V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
1 uprostřed.10.61'), monografie "Gravitace, černé díry a
fyzika prostoročasu". Důvodem je, jen asi elektronů pronikne dostatečně hluboko dovnitř atomů materiálu anody, slupce
L nebo kde teprve působí velké Coulombovské elektrické síly způsobující prudkou změnu rychlosti elektronů a
tím efektivní buzení tvrdého brzdného záření. závislosti impaktním faktoru jednotlivých elektronů vůči atomům
anody průběžně realizují všechny možnosti taková různá míra brzdění elektronů vyvolává směs
záření různých vlnových délek energií fotonů výsledkem spojité spektrum brzdného záření. Nejkratší vlnové délky vznikají elektronů, které pronikly úroveň slupky a
byly zabrzděny jednorázově.3. Charakteristické X-záření vzniká následkem fotoefektu vnitřních energetických
hladinách*) atomového obalu materiálu anody, nichž jsou vázané elektrony vyráženy
dopadem urychlených elektronů rentgence. Čím
hlouběji elektrony proniknou nitra atomů anody, blíže jádru, tím rychleji se
intenzívními Coulombovskými silami mění vektor jejich rychlosti tím tvrdší brzdné X-záření
je produkováno. elektrony, které opakovanými mnohonásobnými rozptyly na
vnějších elektronových slupkách atomů anody "měkce" brzdí, vysílají X-záření nízké energii.
Vlnová délka energie X-záření
Svou povahou rentgenové záření elektromagnetické vlnění krátké vlnové délky cca 10-9÷10-11m, které však
vyzařuje jako kvanta fotony energii cca 5keV-200keV ("Korpuskulárně-vlnový dualismus").3 §1.
Brzdné X-záření
Brzdné záření důsledkem zákonitostí Maxwellovy elektrodynamiky, podle nichž při každém
zrychleném pohybu elektrického náboje dochází vyzařování elektromagnetických vln viz
§1.
Pozn.
let) bylo zvykem charakterizovat X-záření vlnovou délkou starší literatuře často uváděl tzv.cz/JadRadMetody.5 "Elementární částice", část
"Urychlovače nabitých částic") lineární elektrostatický urychlovač elektronů, jejichž zdrojem žhavená
katoda, (vnitřním) terčíkem anoda, ven vychází brzdné (+charakteristické) X-záření. Duanův-Huntův
vztah λmin[nm] 1,234/U[kV] mezi napětím kilovoltech] rentgence minimální vlnovou délkou λmin
[v nanometrech] vznikajícího brzdného X-záření *). Dříve (asi 50.: Rentgenku lze považovat nejjednodušší urychlovač částic (§1. Nyní spektrum X-záření popisuje energií fotonů EX[keV], která se
u rentgenky odvozuje přímo napětí (maximální energie EXmax střední energie <EX> U/3] Duanův-
Huntův vztah ztratil důležitost.2008 12:14:48]
.1
uprostřed). Vojtěch Ullmann: Detekce aplikace ionizujícího záření
jejich kinetické energie mění brzdné elektromagnetické záření fotony X-záření.
Charakteristické X-záření
Kromě X-záření spojitým spektrem vyzařováno určité menší množství charakteristického X-záření
s čárovým spektrem (charakteristická dvojice píků Kα,Kβ), jehož energie nezávisí anodovém napětí,
ale dána materiálem anody; pro nejčastěji používaný wolfram jsou píky 59,3+67,2keV též pík
L kolem 10keV), které projevují jako "hrbolky" spojité křivce spektra (obr. Jednotlivé elektrony proniknou různě blízko jádrům materiálu anody, čímž vyzařují různé
vlnové délky, energie fotonů. Energie brzdného
záření závisí rychlosti (zrychlení), jakou dochází zabrzdění elektronů při dopadu povrch
anody.2. Tedy při zabrzdění elektronu dopadu anodu vzniká elektromagnetické záření
tím intenzívnější tvrdší, čím prudší zabrzdění (čím větší decelerace zmíněném vzorci).e elektronu náboji urychlené napětím přemění foton X-záření (odpovídá energii EXmax
a vlnové délce λmin).1).
http://astronuklfyzika.htm 49) [15. slupky (L-série), rozdíl energií vyzařuje formě fotonů
elektromagnetického záření charakteristického X-záření (srov.
Brzdné X-záření produkované rentgenkou spojité spektrum energií blízkých nule k
maximální energii dané téměř hodnotou anodového napětí obr.5 "Elektromagnetické pole.1. obr. Při přeskoku elektronů slupky uprázdněnou slupku
K (K-série), popř. Ostatní elektrony předávají svou kinetickou energii elektronům a
atomům krystalové mřížky, což vyústí teplo.", Larmorův vzorec (1.1. Účinnost tohoto procesu je
však poměrně malá jen asi celkové kinetické energie elektronů transformováno fotony X-záření, zbytek mění
v teplo.2.RNDr. Maxwellovy rovnice.3.
*) vlastně jinak zapsaný vztah h/λ mezi energií fotonu [keV] vlnovou délkou [nm] pro situaci, kdy se
veškerá kinetická energie U
