს ამ ნივთიერების მეორადი დამახასიათებელი რენტგენის გამოსხივება. მეორადი გამოსხივების ფოტონებს, რომლებიც ურთიერთქმედებენ მეზობელი ატომების ელექტრონებთან, შეუძლიათ, თავის მხრივ, გამოიწვიოს მეორადი ფენომენები.
თანმიმდევრული გაფანტვა
hv< А И
| |
ფოტოელექტრული ეფექტი
ფოტონი შეიწოვება, ე - ატომიდან მოწყვეტილი - იონიზაცია
hv \u003d A და + E to
ატომი A აღფრთოვანებული ფოტონის შთანთქმით,რ - რენტგენის ლუმინესცენცია
არათანმიმდევრული გაფანტვა
ჰვ » ა და
hv \u003d hv "+ A და + E to
მეორადი პროცესები ფოტოელექტრული ეფექტის დროს
 |
ბრინჯი. 3 რენტგენის სხივების მატერიასთან ურთიერთქმედების მექანიზმები
მედიცინაში რენტგენის გამოყენების ფიზიკური საფუძველი
როდესაც რენტგენის სხივები ეცემა სხეულს, ის ოდნავ აირეკლება მისი ზედაპირიდან, მაგრამ ძირითადად ღრმად გადადის, ნაწილობრივ შეიწოვება და იფანტება და ნაწილობრივ გადის.
დასუსტების კანონი.
რენტგენის ნაკადი სუსტდება მატერიაში კანონის მიხედვით:
F \u003d F 0 e - m × x (6)
სადაც მ - ხაზოვანი შესუსტების ფაქტორი,რაც არსებითად დამოკიდებულია ნივთიერების სიმკვრივეზე. ის უდრის სამი წევრის ჯამს, რომლებიც შეესაბამება თანმიმდევრულ გაფანტვას m 1, არათანმიმდევრული m 2 და ფოტოელექტრული ეფექტი m 3:
m \u003d m 1 + m 2 + m 3. (7)
თითოეული ტერმინის წვლილი განისაზღვრება ფოტონის ენერგიით. ქვემოთ მოცემულია ამ პროცესების თანაფარდობა რბილი ქსოვილებისთვის (წყალი).
ენერგია, keV | ფოტოელექტრული ეფექტი | კომპტონი - ეფექტი |
| 100 % |
ისიამოვნეთ მასის შესუსტების კოეფიციენტი,რომელიც არ არის დამოკიდებული ნივთიერების სიმკვრივეზე r :
მ მ = მ / რ . (რვა)
მასის შესუსტების კოეფიციენტი დამოკიდებულია ფოტონის ენერგიაზე და შთამნთქმელი ნივთიერების ატომურ რაოდენობაზე:
m m = k l 3 Z 3 . (9)
ძვლისა და რბილი ქსოვილების მასის შესუსტების კოეფიციენტები (წყალი) განსხვავდება:მ მ ძვლები / მ მ წყალი = 68.
თუ არაერთგვაროვანი სხეული მოთავსებულია რენტგენის სხივების გზაზე და მის წინ ფლუორესცენტური ეკრანი, მაშინ ეს სხეული, შთანთქავს და ასუსტებს რადიაციას, ქმნის ჩრდილს ეკრანზე. ამ ჩრდილის ბუნებით შეიძლება ვიმსჯელოთ სხეულების ფორმაზე, სიმკვრივეზე, სტრუქტურაზე და ხშირ შემთხვევაში ბუნებაზე. იმათ. მნიშვნელოვანი განსხვავება სხვადასხვა ქსოვილების მიერ რენტგენის გამოსხივების შთანთქმაში საშუალებას გაძლევთ ნახოთ შინაგანი ორგანოების გამოსახულება ჩრდილის პროექციაში.
თუ შესასწავლი ორგანო და მიმდებარე ქსოვილები თანაბრად ასუსტებენ რენტგენის სხივებს, მაშინ გამოიყენება კონტრასტული აგენტები. ასე, მაგალითად, კუჭისა და ნაწლავების შევსება ბარიუმის სულფატის დაფქული მასით ( BaS 0 4), შეგიძლიათ იხილოთ მათი ჩრდილის სურათი (შემცირების კოეფიციენტების თანაფარდობა არის 354).
გამოიყენეთ მედიცინაში.
მედიცინაში რენტგენის გამოსხივება ფოტონის ენერგიით 60-დან 100-120 კევ-მდე გამოიყენება დიაგნოსტიკისთვის და 150-200 კევ თერაპიისთვის.
რენტგენის დიაგნოსტიკა – დაავადებების ამოცნობა რენტგენის სხივებით ორგანიზმის ტრანსილუმინირებით.
რენტგენის დიაგნოსტიკა გამოიყენება სხვადასხვა ვარიანტში, რომლებიც მოცემულია ქვემოთ.
 |
1. ფლუოროსკოპიით რენტგენის მილი მდებარეობს პაციენტის უკან. მის წინ არის ფლუორესცენტური ეკრანი. ეკრანზე არის ჩრდილოვანი (დადებითი) გამოსახულება. თითოეულ ინდივიდუალურ შემთხვევაში, გამოსხივების შესაბამისი სიხისტე შეირჩევა ისე, რომ ის გადის რბილ ქსოვილებში, მაგრამ საკმარისად შეიწოვება მკვრივი ქსოვილებით. წინააღმდეგ შემთხვევაში, მიიღება ერთიანი ჩრდილი. ეკრანზე გული, ნეკნები მუქი ჩანს, ფილტვები ღიაა.
2. როდესაც რადიოგრაფია ობიექტი მოთავსებულია კასეტაზე, რომელიც შეიცავს ფილმს სპეციალური ფოტოგრაფიული ემულსიით. რენტგენის მილი მოთავსებულია ობიექტზე. მიღებული რენტგენოგრაფია იძლევა უარყოფით გამოსახულებას, ე.ი. პირიქით, ტრანსილუმინაციის დროს დაფიქსირებული სურათისგან განსხვავებით. ამ მეთოდით, გამოსახულების უფრო დიდი სიცხადეა, ვიდრე (1-ში), შესაბამისად, შეინიშნება დეტალები, რომლებიც ძნელად შესამჩნევია ტრანსილუმინაციისას.
ამ მეთოდის პერსპექტიული ვარიანტია რენტგენი ტომოგრაფიახოლო „მანქანური ვერსია“ – კომპიუტერი ტომოგრაფია.
3. ფლუოროსკოპიით,მგრძნობიარე მცირე ფორმატის ფილმზე დიდი ეკრანიდან გამოსახულება ფიქსირდება. ნახვისას სურათები განიხილება სპეციალურ ლუპაზე.
რენტგენოთერაპია - რენტგენის გამოყენება ავთვისებიანი სიმსივნეების განადგურების მიზნით.
რადიაციის ბიოლოგიური ეფექტი არის სასიცოცხლო აქტივობის დარღვევა, განსაკუთრებით სწრაფად გამრავლებული უჯრედები.
კომპიუტერული ტომოგრაფია (CT)
რენტგენის კომპიუტერული ტომოგრაფიის მეთოდი ეფუძნება გამოსახულების რეკონსტრუქციასპაციენტის სხეულის გარკვეული მონაკვეთის რეგისტრირებით ამ განყოფილების რენტგენის პროგნოზების დიდი რაოდენობით, რომლებიც გაკეთებულია სხვადასხვა კუთხით. ინფორმაცია სენსორებიდან, რომლებიც აღრიცხავენ ამ პროგნოზებს, შედის კომპიუტერში, რომელიც სპეციალური პროგრამის მიხედვით ითვლისგანაწილება მჭიდრო ნიმუშის ზომაგამოკვლეულ განყოფილებაში და აჩვენებს მას ჩვენების ეკრანზე. შედეგად მიღებული სურათიპაციენტის სხეულის ნაწილი ხასიათდება შესანიშნავი სიცხადით და მაღალი ინფორმაციის შემცველობით. პროგრამა საშუალებას გაძლევთმომატება გამოსახულების კონტრასტი in ათობით და თუნდაც ასჯერ. ეს აფართოებს მეთოდის დიაგნოსტიკურ შესაძლებლობებს.
ვიდეოგრაფები (მოწყობილობები ციფრული რენტგენის გამოსახულების დამუშავებით) თანამედროვე სტომატოლოგიაში.
სტომატოლოგიაში რენტგენოლოგიური გამოკვლევა არის მთავარი დიაგნოსტიკური მეთოდი. თუმცა, რიგი ტრადიციული ორგანიზაციული და ტექნიკური მახასიათებელი რენტგენის დიაგნოსტიკას არც ისე კომფორტულს ხდის როგორც პაციენტისთვის, ასევე სტომატოლოგიური კლინიკებისთვის. უპირველეს ყოვლისა, ეს არის პაციენტის შეხების მოთხოვნილება მაიონებელ გამოსხივებასთან, რაც ხშირად ქმნის სხეულზე მნიშვნელოვან რადიაციულ დატვირთვას, ეს არის ასევე ფოტოპროცესის საჭიროება და, შესაბამისად, ფოტორეაგენტების, მათ შორის ტოქსიკური. პირობა. ეს არის, საბოლოოდ, მოცულობითი არქივი, მძიმე საქაღალდეები და კონვერტები რენტგენის ფილმებით.
გარდა ამისა, სტომატოლოგიის განვითარების დღევანდელი დონე არასაკმარისს ხდის ადამიანის თვალის რენტგენოგრაფიის სუბიექტურ შეფასებას. როგორც გაირკვა, რენტგენის გამოსახულებაში შემავალი ნაცრისფერი ჩრდილების მრავალფეროვნებიდან, თვალი მხოლოდ 64-ს აღიქვამს.
ცხადია, დენტოალვეოლარული სისტემის მყარი ქსოვილების მკაფიო და დეტალური გამოსახულების მისაღებად მინიმალური რადიაციის ექსპოზიციით, საჭიროა სხვა გადაწყვეტილებები. ძიების შედეგად შეიქმნა ე.წ.
ტექნიკური დეტალების გარეშე, ასეთი სისტემების მუშაობის პრინციპი ასეთია. რენტგენის გამოსხივება ობიექტში შედის არა ფოტომგრძნობიარე ფილაზე, არამედ სპეციალურ ინტრაორალურ სენსორზე (სპეციალური ელექტრონული მატრიცა). მატრიციდან შესაბამისი სიგნალი გადაეცემა გაციფრულ მოწყობილობას (ანალოგური ციფრულ გადამყვანს, ADC), რომელიც გარდაქმნის მას ციფრულ ფორმაში და უკავშირდება კომპიუტერს. სპეციალური პროგრამული უზრუნველყოფა აშენებს რენტგენის სურათს კომპიუტერის ეკრანზე და საშუალებას გაძლევთ დაამუშავოთ იგი, შეინახოთ იგი მყარ ან მოქნილ შესანახ საშუალებებზე (მყარ დისკზე, ფლოპი დისკზე), დაბეჭდოთ სურათის სახით.
ციფრულ სისტემაში რენტგენის გამოსახულება არის წერტილების კოლექცია, რომელსაც აქვს სხვადასხვა ციფრული ნაცრისფერი მნიშვნელობები. პროგრამის მიერ მოწოდებული ინფორმაციის ჩვენების ოპტიმიზაცია შესაძლებელს ხდის შედარებით დაბალი გამოსხივების დოზით მიიღოთ ოპტიმალური ჩარჩო სიკაშკაშისა და კონტრასტის თვალსაზრისით.
მაგალითად, ფირმების მიერ შექმნილ თანამედროვე სისტემებშიტროფი (საფრანგეთი) ან შიკი (აშშ) ჩარჩოს ფორმირებისას გამოიყენება ნაცრისფერი 4096 ელფერი, ექსპოზიციის დრო დამოკიდებულია კვლევის ობიექტზე და საშუალოდ არის მეასედი - წამის მეათედი, რადიაციული ექსპოზიციის შემცირება ფილმთან მიმართებაში - 90%-მდე ინტრაორალური სისტემებისთვის, 70%-მდე პანორამული ვიდეოგრაფებისთვის.
სურათების დამუშავებისას, ვიდეოგრაფები საშუალებას აძლევენ:
1. მიიღეთ პოზიტიური და ნეგატიური სურათები, ცრუ ფერის სურათები, ჭედური გამოსახულებები.
2. გაზარდეთ კონტრასტი და გაზარდეთ სურათის ინტერესის არეალი.
3. შეაფასეთ ცვლილებები სტომატოლოგიური ქსოვილებისა და ძვლოვანი სტრუქტურების სიმკვრივეში, აკონტროლეთ არხის შევსების ერთგვაროვნება.
4. In ენდოდონტია ნებისმიერი გამრუდების არხის სიგრძის დადგენა და ქირურგიაში იმპლანტის ზომის შერჩევა 0,1მმ სიზუსტით.
5. უნიკალური სისტემაკარიესის დეტექტორი ხელოვნური ინტელექტის ელემენტებით სურათის ანალიზში საშუალებას გაძლევთ გამოავლინოთ კარიესი შეღებვის ეტაპზე, ფესვის კარიესი და ფარული კარიესი.
