Большая советская энциклопедия

РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ

РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ,рентгеновское излучение, электромагнитное ионизирующее излучение, занимающее спектральную область между гамма- и ультрафиолетовым излучением в пределах длин волн от 10-4до 103А (от 10-12до 10-5см).Р. л. с длиной волны Л<2А условно наз. жёсткими, с Л>2 А - мягкими. Р. л. открыты в 1895 В. К.Рентгеноми названы им Х-лучами (этот термин применяется во многих странах). В течение 1895-97 Рентген исследовал свойства Р. л. и создал первые рентгеновские трубки. Он обнаружил, что жёсткие Р. л. проникают через различные материалы и мягкие ткани человеческого тела (это свойство Р. л. быстро нашло применение в медицине). Открытие Р. л. привлекло внимание учёных всего мира, и уже в 1896 было опубликовано св. 1000 работ по исследованиям и применениям Р. л. Электромагнитная природа Р. л. была предсказана Дж.Стоксом яэкспериментально подтверждена Ч.Баркла,открывшим их поляризацию. В 1912 нем. физики М.Лауэ,В. Фридрих и П. Книппинг обнаружили дифракцию Р. л. на атомной решётке кристаллов (см.Дифракция рентгеновских лучей).В 1913 Г. В.Вулъфи независимо от него У. Л.Брэггнашли простую зависимость между углом дифракции, длиной волны Р. л. и расстоянием между соседними параллельными атомными плоскостями кристалла (см.Брэгга - Вулъфа условие).Эти работы послужили основой для рентгеновского структурного анализа. В 20-х гг. началось применение рентгеновских спектров для элементного анализа материалов, а в 30-х гг.- к исследованию электронной энергетич. структуры вещества. В СССР в развитии исследований и применении Р. л. большую роль сыгралФизико-технический институт,основанныйА.Ф.Иоффе.

Источники Р. л.Наиболее распространённый источник Р. л.-рентгеновская трубка.В качестве источников Р. л. могут служить также нек-рые радиоактивныеизотопы:одни из них непосредственно испускают Р. л., ядерные излучения других (электроны или а-частицы) бомбардируют металлич. мишень, к-рая испускает Р. л. Интенсивность рентгеновского излучения изотопных источников на неск. порядков меньше интенсивности излучения рентгеновской трубки, но габариты, вес и стоимость изотопных источников несравненно меньше, чем установки с рентгеновской трубкой.

Источниками мягких Р. л. с X порядка десятков и сотен А могут служить синхротроны и накопители электронов с энергиями в неск.Гэв.По интенсивности рентгеновское излучение синхротронов превосходит в указанной области спектра излучение рентгеновской трубки на 2-3 порядка.

Естественные источники Р. л.- Солнце и др. космич. объекты.

Свойства Р. л.В зависимости от механизма возникновения Р. л. их спектры могут быть непрерывными (тормозными) или линейчатыми (характеристическими). Непрерывный рентгеновский спектр испускают быстрые заряженные частицы в результате их торможения при взаимодействии с атомами мишени (см.Тормозное излучение);этот спектр достигает значит, интенсивности лишь при бомбардировке мишени электронами. Интенсивность тормозных Р. л. распределена по всем частотам до высокочастотной границы v0, на к-рой энергия фотонов hv0(h -Планка постоянная )равна энергииeVбомбардирующих электронов(е -заряд электрона,V -разность потенциалов ускоряющего поля, пройденная ими). Этой частоте соответствует коротковолновая граница спектра Л0= =hc/eV(с - скорость света).

Линейчатое излучение возникает после ионизации атома с выбрасыванием электрона одной из его внутренних оболочек. Такая ионизация может быть результатом столкновения атома с быстрой частицей, напр, электроном (первичные Р. л.), или поглощения атомом фотона (флуоресцентные Р. л.). Ионизованный атом оказывается в начальном квантовом состоянии на одном из высоких уровней энергии и через 10-16-10-15секпереходит в конечное состояние с меньшей энергией. При этом избыток энергии атом может испустить в виде фотона определённой частоты. Частоты линий спектра такого излучения характерны для атомов каждого элемента, поэтому линейчатый рентгеновский спектр наз. характеристическим. Зависимость частоты v линий этого спектра от атомного номераZопределяетсяМозли законом: корень изv =AZ + В,гдеАи В - величины, постоянные для каждой линии спектра.

