Rentgen spektrlari

Rentgen spektrlari – toʻlqin uzunliklarining 10~4 dan 103 A gacha sohasidagi elektromagnit nurlanishlar, yaʼni rentgen nurlanishning chiqarish va yutish spektrlari. Rentgen trubkasida hosil qilingan rentgen nurlanishi ikki xil – tormozlanish va xarakteristik rentgen nurlanishlaridan iboratligi aniqlangan. Rentgen trubkasida katod va anod orasiga qoʻyilgan tezlatuvchi elektr maydon taʼsirida tezlanish bilan harakatlanayotgan elektron atrofidagi davriy ravishda oʻzgarib turadigan elektr maydoni davriy ravishda oʻzgarib turadigan magnit maydonini yuzaga keltiradi, bu maydon oʻz navbatida yana oʻzgaruvchan elektr maydonini hosil qiladi va hokazo. Shu tariqa tezlanish bilan harakatlanayotgan elektron atrofida elektromagnit toʻlqinlar hosil boʻladi. Elektromagnit toʻlqin energiyasi fazoning har bir nuqtasida vaqt oʻtishi bilan davriy ravishda oʻzgaradi. Elektronning tormozlanishi deganda, uning atrofidagi elektr va magnit maydonlarining o ‘zgarishi tushuniladi. Elektr va magnit maydonlarining oʻzgarishi esa elektromagnit toʻlqin nurlanishini hosil qiladi. Shu nurlanish tormozlanish rentgen nurlanishidir. Tormozlanish rentgen nurlanishining spektri tutash boʻlib, u toʻlqin uzunligining minimal qiymati $\lambda _{min}$ bilan chegaralangan boʻladi. Rentgen trubkasida anod va katod orasidagi potensiallar farqining bir necha qiymatlarida (U₁=30 kV, U₂= 40 kV, U₃=50 kV) hosil boʻladigan tormozlanish rentgen nurlanishining tutash spektri rasmda keltirilgan.

Katod va anod orasidagi potensiallar farqi U=U₁ boʻlganda spektr toʻlqin uzunligining qandaydir $\lambda =\lambda _{min1}$ qiymatidan boshlanadi: katod va anod orasidagi potensiallar farqi U=U₂ boʻlganda, spektrning qisqa toʻlqinli chegarasi chap tomonga siljiydi, spektrning intensivligi esa ortadi, bu vaqtda spektr qisqa toʻlqin uzunliklar sohasida $\lambda _{min2}$ bilan chegaralangan boʻladi. U yana oshirilib U=U₃ boʻlganda spektr $\lambda _{min3}$ bilan chegaralanadi. Tormozlanish rentgen nurlanishi spektrining tutash boʻlishini va qisqa toʻlqinlar uzunliklari sohasida $\lambda _{min}$ bilan chegaralanishi quyidagicha izohlash mumkin. Katod va anod orasidagi tezlatuvchi elektr maydoni taʼsirida elektron E=eU₁energiyaga erishadi va anod materialida tormozlanib toʻxtaydi. Bunda elektron energiyasining E₂ qismi anod materialini qizdirishga sarf boʻladi. Energiyaning qolgan qismi esa tormozlanish rentgen nurlanishining energiyasi, yaʼni rentgen kvanti energiyasi sifatida ajralib chiqadi. Demak, tormozlanish rentgen nurlanishi kvantining energiyasi $h\nu =E_{1}-E_{2}$ kattalikka teng boʻladi, bunda $\nu$ – rentgen kvantining chastotasi, $\lambda$ esa uning toʻlqin uzunligi. E₂=E₁ boʻlganda elektron energiyasi faqat anodni qizdirishga sarflanadi, E₂=0 boʻlganda esa elektron energiyasi butunlay rentgen kvanti energiyasiga aylanadi. E₂ ning qiymati E₁ dan 0 gacha boʻlgan oraliqda oʻzgarishi mumkin. Elektron energiyasining anodni qizdirishga sarflanadigan qismi E₂ har xil kattalikda boʻlishi mumkinligi uchun har xil energiyali rentgen kvantlari nurlanadi.

Bu esa tormozlanish rentgen nurlanishining spektri tutash boʻlishini koʻrsatadi. Har bir nurlanish kvantining energiyasi anodga urilayotgan tez elektronlar energiyasidan katta boʻla olmaydi, yaʼni

eU=h\nu _{max}

yoki,

eU={\frac {hc}{\lambda _{min}}}

bu formulada $\lambda _{min}$ – tutash rentgen spektrining qisqa toʻlqin chegarasi, c – yorugʻlik tezligi, h – Plank doimiysi, e – elektron zaryadi, U – trubka orasidagi potensiallar farqi.

Rentgen trubkasidagi U – potensiallar farqi kilovoltlarda oʻlchansa

\lambda _{min}={\frac {hc}{eU}}={\frac {12.40}{U}}

boʻladi, oʻlchov angstremlarda keltirilgan.

Spektrning qisqa toʻlqinli chegarasi antikatod materialiga bogʻliq boʻlmaydi, balki zaryadlangan zarralarning massasi va ularni tezlatuvchi potensiallar farqiga bogʻliq boʻladi. Potensiallar farqi ortishi bilan tutash spektrni chegaralovchi toʻlqin uzunligi qisqarib boradi, bunda spektrning intensivligi ortadi.

Ingliz olimi G.Mozli nurlanuvchi elementlarning rentgen spektrlarini tadqiq qilib(1913-yil), ularning spektr chiziqlari chastotasi bilan chiziq hosil qiluvchi elementning atom tartib raqami orasidagi bogʻlanishni ifodalovchi qonunni kashf etdi.

Rentgen spektrlari rentgen spektroskopiyasi, rentgen spektr tahlili, rentgen strukturasi tahlili va boshqalarda qoʻllanadi.

Manbalar

G.Ahmedova „Atom fizikasi“
K.Krane „Introduction nuclear physics“
R.Bekjonov „Atom va yadro fizikasi“