* « Ф" ფორმულაში (3) ეხება გამოსხივებული ტალღის სიგრძის მთელ დიაპაზონს და ხშირად მოიხსენიება როგორც "ინტეგრარული ენერგიის ნაკადი".
რუსეთის ფედერაციის განათლებისა და მეცნიერების სამინისტრო
განათლების ფედერალური სააგენტო
GOU VPO SUSU
ფიზიკური ქიმიის კათედრა
ქსე კურსზე: „რენტგენის გამოსხივება“
დასრულებული:
ნაუმოვა დარია გენადიევნა
შემოწმებულია:
ასოცირებული პროფესორი, კ.ტ.ნ.
ტანკლევსკაია ნ.მ.
ჩელიაბინსკი 2010 წ
შესავალი
თავი I. რენტგენის სხივების აღმოჩენა
ქვითარი
ურთიერთქმედება მატერიასთან
ბიოლოგიური გავლენა
რეგისტრაცია
განაცხადი
როგორ ხდება რენტგენის გადაღება
ბუნებრივი რენტგენი
თავი II. რადიოგრაფია
განაცხადი
გამოსახულების მიღების მეთოდი
რენტგენოგრაფიის სარგებელი
რენტგენოგრაფიის ნაკლოვანებები
ფლუოროსკოპია
მიღების პრინციპი
ფლუოროსკოპიის სარგებელი
ფლუოროსკოპიის უარყოფითი მხარეები
ციფრული ტექნოლოგიები ფლუოროსკოპიაში
მრავალხაზოვანი სკანირების მეთოდი
დასკვნა
გამოყენებული ლიტერატურის სია
შესავალი
რენტგენის გამოსხივება - ელექტრომაგნიტური ტალღები, რომელთა ფოტონის ენერგია განისაზღვრება ენერგიის დიაპაზონით ულტრაიისფერიდან გამა გამოსხივებამდე, რომელიც შეესაბამება ტალღის სიგრძის დიაპაზონს 10−4-დან 10² Å-მდე (10−14-დან 10−8 მ-მდე).
ხილული სინათლის მსგავსად, რენტგენის სხივები იწვევს ფოტოგრაფიული ფილმის გაშავებას. ამ ქონებას დიდი მნიშვნელობა აქვს მედიცინის, მრეწველობისა და სამეცნიერო კვლევებისთვის. რენტგენის გამოსხივება შესწავლილი ობიექტის გავლით და შემდეგ ფილმზე დაცემით, ასახავს მასზე მის შიდა სტრუქტურას. ვინაიდან რენტგენის გამოსხივების შეღწევის ძალა განსხვავებულია სხვადასხვა მასალისთვის, ობიექტის ნაწილები, რომლებიც ნაკლებად გამჭვირვალეა მისთვის, უფრო ნათელ უბნებს აძლევს ფოტოზე, ვიდრე ის, რომლითაც რადიაცია კარგად აღწევს. ამრიგად, ძვლოვანი ქსოვილები ნაკლებად გამჭვირვალეა რენტგენის მიმართ, ვიდრე ქსოვილები, რომლებიც ქმნიან კანს და შინაგან ორგანოებს. ამიტომ, რენტგენოგრამაზე, ძვლები იქნება მითითებული, როგორც უფრო მსუბუქი ადგილები და მოტეხილობის ადგილი, რომელიც უფრო გამჭვირვალეა რადიაციისთვის, საკმაოდ მარტივად შეიძლება გამოვლინდეს. რენტგენის გამოსახულება ასევე გამოიყენება სტომატოლოგიაში კარიესის და აბსცესების აღმოსაჩენად კბილების ფესვებში, ასევე მრეწველობაში ბზარების აღმოსაჩენად კასტინგებში, პლასტმასებსა და რეზინებში.
რენტგენის სხივები გამოიყენება ქიმიაში ნაერთების გასაანალიზებლად და ფიზიკაში კრისტალების სტრუქტურის შესასწავლად. ქიმიურ ნაერთში გამავალი რენტგენის სხივი იწვევს დამახასიათებელ მეორად გამოსხივებას, რომლის სპექტროსკოპიული ანალიზი საშუალებას აძლევს ქიმიკოსს განსაზღვროს ნაერთის შემადგენლობა. კრისტალურ ნივთიერებაზე დაცემისას, რენტგენის სხივი იფანტება კრისტალის ატომებით, რაც იძლევა ლაქების და ზოლების მკაფიო, რეგულარულ ნიმუშს ფოტოგრაფიულ ფირფიტაზე, რაც შესაძლებელს ხდის ბროლის შიდა სტრუქტურის დადგენას.
რენტგენის სხივების გამოყენება კიბოს მკურნალობაში ეფუძნება იმ ფაქტს, რომ ის კლავს კიბოს უჯრედებს. თუმცა, მას ასევე შეიძლება ჰქონდეს არასასურველი ეფექტი ნორმალურ უჯრედებზე. ამიტომ, რენტგენის ამ გამოყენებისას განსაკუთრებული სიფრთხილეა საჭირო.
თავი I. რენტგენის სხივების აღმოჩენა
რენტგენის სხივების აღმოჩენა ვილჰელმ კონრად რენტგენს მიეწერება. მან პირველმა გამოაქვეყნა სტატია რენტგენის შესახებ, რომელსაც უწოდა რენტგენი (რენტგენი). რენტგენის სტატია სათაურით "ახალი ტიპის სხივების შესახებ" გამოქვეყნდა 1895 წლის 28 დეკემბერს ვიურცბურგის ფიზიკო-სამედიცინო საზოგადოების ჟურნალში. თუმცა, დადასტურებულად ითვლება, რომ რენტგენის სხივები ადრეც იყო მიღებული. კათოდური სხივის მილი, რომელიც რენტგენმა გამოიყენა თავის ექსპერიმენტებში, შეიმუშავეს ჯ. ჰიტტორფმა და ვ. კრუკსმა. ეს მილი გამოიმუშავებს რენტგენის სხივებს. ეს აჩვენა კრუკსის ექსპერიმენტებში და 1892 წლიდან ჰაინრიხ ჰერცისა და მისი მოსწავლის ფილიპ ლენარდის ექსპერიმენტებში ფოტოგრაფიული ფირფიტების გაშავების გზით. თუმცა, არცერთ მათგანს არ ესმოდა მათი აღმოჩენის მნიშვნელობა და არ გამოაქვეყნა შედეგები. ასევე, ნიკოლა ტესლამ, 1897 წლიდან დაწყებული, ექსპერიმენტები ჩაატარა კათოდური სხივების მილებით, მიიღო რენტგენის სხივები, მაგრამ არ გამოაქვეყნა თავისი შედეგები.
ამ მიზეზით, რენტგენმა არ იცოდა მანამდე გაკეთებული აღმოჩენების შესახებ და დამოუკიდებლად აღმოაჩინა სხივები, რომლებსაც მოგვიანებით მისი სახელი ეწოდა - კათოდური სხივის მილის მუშაობის დროს წარმოქმნილ ფლუორესცენციაზე დაკვირვებისას. რენტგენმა შეისწავლა რენტგენის სხივები ერთ წელზე ცოტა მეტი ხნის განმავლობაში (1895 წლის 8 ნოემბრიდან 1897 წლის მარტამდე) და გამოაქვეყნა მხოლოდ სამი შედარებით მცირე სტატია მათ შესახებ, მაგრამ მათ წარმოადგინეს ახალი სხივების ისეთი ამომწურავი აღწერა, რომ მისი მიმდევრების ასობით ნაშრომი. შემდეგ გამოქვეყნდა 12 წლის განმავლობაში, ვერც ვერაფერი დაამატა და ვერც შეცვალა მნიშვნელოვანი. რენტგენმა, რომელმაც რენტგენის მიმართ ინტერესი დაკარგა, კოლეგებს უთხრა: „უკვე დავწერე ყველაფერი, ნუ დაკარგავთ დროს“. რენტგენის პოპულარობას ასევე შეუწყო ხელი მისი მეუღლის ხელის ცნობილ ფოტოს, რომელიც მან გამოაქვეყნა თავის სტატიაში (იხ. სურათი მარჯვნივ). ასეთმა პოპულარობამ რენტგენს 1901 წელს პირველი ნობელის პრემია მოუტანა ფიზიკაში და ნობელის კომიტეტმა ხაზი გაუსვა მისი აღმოჩენის პრაქტიკულ მნიშვნელობას. 1896 წელს პირველად გამოიყენეს სახელი "რენტგენი". ზოგიერთ ქვეყანაში ძველი სახელი რჩება - რენტგენი. რუსეთში სხივებს "რენტგენის" დარქმევა სტუდენტის ვ.კ. რენტგენი - აბრამ ფედოროვიჩ იოფე.
პოზიცია ელექტრომაგნიტური ტალღების მასშტაბზე
რენტგენისა და გამა-სხივების ენერგეტიკული დიაპაზონი ემთხვევა ენერგეტიკულ ფართო დიაპაზონში. გამოსხივების ორივე ტიპი ელექტრომაგნიტური გამოსხივებაა და იგივე ფოტონის ენერგიის ექვივალენტურია. ტერმინოლოგიური განსხვავება მდგომარეობს გაჩენის მეთოდში - რენტგენის სხივები გამოიყოფა ელექტრონების მონაწილეობით (ატომებში ან თავისუფალში), ხოლო გამა გამოსხივება გამოიყოფა ატომური ბირთვების დეაგზნების პროცესებში. რენტგენის ფოტონებს აქვთ ენერგია 100 ევ-დან 250 კევ-მდე, რაც შეესაბამება გამოსხივებას 3 1016 ჰც-დან 6 1019 ჰც-მდე სიხშირით და ტალღის სიგრძით 0,005 - 10 ნმ (არ არსებობს X-ის ქვედა ზღვრის ზოგადად მიღებული განმარტება. -სხივების დიაპაზონი ტალღის სიგრძის მასშტაბში). რბილი რენტგენი ხასიათდება ყველაზე დაბალი ფოტონის ენერგიით და გამოსხივების სიხშირით (და ყველაზე გრძელი ტალღის სიგრძით), ხოლო მძიმე რენტგენს აქვს ყველაზე მაღალი ფოტონის ენერგია და გამოსხივების სიხშირე (და უმოკლეს ტალღის სიგრძე).
(მისი ცოლის ხელის რენტგენის ფოტო (რენტგენოგრამა), გადაღებული V.K. Roentgen-ის მიერ)
)ქვითარი
რენტგენის სხივები წარმოიქმნება დამუხტული ნაწილაკების (ძირითადად ელექტრონების) ძლიერი აჩქარებით ან ატომების ან მოლეკულების ელექტრონულ გარსებში მაღალი ენერგიის გადასვლებით. ორივე ეფექტი გამოიყენება რენტგენის მილებში, რომლებშიც ცხელი კათოდის მიერ გამოსხივებული ელექტრონები აჩქარებულია (რენტგენის სხივები არ გამოიყოფა, რადგან აჩქარება ძალიან დაბალია) და ურტყამს ანოდს, სადაც მკვეთრად ნელდება (ამ შემთხვევაში, გამოიყოფა რენტგენის სხივები: ე.წ. bremsstrahlung) და ამავდროულად აკუტებს ელექტრონებს იმ ლითონის ატომების შიდა ელექტრონული გარსებიდან, საიდანაც მზადდება ანოდი. გარსებში ცარიელ ადგილს იკავებს ატომის სხვა ელექტრონები. ამ შემთხვევაში, რენტგენის გამოსხივება გამოიყოფა ანოდის მასალისთვის დამახასიათებელი გარკვეული ენერგიით (მახასიათებელი გამოსხივება, სიხშირეები განისაზღვრება მოსელის კანონით:
,სადაც Z არის ანოდის ელემენტის ატომური რიცხვი, A და B არის მუდმივები ელექტრონული გარსის ძირითადი კვანტური რიცხვის n გარკვეული მნიშვნელობისთვის). ამჟამად ანოდები ძირითადად კერამიკისგან მზადდება, ნაწილი კი, სადაც ელექტრონები მოხვდება, მოლიბდენისგან. აჩქარება-შენელების პროცესში ელექტრონის კინეტიკური ენერგიის მხოლოდ 1% მიდის რენტგენის სხივებზე, ენერგიის 99% გარდაიქმნება სითბოდ.
რენტგენის სხივების მიღება ასევე შესაძლებელია ნაწილაკების ამაჩქარებლებში. ე. წ. სინქროტრონის გამოსხივება ხდება მაშინ, როდესაც ნაწილაკების სხივი გადახრილია მაგნიტურ ველში, რის შედეგადაც ისინი განიცდიან აჩქარებას მათი მოძრაობის პერპენდიკულარული მიმართულებით. სინქროტრონის გამოსხივებას აქვს უწყვეტი სპექტრი ზედა ზღვარით. სათანადოდ შერჩეული პარამეტრებით (მაგნიტური ველის სიდიდე და ნაწილაკების ენერგია), რენტგენის სხივების მიღება შესაძლებელია სინქროტრონის გამოსხივების სპექტრშიც.
რენტგენის მილის სქემატური წარმოდგენა. X - რენტგენის სხივები, K - კათოდი, A - ანოდი (ზოგჯერ ანტიკათოდს უწოდებენ), C - გამათბობელი, Uh - კათოდური ძაფის ძაბვა, Ua - აჩქარებული ძაბვა, Win - წყლის გაგრილების შესასვლელი, Wout - წყლის გაგრილების გამოსასვლელი (იხ. x- სხივური მილი).
ურთიერთქმედება მატერიასთან
თითქმის ნებისმიერი ნივთიერების რეფრაქციული ინდექსი რენტგენისთვის ოდნავ განსხვავდება ერთიანობისგან. ამის შედეგია ის, რომ არ არსებობს მასალა, საიდანაც რენტგენის ლინზა შეიძლება დამზადდეს. გარდა ამისა, როდესაც რენტგენის სხივები ზედაპირზე პერპენდიკულურად ეცემა, ისინი თითქმის არ აირეკლება. ამის მიუხედავად, რენტგენის ოპტიკაში ნაპოვნი იქნა რენტგენის სხივებისთვის ოპტიკური ელემენტების აგების მეთოდები.
რენტგენის სხივებს შეუძლიათ შეაღწიონ მატერიაში და სხვადასხვა ნივთიერებები განსხვავებულად შთანთქავენ მათ. რენტგენის სხივების შთანთქმა მათი ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებაა რენტგენის ფოტოგრაფიაში. რენტგენის სხივების ინტენსივობა ექსპონენტურად მცირდება შთანთქმის შრეში გავლილი გზის მიხედვით (I = I0e-kd, სადაც d არის ფენის სისქე, კოეფიციენტი k პროპორციულია Z3λ3, Z არის ელემენტის ატომური ნომერი, λ არის ტალღის სიგრძე).
აბსორბცია ხდება ფოტოაბსორბციის და კომპტონის გაფანტვის შედეგად:
ფოტოაბსორბცია გაგებულია, როგორც ატომის გარსიდან ელექტრონის ფოტონის მიერ გამოდევნის პროცესი, რაც მოითხოვს, რომ ფოტონის ენერგია იყოს გარკვეულ მინიმალურ მნიშვნელობაზე მეტი. თუ გავითვალისწინებთ შთანთქმის მოქმედების ალბათობას ფოტონის ენერგიაზე დამოკიდებულებით, მაშინ როდესაც გარკვეული ენერგია მიიღწევა, ის (ალბათობა) მკვეთრად იზრდება მაქსიმალურ მნიშვნელობამდე. უფრო მაღალი ენერგიებისთვის, ალბათობა მუდმივად მცირდება. ამ დამოკიდებულების გამო, ამბობენ, რომ არსებობს შთანთქმის ზღვარი. აბსორბციის აქტის დროს ნოკაუტირებული ელექტრონის ადგილს სხვა ელექტრონი იკავებს, ხოლო ფოტონის დაბალი ენერგიის მქონე გამოსხივება გამოიყოფა, ე.წ. ფლუორესცენციის პროცესი.
რენტგენის გამოსხივება დიდ როლს თამაშობს თანამედროვე მედიცინაში, რენტგენის აღმოჩენის ისტორია მე-19 საუკუნიდან იწყება.
რენტგენის სხივები არის ელექტრომაგნიტური ტალღები, რომლებიც წარმოიქმნება ელექტრონების მონაწილეობით. დამუხტული ნაწილაკების ძლიერი აჩქარებით იქმნება ხელოვნური რენტგენის სხივები. იგი გადის სპეციალური აღჭურვილობის მეშვეობით:
- ნაწილაკების ამაჩქარებლები.
აღმოჩენის ისტორია
ეს სხივები 1895 წელს გამოიგონა გერმანელმა მეცნიერმა რენტგენმა: კათოდური სხივის მილთან მუშაობისას მან აღმოაჩინა ბარიუმის პლატინის ციანიდის ფლუორესცენციული ეფექტი. შემდეგ იყო ასეთი სხივების აღწერა და მათი საოცარი უნარი შეაღწიონ სხეულის ქსოვილებში. სხივებს ეწოდა რენტგენის სხივები (რენტგენი). მოგვიანებით რუსეთში მათ დაიწყეს რენტგენის დარქმევა.
რენტგენს შეუძლია შეაღწიოს კედლებშიც კი. ასე რომ, რენტგენი მიხვდა, რომ მან უდიდესი აღმოჩენა გააკეთა მედიცინის სფეროში. სწორედ ამ დროიდან დაიწყო მეცნიერებაში ცალკეული განყოფილებების ჩამოყალიბება, როგორიცაა რადიოლოგია და რადიოლოგია.
სხივებს შეუძლიათ შეაღწიონ რბილ ქსოვილებში, მაგრამ დაგვიანებულია, მათი სიგრძე განისაზღვრება მყარი ზედაპირის დაბრკოლებით. ადამიანის სხეულის რბილი ქსოვილები არის კანი, ხოლო მძიმე ქსოვილები არის ძვლები. 1901 წელს მეცნიერს მიენიჭა ნობელის პრემია.
თუმცა ვილჰელმ კონრად რენტგენის აღმოჩენამდეც სხვა მეცნიერებიც დაინტერესდნენ მსგავსი თემით. 1853 წელს ფრანგმა ფიზიკოსმა ანტუან-ფილიბერ მეისონმა შეისწავლა მაღალი ძაბვის გამონადენი ელექტროდებს შორის მინის მილში. მასში შემავალმა გაზმა დაბალ წნევაზე დაიწყო მოწითალო ბზინვარების გამოსხივება. მილიდან ჭარბი აირის ამოტუმბვამ განაპირობა ბზინვარების დაშლა ცალკეული მანათობელი ფენების რთულ თანმიმდევრობამდე, რომლის შეფერილობაც აირის რაოდენობაზე იყო დამოკიდებული.