Тормозное рентгеновское излучение, испускаемое очень тонкими мишенями, полностью поляризовано вблизи V0; с уменьшением v степень поляризации падает. Характеристич. излучение, как правило, не поляризовано.

При взаимодействии Р. л. с веществом может происходитьфотоэффект,сопровождающее его поглощение Р. л. и их рассеяние. Фотоэффект наблюдается в том случае, когда атом, поглощая рентгеновский фотон, выбрасывает один из своих внутр. электронов, после чего может совершить либо излучательный переход, испустив фотон характеристич. излучения, либо выбросить второй электрон при безызлучательном переходе (оже-электрон). Под действием Р. л. на неметаллич. кристаллы (напр., на каменную соль) в некоторых узлах атомной решётки появляются ионы с дополнительным положительным зарядом, а вблизи них оказываются избыточные электроны. Такие нарушения структуры кристаллов, называемые рентгеновскимиэкситонами,являются центрами окраски и исчезают лишь при значительном повышении темпгратуры.

При прохождении Р. л. через слой вещества толщинойхих начальная интенсивность I0уменьшается до величины I= I0e-nx, где ц - коэффициент ослабления. Ослабление I происходит за счёт двух процессов: поглощения рентгеновских фотонов веществом и изменения их направления при рассеянии. В длинноволновой области спектра преобладает поглощение Р. л., в коротковолновой - их рассеяние. Степень поглощения быстро растёт с увеличениемZи X. Напр., жёсткие Р. л. свободно проникают через слой воздуха ~ 10см;алюминиевая пластинка в 3 см толщиной ослабляет Р. л. с X = 0,027А вдвое; мягкие Р. л. значительно поглощаются в воздухе и их использование и исследование возможно лишь в вакууме или в слабо поглощающем газе (напр., Не). При поглощении Р. л. атомы вещества ионизуются.

Влияние Р. л. на живые организмы может быть полезным и вредным в зависимости от вызванной ими ионизации в тканях. Поскольку поглощение Р. л. зависит от X, интенсивность их не может служить мерой биологического действия Р. л. Количественным учётом действия Р. л. на вещество занимаетсярентгенометрия,единицей его измерения служитрентген.

Рассеяние Р. л. в области большихZи X происходит в основном без изменения X и носит назв. когерентного рассеяния, а в области малых Z и Л, как правило, X возрастает (некогерентное рассеяние). Известно 2 вида некогерентного рассеяния Р. л.- комптоновское и комбинационное. При комптоновском рассеянии, носящем характер неупругого корпуску-лярного рассеяния, за счёт частично потерянной рентгеновским фотоном энергии из оболочки атома вылетает электрон отдачи (см.Комптона эффект).При этом уменьшается энергия фотона и изменяется его направление; изменение X зависит от угла рассеяния. При комбинационном рассеянии рентгеновского фотона высокой энергии на лёгком атоме небольшая часть его энергии тратится на ионизацию атома и меняется направление движения фотона. Изменение X таких фотонов не зависит от угла рассеяния.

Показатель преломленияпдля Р. л. отличается от 1 на очень малую величину б=1-т~10-6-10-5. Фазовая скорость Р. л. в среде больше скорости света в вакууме. Отклонение Р. л. при переходе из одной среды в другую очень мало (неск. угловых минут). При падении Р. л. из вакуума на поверхность тела под очень малым углом происходит их полное внешнее отражение.

Регистрация Р. л.Глаз человека к Р. л. не чувствителен. Р. л. регистрируют с помощью спец. рентгеновской фотоплёнки, содержащей повышенное количество AgBr. В области Л<0,5 А чувствительность этих плёнок быстро падает и может быть искусственно повышена плотно прижатым к плёнке флуоресцирующим экраном. В области Л > 5 А чувствительность обычной позитивной фотоплёнки достаточно велика, а её зёрна значительно меньше зёрен рентгеновской плёнки, что повышает разрешение. При Л порядка десятков и сотен А Р. л. действуют только на тончайший поверхностный слой фотоэмульсии; для повышения чувствительности плёнки её сенсибилизируют люминесцирующими маслами (см.Сенсибилизация).В рентгенодиагностике и дефектоскопии для регистрации Р. л. иногда применяютэлектрофотографию(электрорентгенографию).

Р. л. больших интенсивностей можно регистрировать с помощьюионизационной камеры,Р. л. средних и малых интенсивностей при Л < 3 А -сцинтилляционным счётчикомс кристаллом Nal (T1), при 0,5 < Л < 5 А -Гейгера - Мюллера счётчикоми отпаяннымпропорциональным счётчиком,при 1 < Л < 100 А - проточным пропорциональным счётчиком, при Л < 120 А -полупроводниковым детектором.В области очень больших Л (от десятков до 1000 А) для регистрации Р. л. могут быть использованы вторично-электронные умножители открытого типа с различными фотокатодами на входе.

Применение Р. л. Наиболее широкое применение Р. л. нашли в медицине длярентгенодиагностикиирентгенотерапии.Важное значение для многих отраслей техники имеет рентгеновскаядефектоскопия,напр, для обнаружения внутренних пороков отливок (раковин, включений шлака), трещин в рельсах, дефектов сварных швов.

Рентгеновский структурный анализпозволяет установить пространственное расположение атомов в кристаллич. решётке минералов и соединений, в неорганич. и органич. молекулах. На основе многочисленных уже расшифрованных атомных структур может быть решена и обратная задача: порентгенограммеполикристаллич. вещества, напр, легированной стали, сплава, руды, лунного грунта, может быть установлен кристаллич. состав этого вещества, т. е. выполнен фазовый анализ (см.Дебая - Шеррера метод).Многочисленными применениями Р. л. для изучения свойств твёрдых тел занимаетсярентгенография материалов.

Рентгеновская микроскопияпозволяет, напр., получить изображение клетки, микроорганизма, увидеть их внутреннее строение.Рентгеновская спектроскопияпо рентгеновским спектрам изучает распределение плотности электронных состояний по энергиям в различных веществах, исследует природу хим. связи, находит эффективный заряд ионов в твёрдых телах и молекулах.Спектральный анализ рентгеновскийпо положению и интенсивности линий характеристич. спектра позволяет установить качеств, и количеств, состав вещества и служит для экспрессного неразрушающего контроля состава материалов на металлургич. и цементных заводах, обогатительных фабриках. При автоматизации этих предприятий применяются в качестве датчиков состава вещества рентгеновские спектрометры и квантометры (см.Спектральная аппаратура рентгеновская ).

Р. л., приходящие из космоса, несут информацию о химическом составе космических тел и о физических процессах, происходящих в космосе. Исследованием космических Р. л. занимаетсярентгеновская астрономия.Мощные Р. л. используют в радиационной химии для стимулирования некоторых реакций, полимеризации материалов, крекинга органич. веществ. Р. л. применяют также для обнаружения старинной живописи, скрытой под слоем поздней росписи, в пищевой пром-сти для выявления инородных предметов, случайно попавших в пищевые продукты, в криминалистике, археологии и др.

Лит.:Б л о х и н М. А., Физика рентгеновских лучей, 2 изд., М., 1957; его же, Методы рентгено-спектральных исследований, М., 1959; Рентгеновские лучи. Сб. под ред. М. А. Блохина, пер. с нем. и англ., М., I960; X а р а д ж а Ф., Общий курс рентгенотехники, 3 изд., М.- Л., 1966; Миркин Л. И., Справочник по рентгено-структурному анализу поликристаллов, М., 1961; Вайнштейн Э. Е., Кахана М. М., Справочные таблицы по рентгеновской спектроскопии, М., 1953.М. А. Блохин.




