2020-01-15
824
Рентгеновское излучение имеет электромагнитную природу с малой длиной волны. Малые длины волн обусловливают способность рентгеновского излучения проходить сквозь непрозрачные объекты. Преломление рентгеновских лучей ничтожно мало: коэффициенты преломления практически не отличаются от единицы. Для рентгеновских лучей из-за малой длины волны поверхность любого тела является шереховатой, поэтому они способны испытывать только диффузное рассеяние.
Проходя сквозь вещество, рентгеновское излучение воздействует на валентные электроны вещества, вызывая их колебательное движение с той же частотой, что и у падающего рентгеновского излучения. Лучи, рассеянные электронами различных атомов кристалла, интерферируют между собой. Интерференционная картина (рентгенограмма) подчиняется закономерностям, связанным с особенностями строения кристалла, и отражает симметрию его структуры.
Проходя сквозь вещество, рентгеновские лучи вызывают фотоэффект: кванты рентгеновского излучения могут выбить электроны из внутренних электронных оболочек атома вещества (вторичное рентгеновское излучение). Рентгеновские кванты очень больших энергий (свыше 1 МэВ), пролетая около атомных ядер, вызывают появление электронно-позитронных пар.
|
|
|
На все рассмотренные процессы затрачивается энергия. Это приводит к уменьшению интенсивности первичного пучка лучей: вещество поглощает рентгеновское излучение. Закон поглощения рентгеновского излучения соответствует закону Бугера, выведенного для световой электромагнитной волны.
Пусть на вещество толщиной d падает рентгеновское излучение интенсивностью I0. Интенсивность излучения на выходе из слоя – Ц. Разобьём всё вещество на элементарные слои толщиной dx (рис. 8.7). Интенсивность излучения dI, поглощённая слоем dx, пропорциональна толщине этого слоя и падающей на этот слой интенсивности I
dI = −μIdx.
Знак минус обусловлен тем, что интенсивность при прохождении через вещество уменьшается. Величина μопределяет тип вещества и называется линейным коэффициентом поглощения. Разделим переменные и полученное выражение проинтегрируем. В пределах изменения величины х от 0 до d интенсивность изменится от I0 до Id (рис. 8.7).
Рис. 8.7.К выводу закона Бугера
Закон поглощения рентгеновского излучения соответствует закону Бугера, выведенного для световой электромагнитной волны (для света).
Чем больше коэффициент поглощения μ, тем круче идет экспоненциальная зависимость интенсивности (рис. 8.8).
Рис. 8.8. Графическая интерпретация закона Бугера
Способность вещества ослаблять рентгеновское излучение характеризуется толщиной слоя половинного поглощения t – слоя, который ослабляет интенсивность рентгеновского излучения в два раза:
