§ 64. Рентгенівське випромінювання

У 1895 р. німецький фізик В. Рентген відкрив існування електромагнітних хвиль, коротших від ультрафіолетових. Ці хвилі дістали назву рентгенівських. Одержують рентге­нівські промені за допомогою спеціальних двоелектрод-них ламп, на які подається висока напруга — порядку десятків і сотень тисяч вольт. Випромінювані розжаре­ним катодом рентгенівської трубки електрони приско­рюються потужним електричним полем між катодом і ано­дом і з великою швидкістю ударяються в анод. При цьому швидкість електрона практично миттєво зменшується до нуля, тобто сповільнення буде дуже великим. Під час такого швидкого гальмування електрона він випромінює короткі електромагнітні хвилі (віддо) —

рентгенівські промені. Оскільки електрони мають різні швидкості, то під час їх гальмування виникають рентге­нівські промені різної довжини хвилі.

Рентгенівські промені, як і ультрафіолетові та інфра­червоні, невидимі оком, але викликають свічення багатьох речовин і сильно діють на світлочутливі матеріали. Тому для їх дослідження застосовують спеціальні екрани, які світяться під дією рентгенівських променів, або фото­графування.

Рентгенівське випромінювання має велику проникну здатність відносно багатьох речовин, непрозорих для ви­димого світла. Воно порівняно вільно проникає через речо­вини, які складаються з атомів з малою атомною масою (дерево, м'язові тканини тощо), але помітно поглинається матеріалами, які складаються з атомів важких елемен­тів (наприклад, метали, кістки тощо). Тому під час прохо­дження рентгенівських променів через об'єкт з нерівно­мірним розподілом густини на розташованому за об'єктом

екрані або фотопластинці виникає тіньове зображення об'єкта (мал. 131), на якому розподіл освітленості відпові­дає розподілу густини речовини в об'єкті. М'язова тканина дає слабку тінь, а кістка — сильнішу.

Завдяки цим властивостям рентгенівських променів вони широко застосовуються в медицині для виявлення змін в організмі (рентгенодіагностика) і в техніці для ви­явлення дефектів у деталях машин (рентгенодефекто­скопія).

Рентгенівські промені використовуються також при лікуванні злоякісних пухлин. Хворі клітини і тканини організму мають підвищену чутливість до дії рентгенів­ських променів. Тому відповідною дозою рентгенівського випромінювання можна стримувати ріст і навіть руй­нувати хворі тканини організму (наприклад, злоякісні пухлини), не пошкоджуючи сусідніх здорових тканин.

? 1. Пояснити принцип збудження рентгенівських променів. 2. Які властивості рентгенівських променів? 3. Чому на рентгенівські трубки подають високу напругу в десятки і сотні тисяч вольт? 4. Де застосову­ються рентгенівські промені?

§ 65. Шкала електромагнітних хвиль

Отже, ви ознайомилися з електромагнітними хвилями різної довжини: від радіохвиль довжиною в сотні кіло­метрів до рентгенівських променів з довжинами хвиль

близько. Існують електромагнітні хвилі, ще ко-

ротші, ніж рентгенівські. Це так звані гамма-промені, випромінювані під час радіоактивного розпаду атомних ядер (з цим випромінюванням ознайомимося пізніше).

Всі відомі електромагнітні хвилі зображені на малюн­ку 132 у вигляді шкали електромагнітних хвиль у порядку зменшення їх довжини. Всі вони (радіохвилі, інфрачер­воні промені, видиме світло, ультрафіолетові, рентгенівські і гамма-промені) мають єдину електромагнітну приро­ду і поширюються зі швидкістю світла. їх властивості (особливості поширення в атмосфері, колір видимого світла, особливості поглинання інфрачервоних і ультра­фіолетових променів, фотохімічна дія світла, проникна здатність рентгенівських променів тощо) залежать від довжини хвилі (частоти).

Розподіл електромагнітних хвиль за типами в шкалі зроблено відповідно до способів їх збудження і методів реєстрації та спостереження. Межі між різними типами електромагнітного випромінювання, обрані при побудові шкали, досить умовні. Між окремими діапазонами шкали немає різкої межі. Короткохвильова частина одного діапа­зону перекриває довгохвильову частину сусіднього. Ділян­ки шкали, де діапазони хвиль різних типів перекривають одна одну, показують, що хвилі такої довжини можна дістати двома способами. Так, наприклад, хвилі довжи­ною в 1 мм можна одержати як за допомогою радіотехніч­них пристроїв (тоді їх називають радіохвилями), так і при

тепловому випромінюванні тіл (у цьому випадку гово­рять про інфрачервоне випромінювання). Зрозуміло, що фізичні властивості цих хвиль цілком однакові, оскільки вони визначаються довжиною хвилі (або частотою), а не методом збудження. Те ж саме можна сказати про одер­жання електромагнітних хвиль довжиною порядку їх можна дістати за допомогою тліючого розряду в газах (як ультрафіолетові промені) або рентгенівської трубки.

Видиме світло в частковим випадком електромагніт­них хвиль з довжиною хвиль від (фіолетове) до(червоне) і займає на шкалі електромагніт­них хвиль порівняно вузьку ділянку.

? 1. Які ви знаєте методи збудження електромагнітних хвиль і спо­соби їх реєстрації? 2. Чи залежать властивості електромагнітні»?: хвкль

від методу їх збудження? Наведіть приклади для підтверджекпя відповіді.