1878 წელს უილიამ კრუკსმა (ინგლისელმა ფიზიკოსმა) თქვა, რომ ფლუორესცენცია ხდება მილის შუშის ზედაპირზე სხივების ზემოქმედების გამო. მაგრამ ყველა ეს კვლევა არსად გამოქვეყნებულა, ამიტომ რენტგენმა არ იცოდა ასეთი აღმოჩენების შესახებ. 1895 წელს მისი აღმოჩენების გამოქვეყნების შემდეგ სამეცნიერო ჟურნალში, სადაც მეცნიერი წერდა, რომ ყველა სხეული გამჭვირვალეა ამ სხივებისთვის, თუმცა ძალიან განსხვავებული ხარისხით, სხვა მეცნიერები დაინტერესდნენ მსგავსი ექსპერიმენტებით. მათ დაადასტურეს რენტგენის გამოგონება და დაიწყო რენტგენის შემდგომი განვითარება და გაუმჯობესება.
თავად ვილჰელმ რენტგენმა გამოაქვეყნა კიდევ ორი სამეცნიერო ნაშრომი რენტგენის თემაზე 1896 და 1897 წლებში, რის შემდეგაც მან სხვა საქმიანობა დაიწყო. ამრიგად, რამდენიმე მეცნიერმა გამოიგონა, მაგრამ სწორედ რენტგენმა გამოაქვეყნა სამეცნიერო ნაშრომები ამ თემაზე.
გამოსახულების პრინციპები
ამ გამოსხივების თავისებურებები განისაზღვრება მათი გარეგნობის ბუნებით. რადიაცია წარმოიქმნება ელექტრომაგნიტური ტალღის გამო. მისი ძირითადი თვისებები მოიცავს:
- ანარეკლი. თუ ტალღა ზედაპირზე პერპენდიკულარულად მოხვდება, ის არ აირეკლება. ზოგიერთ სიტუაციაში, ალმასს აქვს ასახვის თვისება.
- ქსოვილში შეღწევის უნარი. გარდა ამისა, სხივებს შეუძლიათ გაიარონ მასალების გაუმჭვირვალე ზედაპირები, როგორიცაა ხე, ქაღალდი და მსგავსი.
- შთანთქმის უნარი. აბსორბცია დამოკიდებულია მასალის სიმკვრივეზე: რაც უფრო მკვრივია, მით მეტ რენტგენის სხივები შთანთქავს მას.
- ზოგიერთი ნივთიერება ფლუორესცირდება, ანუ ანათებს. როგორც კი რადიაცია ჩერდება, სიკაშკაშეც ქრება. თუ სხივების მოქმედების შეწყვეტის შემდეგ გაგრძელდა, მაშინ ამ ეფექტს ფოსფორესცენცია ეწოდება.
- რენტგენს შეუძლია გაანათოს ფოტოფილმი, ისევე როგორც ხილული შუქი.
- თუ სხივი გავიდა ჰაერში, მაშინ იონიზაცია ხდება ატმოსფეროში. ამ მდგომარეობას ეწოდება ელექტროგამტარი და ის განისაზღვრება დოზიმეტრის გამოყენებით, რომელიც ადგენს რადიაციის დოზის სიჩქარეს.
რადიაცია - ზიანი და სარგებელი
როდესაც აღმოჩენა გაკეთდა, ფიზიკოსი რენტგენი ვერც კი წარმოიდგენდა, რამდენად საშიში იყო მისი გამოგონება. ძველ დროში ყველა მოწყობილობა, რომელიც გამოსხივებას აწარმოებდა, შორს იყო სრულყოფისაგან და შედეგად მიიღეს გამოსხივებული სხივების დიდი დოზები. ხალხს არ ესმოდა ასეთი რადიაციის საშიშროება. მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთმა მეცნიერმა მაშინაც წამოაყენა ვერსიები რენტგენის სხივების საშიშროების შესახებ.
რენტგენი, რომელიც აღწევს ქსოვილებში, ახდენს მათზე ბიოლოგიურ გავლენას. რადიაციის დოზის საზომი ერთეულია რენტგენი საათში. ძირითადი გავლენა არის მაიონებელი ატომები, რომლებიც ქსოვილების შიგნით არიან. ეს სხივები პირდაპირ მოქმედებს ცოცხალი უჯრედის დნმ-ის სტრუქტურაზე. უკონტროლო რადიაციის შედეგები მოიცავს:
- უჯრედის მუტაცია;
- სიმსივნეების გამოჩენა;
- რადიაციული დამწვრობა;
- რადიაციული ავადმყოფობა.
რენტგენოლოგიური გამოკვლევის უკუჩვენებები:
- პაციენტები კრიტიკულ მდგომარეობაში არიან.
- ორსულობის პერიოდი ნაყოფზე უარყოფითი გავლენის გამო.
- პაციენტები სისხლდენით ან ღია პნევმოთორაქსით.
როგორ მუშაობს რენტგენი და სად გამოიყენება
- მედიცინაში. რენტგენის დიაგნოსტიკა გამოიყენება გამჭვირვალე ცოცხალი ქსოვილებისთვის, რათა გამოვლინდეს გარკვეული დარღვევები ორგანიზმში. სიმსივნური წარმონაქმნების აღმოსაფხვრელად ტარდება რენტგენოთერაპია.
- მეცნიერებაში. ვლინდება ნივთიერებების სტრუქტურა და რენტგენის ბუნება. ამ საკითხებს განიხილავს ისეთი მეცნიერებები, როგორიცაა ქიმია, ბიოქიმია, კრისტალოგრაფია.
- ინდუსტრიაში. ლითონის პროდუქტებში დარღვევების აღმოსაჩენად.
- მოსახლეობის უსაფრთხოებისთვის. რენტგენის სხივები დამონტაჟებულია აეროპორტებსა და სხვა საზოგადოებრივ ადგილებში ბარგის სკანირებისთვის.
რენტგენის გამოსხივების სამედიცინო გამოყენება. რენტგენი ფართოდ გამოიყენება მედიცინასა და სტომატოლოგიაში შემდეგი მიზნებისთვის:
- დაავადებების დიაგნოსტიკისთვის.
- მეტაბოლური პროცესების მონიტორინგისთვის.
- მრავალი დაავადების სამკურნალოდ.
რენტგენის გამოყენება სამედიცინო მიზნებისთვის
ძვლის მოტეხილობების გამოვლენის გარდა, რენტგენი ფართოდ გამოიყენება სამედიცინო მიზნებისთვის. რენტგენის სპეციალიზებული გამოყენება შემდეგი მიზნების მისაღწევად:
- კიბოს უჯრედების განადგურება.
- სიმსივნის ზომის შესამცირებლად.
- ტკივილის შესამცირებლად.
