Слайд 1Дайындаған:Ұ.Калиева
«Қарасу орта мектебі» КММ-сі
Тақырыбы: Рентген сәулелері
Слайд 2Мақсаты:
Рентген сәулелері туралы мағлұмат беру және рентген сәулесін алу мен қолданылу
аясымен танысу.
Слайд 3ЖОСПАР:
1. Рентген сәулелерінің ашылу тарихы
2. Рентген сәулелерінің қасиеттері
3. Рентген сәулелерінің дифракциясы
4.
Рентген сәулелерінің қолданылуы
5. Рентген сәулесін алу
7. Рентген сәулелерінің спектрлері
8. Сипаттамалық рентген спектрі сызықтарының нәзік түзілі
9. Қорытынды
10. Қолданылған әдебиеттер тізімі
Слайд 4Рентген сәулелерінің ашылу тарихы
Бұл сәулелер 1895 жылы неміс физигі Вильгельм Рентген
ашқан. Рентген өзіне дейінгі көптеген ғалымдардың мән бермеген және аңғара алмағандарын байқай қойды. Осы ерекше қабілеті оның тамаша жаңалық ашуына жәрдемдесті. Ғасырдың аяғында аз қысымды газдардағы разряд физиктердің назарын аударды. Бұл жағдайларда газ-разрядтық түтіктерде өте шапшаң электрондардың ағыны туғызылған. Сол уақытта оларды катод сәулелері деп атаған. Бұл сәулелердің табиғаты сол кезде сенімді түрде тиянақтала қоймаған еді, тек бұл сәулелердің шығатын басы түтіктің катодында екені ғана мәлім болған.
Слайд 5Катод сәулелерін зерттеумен шұғылданған Рентген, фотопластина қара қағазға ораулы тұрғанына қарамастан,
разрядтық түтікшенің маныңда ағарып қалған. Осыдан кейін ол тағы бір таңқаларлық құбылысты байқады. Барийдің платина ерітіндісіне батырылған қағаз экранға разрядтық түтікщені орағанда, экран ағара бастайтыны байқалды. Оның үстіне, Рентген түтікше мен экранның арасына қолын ұстағанда экранда қолдың нобайының қылаң реңкінде сүйектердің қара көлеңкелері көрінеді. Ғалым разрядтық түтікшемен жұмыс істегенде бұрын белгісіз күшті, өтімді сәуле пайда болатынын түсінді. Ол оны Х-сәулелер деп атады. Соңынан бұл сәулелерге «рентген сәулелер» деген термин берік қалыптасты. Рентген жаңа сәуле катод сәулелерінің (шапшаң электрондар ағыны) шыны түтіктің қабырғаларына соқтығысқан орындарында пайда болатыны байқалған. Бұл орында шыны жасаудан жарық шығарған. Х-сәулелер шапшаң электрондарды кез келген кедергімен атап айтқанда металл электрондармен тежегенде пайда болатынын кейінгі тәжірибелер көрсетті.
Слайд 6В. К. Рентген жасаған өз әйелінің қолының суреті
Слайд 7Рентген сәулелерінің қасиеттері
Рентген ашқан сәулелер фотопластинаға әсер етеді, ауаның иондалуын туғызады
бірақ кез келген бір заттардан айтарлықтай шағылмайды және сынбайды.
Электромагниттік өріс олардың таралу бағытына ешқандай әсерін тигізбейді. Осыдан кейін бірден рентген сәулелері электрондардың кенет тежелуінен шығатын электромагниттік толқындар деген болжам жасалды.
Спектрді көрінетін бөлігінің жарық сәулелері мен ультракүлгін сәулелеріненөзгеше рентген сәулелерінің толқын ұзындықтары біршама кіші болады.
Кедергіге соқтығысатын электрондардың энергиясы неғұрлым көп болса, олардың толқын ұзындығы соғұрлым кіші болады.