  1. рентгеновские лучи—рентгеновское излучение электромагнитное ионизирующее излучение занимающее спектральную область между гамма и ультрафиолетовым излучением в пределах длин волн от sup до s...Большая Советская энциклопедия II
  2. рентгеновские лучи—Roentgen rays Xrays...Большой русско-английский словарь биологических терминов
  3. рентгеновские лучи—см. Рентгеновское излучениеi...Большой энциклопедический политехнический словарь
  4. рентгеновские лучи—не видимое глазом электромагнитное излучение с длинойволны нм. Проникают через некоторые непрозрачные для видимогосвета материалы. Испускаются при торможении быстрых э...Большой энциклопедический словарь II
  5. рентгеновские лучи—РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ не видимое глазом электромагнитное излучение с длиной волны нм. Проникают через некоторые непрозрачные для видимого света материалы. Испускаются при...Большой энциклопедический словарь III
  6. рентгеновские лучи—РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ не видимое глазом электромагнитное излучение с длиной волны нм. Проникают через некоторые непрозрачные для видимого света материалы. Испускаются пр...Большой Энциклопедический словарь V
  7. рентгеновские лучи—то же что рентгеновское излучение.i Синонимы икслучи рентген рентгеновы лучи...Естествознание. Энциклопедический словарь
  8. рентгеновские лучи—РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИstrong в физике ВИД ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ с намного более короткой длиной волны или более высокой частотой чем у видимого света. Образуются при о...Научно-технический энциклопедический словарь
  9. рентгеновские лучи—иначе икслучи Х лучи открытые В.К. Рентгеном в г. см.Рентгеновское излучение...Психомоторика словарь-справочник
  10. рентгеновские лучи—Roentgen rays X rays икслучи рентген рентгеновы лучи...Русско-английский политехнический словарь
  11. рентгеновские лучи—Xrays...Русско-английский психологический словарь
  12. рентгеновские лучи—Xrays X rays...Русско-английский словарь по физике
  13. рентгеновские лучи—Xray Roentgen rays Xrays...Русско-английский словарь по электронике
  14. рентгеновские лучи—xrays икслучи рентген рентгеновы лучи...Русско-английский технический словарь
  15. рентгеновские лучи—Roentgen rays...Русско-английский химический словарь
  16. рентгеновские лучи—raggi Roentgen raggi X...Русско-итальянский медицинский словарь
  17. рентгеновские лучи—raggi X Rntgen...Русско-итальянский политехнический словарь
  18. рентгеновские лучи—рентген сулелер...Русско-казахский терминологический словарь «Биология»
  19. рентгеновские лучи—rentgena stari...Русско-латышский словарь
  20. рентгеновские лучи—Rntgenstrahlen...Русско-немецкий политехнический словарь
  21. рентгеновские лучи—Rntgenlicht Rntgenstrahlen...Русско-немецкий словарь по химии и химической технологии
  22. рентгеновские лучи—Rntgenlicht Rntgenstrahlen...Русско-немецкий химический словарь
  23. рентгеновские лучи—рентенвськ промен рентенвське промння Синонимы икслучи рентген рентгеновы лучи...Русско-украинский политехнический словарь
  24. рентгеновские лучи—rayons Rntgen...Русско-французский словарь по химии
  25. рентгеновские лучи—paprsky X rentgenov paprsky rentgenov zen...Русско-чешский словарь
  26. рентгеновские лучи—РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ от собств. им. Открытые в г. особого рода хлучи невидимые глазом но проходящие чрез непрозрачные тела видимы при посредстве фотографирования. Словарь ...Словарь иностранных слов русского языка
  27. рентгеновские лучи—Хrау Рентгеновские лучи. Проникающее электромагнитное излучение происходящее в результате разгона электронов до высокой скорости и внезапной их остановкой при столкновен...Словарь металлургических терминов
  28. рентгеновские лучи—рентгеновские лучи сущ. колво синонимов икслучи рентген рентгеновы лучи Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин. . Синонимы икслучи рентген рентгеновы лучи...Словарь синонимов II
  29. рентгеновские лучи—РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ не видимое глазом электромагнитное излучение с длиной волны нм. Проникают через некоторые непрозрачные для видимого света материалы. Испускаются при...Современный энциклопедический словарь
  30. рентгеновские лучи—см. РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ. Физический энциклопедический словарь. М. Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.Синонимы икслучи рентген рентгеновы лучи...Физическая энциклопедия
  31. рентгеновские лучи—РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ не видимое глазом электромагнитное излучение с длиной волны нм. Проникают через некоторые непрозрачные для видимого света материалы. Испускаются пр...Энциклопедический словарь естествознания
  32. рентгеновские лучи—Если пропускать разряды довольно большой катушки Румкорфа через достаточно разреженную трубку Гитторфа Ленарда Крукса или иной подобный прибор и покрыть трубку плотно при...Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
  33. рентгеновские лучи—[по фамилии Рентген] лучи с длинами волн от sup см до приблизительно. Наибольшее практическое значение имеют лучи с длинами волн от до . Благодаря свойству рент...Энциклопедия Большой научной библиотеки