მაგალითად, რადიოაქტიური იოდი, რომელიც გამოიყენება ენდოკრინოლოგიურ დაავადებებში, აქტიურად გამოიყენება ფარისებრი ჯირკვლის კიბოს დროს, რითაც ბევრ ადამიანს ეხმარება ამ საშინელი დაავადებისგან თავის დაღწევაში. ამჟამად კომპლექსური დაავადებების დიაგნოსტიკისთვის რენტგენი უერთდება კომპიუტერებს, რის შედეგადაც ჩნდება კვლევის უახლესი მეთოდები, როგორიცაა კომპიუტერული ღერძული ტომოგრაფია.
ასეთი სკანირება ექიმებს აძლევს ფერად სურათებს, რომლებიც აჩვენებენ ადამიანის შინაგან ორგანოებს. შინაგანი ორგანოების მუშაობის გამოსავლენად საკმარისია გამოსხივების მცირე დოზა. რენტგენი ასევე ფართოდ გამოიყენება ფიზიოთერაპიაში.
რენტგენის ძირითადი თვისებები
- შეღწევადობის უნარი. ყველა სხეული გამჭვირვალეა რენტგენისთვის და გამჭვირვალობის ხარისხი დამოკიდებულია სხეულის სისქეზე. სწორედ ამ თვისების გამო დაიწყო სხივის გამოყენება მედიცინაში ორგანოების ფუნქციონირების, მოტეხილობებისა და უცხო სხეულების არსებობის სხეულში გამოსავლენად.
- მათ შეუძლიათ გამოიწვიონ ზოგიერთი ობიექტის ბზინვარება. მაგალითად, თუ ბარიუმი და პლატინა დაიტანება მუყაოზე, მაშინ სხივის სკანირების გავლის შემდეგ ის მომწვანო-მოყვითალო ანათებს. თუ თქვენს ხელს მოათავსებთ რენტგენის მილსა და ეკრანს შორის, მაშინ სინათლე უფრო მეტად შეაღწევს ძვალში, ვიდრე ქსოვილში, ასე რომ, ძვლოვანი ქსოვილი ყველაზე ნათლად ანათებს ეკრანს, ხოლო კუნთოვანი ქსოვილი ნაკლებად კაშკაშა.
- მოქმედება ფილმზე. რენტგენის სხივებს შეუძლიათ, სინათლის მსგავსად, დააბნელონ ფილმი, რაც შესაძლებელს ხდის გადაიღოს ჩრდილოვანი მხარე, რომელიც მიიღება ობიექტების რენტგენის სხივებით შესწავლისას.
- რენტგენის სხივებს შეუძლიათ აირები იონიზაცია მოახდინონ. ეს შესაძლებელს ხდის არა მხოლოდ სხივების პოვნას, არამედ მათი ინტენსივობის გამოვლენას გაზში იონიზაციის დენის გაზომვით.
- მათ აქვთ ბიოქიმიური მოქმედება ცოცხალი არსებების სხეულზე. ამ თვისების წყალობით რენტგენმა იპოვა თავისი ფართო გამოყენება მედიცინაში: მათ შეუძლიათ როგორც კანის, ასევე შინაგანი ორგანოების დაავადებების მკურნალობა. ამ შემთხვევაში შეირჩევა რადიაციის სასურველი დოზა და სხივების ხანგრძლივობა. ასეთი მკურნალობის ხანგრძლივი და გადაჭარბებული გამოყენება ძალზე საზიანო და საზიანოა ორგანიზმისთვის.
რენტგენის გამოყენების შედეგი იყო მრავალი ადამიანის სიცოცხლის გადარჩენა. რენტგენი ეხმარება არა მხოლოდ დაავადების დროულად დიაგნოსტირებას, მკურნალობის მეთოდები რადიაციული თერაპიის გამოყენებით ათავისუფლებს პაციენტებს სხვადასხვა პათოლოგიისგან, ფარისებრი ჯირკვლის ჰიპერფუნქციიდან ძვლის ქსოვილის ავთვისებიან სიმსივნემდე.
რენტგენის გამოსხივების მოქმედება ნივთიერებაზე განისაზღვრება რენტგენის ფოტონის ატომებისა და ნივთიერების მოლეკულების ელექტრონებთან ურთიერთქმედების პირველადი პროცესებით.
3. რენტგენის კომპიუტერული ტომოგრაფია.
რენტგენოლოგიური კომპიუტერული ტომოგრაფიის მეთოდი ემყარება პაციენტის სხეულის გარკვეული მონაკვეთის გამოსახულების რეკონსტრუქციას ამ განყოფილების დიდი რაოდენობით რენტგენის პროექციების ჩაწერით, გაკეთებული სხვადასხვა კუთხით (ნახ. 5). . ინფორმაცია სენსორებიდან, რომლებიც აღრიცხავენ ამ პროგნოზებს, შედის კომპიუტერში, რომელიც სპეციალური პროგრამის მიხედვით, ითვლისგანაწილება ნიმუშის სიმკვრივეგამოკვლეულ განყოფილებაში და აჩვენებს მას ჩვენების ეკრანზე. ამ გზით მიღებული პაციენტის სხეულის მონაკვეთის გამოსახულება ხასიათდება შესანიშნავი სიცხადით და მაღალი ინფორმაციის შემცველობით. პროგრამა საშუალებას გაძლევთ გამოსახულების კონტრასტის გაზრდაათობით ან თუნდაც ასჯერ. ეს აფართოებს მეთოდის დიაგნოსტიკურ შესაძლებლობებს.
ბრინჯი. სურ. 5. შესასწავლი ორგანოს მონაკვეთის რენტგენის ტრანსილუმინაციის სქემა (პუნქტი 1 და წერტილი 2 - რენტგენის წყაროს ზედიზედ ორი პოზიცია)
4. ფლუოროგრაფიითდიდი ეკრანიდან გამოსახულება ჩაწერილია მგრძნობიარე მცირე ფორმატის ფილმზე (ნახ. 6). ანალიზის დროს გამოსახულებები განიხილება სპეციალურ გამადიდებელზე.
ეს მეთოდი გამოიყენება მოსახლეობის მასობრივი გამოკითხვისთვის. ამ შემთხვევაში, პაციენტზე რადიაციული დატვირთვა გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე ჩვეულებრივი ფლუოროსკოპიით.
რენტგენოთერაპია- რენტგენის გამოყენება ავთვისებიანი სიმსივნეების განადგურების მიზნით.
რადიაციის ბიოლოგიური ეფექტი არის სწრაფად გამრავლებული სიმსივნური უჯრედების სასიცოცხლო აქტივობის დარღვევა. ამ შემთხვევაში R - ფოტონების ენერგია არის 150-200 კევ.