Рентген сәулелерінің жоғары өтімділігі және басқа ерекшеліктері дәл осы толқын ұзындығының шағын болуымен байланыстырылады. Бірақ бұл гипотеза дәлелдеуді қажет етеді. Және ондай дәлелдеулер Рентген ашқаннан кейін 15 жылдан соң жасалды
Слайд 8Рентген сәулелерінің дифракциясы
Егер рентген сәулелері электромагниттік толқындар болса, онда толқынның барлық
түріне тән құбылыс – дифракция байқалуы тиіс. Алғаш рентген сәулелерін қорғасын пластиналардың өте жіңішке саңырау арқылы жіберген, бірақ дифракцияға ұқсас ешнәрсе байқалмаған.
Неміс физигі Макс Лауэ жасанды бөгеттерден сол толқындардың дифракциясын байқау үшін рентген сәулелерінің толқын ұзындығы тым қішкене болар деп жорыды. Шындығында, атомнын өлшемдерімен бірдей, өлшемдері 10 см болатын саңырау жасау мүмкін емес. Онда қалатын бір ғана мүмкіндік – кристалдарды пайдалану. Олардың реттелген құрылымы бар, олардағы жеке атомдардың ара қашықтығы шамасынын реті жөнінен атомдардың ара қашықтығы шамасынын реті жөнінен атомдардың өздерінің өлшемдеріне, яғни 10 см тең.
Слайд 9Периодты құрылымы бар кристалл, ұзындықтары атом өлшемдерімен шамалас келетін толқындардың дифракциясын
туғызатын, табиғи құрылғы болып табылады.
Міне, рентген сәулелерінің жіңішке шоғы арғы жағына фотопластина орналастырылған кристалға бағытталған. Нәтиже ең оптимистік үмітке толық сай келеді. Түзудің бойымен сәуле таратып тұрған ортадағы үлкен дақпен қоса, сонын маңайында белгілі тәртіппен орналасқан ұсақ дақтар пайда болады. Бұл ұсақ дақтардың пайда болуы кристалдың реттелген құрылымындағы рентген сәулелерінің дифракциясымен түсіндіріледі.
Дифракциялық көріністі зерттеу рентген сәулелерінің толқын ұзындығын анықтауға мүмкіндік береді. Ол ультракүлгін толқын ұзындығынан қысқа және шамасы жағынан атом өлшемдеріне тең болып шықты.
Слайд 10Рентген сәулелерінің қолданылуы
Рентген сәулелері көптеген өте маңызды практикалық қолдау тапты. Медицинада
олар аурудың диагнозын дұрыс қою үшін, сондай-ақ, рак ауруын емдеу үшін қолданылады.
Рентген сәулелерін ғылыми зерттеуледе өте кең түрде қолданылуда. Рентген сәулелері кристалдар арқылы өткендегі дифракциялық көрінісіне қарап, кеңістікте атомдардың орналасу реті – кристалдың құрылымын анықтау мүмкіндігі туады. Органикалық емес кристал заттар үшін мұны орындау онша қиын болмады. Алайда рентген – құрылымдық анализ арқылы өте күрделі органикалық қосылыстардың, белоктардың құрылысын түсіндіруге мүмкіндіктер бар. Атап айтқанда, он мыңдаған атомдардан құралған, гемоглобин молекуласынын құрылымы анықталған.
Слайд 11Бұл жетістіктерге сәулелерінің толқын ұзындықтарының шағындығы нәтижесәнде қол жетті, толқын ұзындығы
жәрдемімен дұрысында молекулалардың құрылымын көруге болатындай еді. Көру деп отырғанымыз сөзбе-сөз мағынада емес мұндағы мәселе дифракциялық көріністі анықтау, соның жәрдемімен көп еңбектеніп, оны түсіндіре отырып, атомдардың кеңістікте орналасу сипатын анықтауға болады.