ვიზიოგრაფები (მოწყობილობები ციფრული რენტგენის გამოსახულების დამუშავებით) თანამედროვე სტომატოლოგიაში
სტომატოლოგიაში რენტგენოლოგიური გამოკვლევა არის მთავარი დიაგნოსტიკური მეთოდი. თუმცა, რიგი ტრადიციული ორგანიზაციული და ტექნიკური მახასიათებელი რენტგენის დიაგნოსტიკას არც ისე კომფორტულს ხდის როგორც პაციენტისთვის, ასევე სტომატოლოგიური კლინიკებისთვის. ეს არის, უპირველეს ყოვლისა, პაციენტის შეხების აუცილებლობა მაიონებელ გამოსხივებასთან, რომელიც ხშირად ქმნის მნიშვნელოვან რადიაციულ დატვირთვას სხეულზე, ასევე საჭიროა ფოტოპროცესის საჭიროება და, შესაბამისად, ფოტორეაგენტების, მათ შორის. ტოქსიკური პირობა. ეს არის, საბოლოოდ, მოცულობითი არქივი, მძიმე საქაღალდეები და კონვერტები რენტგენის ფილმებით.
გარდა ამისა, სტომატოლოგიის განვითარების დღევანდელი დონე არასაკმარისს ხდის ადამიანის თვალის რენტგენოგრაფიის სუბიექტურ შეფასებას. როგორც გაირკვა, რენტგენის გამოსახულებაში შემავალი ნაცრისფერი ჩრდილების მრავალფეროვნებიდან, თვალი მხოლოდ 64-ს აღიქვამს.
ცხადია, დენტო-ყბის სისტემის მყარი ქსოვილების მკაფიო და დეტალური გამოსახულების მისაღებად მინიმალური რადიაციის ზემოქმედებით, საჭიროა სხვა გადაწყვეტილებები. დღეს ძიების შედეგად შეიქმნა ე.წ.
ტექნიკური დეტალების გარეშე, ასეთი სისტემების მუშაობის პრინციპი ასეთია. რენტგენის გამოსხივება ობიექტში შედის არა ფოტომგრძნობიარე ფილაზე, არამედ სპეციალურ ინტრაორალურ სენსორზე (სპეციალური ელექტრონული მატრიცა). მატრიციდან შესაბამისი სიგნალი გადაეცემა გაციფრულ მოწყობილობას (ანალოგური ციფრულ გადამყვანს, ADC), რომელიც გარდაქმნის მას ციფრულ ფორმაში და უკავშირდება კომპიუტერს. სპეციალური პროგრამული უზრუნველყოფა აშენებს რენტგენის სურათს კომპიუტერის ეკრანზე და საშუალებას გაძლევთ დაამუშავოთ იგი, შეინახოთ იგი მყარ ან მოქნილ შესანახ საშუალებებზე (მყარ დისკზე, დისკზე), დაბეჭდოთ სურათის სახით.
ციფრულ სისტემაში რენტგენის გამოსახულება არის წერტილების კრებული, რომელიც შეესაბამება ნაცრისფერ სხვადასხვა ფერებს. პროგრამის მიერ მოწოდებული ინფორმაციის ჩვენების ოპტიმიზაცია შესაძლებელს ხდის შედარებით დაბალი გამოსხივების დოზით მიიღოთ ოპტიმალური ჩარჩო სიკაშკაშისა და კონტრასტის თვალსაზრისით.
თანამედროვე სისტემებში, რომლებიც შექმნიან, მაგალითად, Trophy (საფრანგეთი) ან Schick (აშშ), 4096 ნაცრისფერი ელფერი გამოიყენება ჩარჩოს ფორმირებისას, ექსპოზიციის დრო დამოკიდებულია კვლევის ობიექტზე და, საშუალოდ, არის მეასედი - მეათედი. მეორე, რადიაციული ექსპოზიციის შემცირება ფილმთან მიმართებაში - 90% -მდე ინტრაორალური სისტემებისთვის, 70% -მდე პანორამული ვიდეო გადამღებისთვის.
სურათების დამუშავებისას, ვიდეოგრაფები საშუალებას აძლევენ:
1. მიიღეთ პოზიტიური და ნეგატიური სურათები, ცრუ ფერადი სურათები, რელიეფური სურათები.
2. გაზარდეთ კონტრასტი და გაზარდეთ გამოსახულების საინტერესო ნაწილი.
3. კბილის ქსოვილებისა და ძვლოვანი სტრუქტურების სიმკვრივის ცვლილების შეფასება, არხების შევსების ერთგვაროვნების კონტროლი.
4. ენდოდონტიაში განსაზღვრეთ ნებისმიერი გამრუდების არხის სიგრძე, ხოლო ქირურგიაში შეარჩიეთ იმპლანტის ზომა 0,1 მმ სიზუსტით.
კარიესის უნიკალური დეტექტორის სისტემა ხელოვნური ინტელექტის ელემენტებით გამოსახულების ანალიზის დროს საშუალებას გაძლევთ აღმოაჩინოთ კარიესი შეღებვის ეტაპზე, ფესვის კარიესი და ფარული კარიესი.
Პობლემების მოგვარება:
1. რამდენჯერ არის რენტგენის bremsstrahlung კვანტის მაქსიმალური ენერგია, რომელიც წარმოიქმნება მილის 80 კვ ძაბვის დროს, ვიდრე 500 ნმ ტალღის სიგრძის მწვანე სინათლის შესაბამისი ფოტონის ენერგია?
2. განსაზღვრეთ გამოსხივების სპექტრის მინიმალური ტალღის სიგრძე, რომელიც წარმოიქმნება შენელებით ბეტატრონში აჩქარებული ელექტრონების სამიზნეზე 60 მევ ენერგიამდე.
3. მონოქრომატული რენტგენის გამოსხივების ნახევრად შესუსტების ფენა ზოგიერთ ნივთიერებაში არის 10 მმ. იპოვეთ ამ გამოსხივების შესუსტება მოცემულ ნივთიერებაში.
[*] Φ l - ტალღის სიგრძის ვიწრო დიაპაზონში გამოსხივებული ენერგიის თანაფარდობა 1 წმ. ამ ინტერვალის სიგანეზე
* "F" ფორმულაში (4) ეხება გამოსხივებული ტალღის სიგრძის მთელ დიაპაზონს და ხშირად მოიხსენიება როგორც "ინტეგრარული ენერგიის ნაკადი".