Рентген сәулелерінің қолданылатын жерлерінің ішінен рентгендік дефектоскопияны – құймалардағы ақауларды, рельстердегі сызаттарды табу, пісірілген жіктердің сапасын анықтау т.б. әдісін айта кетуге болады.
Рентгендік дефектоскопия бұйымдарда қуыс немесе бөгде қосылыстар бар болса, рентген сәулелерінің жұтылуы өзгеретініне негізделген. Қазіргі кезде рентген сәулелерін шығарып алу үшін, рентген түтіктері деп аталатын құрылғылар жасалған. Олардың конструкциясын рентген жасаған алғашқы аппараттардан анағұрлым жақсы.
Слайд 12Медицинада рентген сәулелерінің қолданылуы
флюрография
рентгенография
Слайд 13РЕНТГЕН СӘУЛЕСІН АЛУ
Рентген сәулелері жылдам электрондармен қатты нысаналарды атқылаған кезде пайда
болады. Рентген сәулелерін алу үшін арнаулы рентген түтікшесі қолданылады. Түтікшенің катоды мен аноды арасындағы потенциалдар айырмасын өзгерте отырып, әлгі термоэлектрондардың жылдамдығын, демек кинетикалық энергиясын өзгертуге болады. Сөйтіп түтікшенің жұмыс істеу режимін қалауымызша өзгертіп, рентген сәулелерін әр түрлі жағдайларда қоздыруға болады.
Слайд 14Қоздырылу жағдайларына қарай рентген сәулелері 2 – ге бөлінеді:
Слайд 15
Рентген сәулелерінің спектрлері
Рентген түтікшесінің антикатодтық электрондармен атқылағанда пайда болатын рентген спектрлері
екі түрлі: тұтас және сызықтық болады. Тұтас спектрлер антикатод затында жылдам электрондар тежелген кезде пайда болады және бұлар электрондардың тежеулік сәуле шығаруынан алынады. Осы спектрлердің түрі антикатод затына тәуелді болмайды.
Рентген түтікшесіндегі кернеуді өсіргенде тұтас спектрмен қатар сызықтық спектр байқалады. Ол жеке сызықтардан тұрады және антикатод затына тәуелді. Әрбір элементтің өзіне тән сызықтық спектрі болады. Сондықтан осындай спектрлер сипаттамалық деп аталады.
Рентген түтікшесіндегі кернеудің өсуімен тұтас спектрдің қысқа толқындық шекарасы ығысады, ал сипаттамалық спектр сызықтарының орналасуы өзгермейді тек интенсивтіктері өседі.
Слайд 16Рентгендік сызыктық спектр мен оптикалық сызыктык спектр арасындағы түбірлі айырмашылыктың бірі
мынау: оптикалық жүтылу спектрлері тиісті элементтердің бас сериясының шығару сызықтарымен дәл келетін жеке сызықтардан тұрады. Рентгендік жұтылу спектрі рентгендік шығару спектріне ұксамайды: бұлар ұзын толкынды айқын шеті бар бірнеше жолақтан тұрады.
Слайд 17
Сипаттамалық рентген спектрі сызықтарының нәзік түзілісі
Сипаттамалық спектр сызыктарын егжей-тегжейлі зерттегенде бұлардың
нәзік түзілісі анықталған. Сонда К-серияның барлық сызыктары дублет, ал басқа сериялар сызықтарының түзілісі күрделірек болады. Сызыктардың осы мультиплеттік түзілісі атомның рентгендік деңгейлерінің (термдерінің) мультиплеттік түзілісінің эсерінен болады.
Көп электронды атомның рентгендік деңгейлерінің (термдерінің) схемасын карастырайық (5-сурет). Тұйықгалған электрондық қабык үшін L, S жэне J кванттық сандары нөлге тен болғандықтан, бір электронынан айрылған кабықтың L, S жэне J сандары шығарылған электронның l,s және j сандарымен дәл келеді. Сондықтан рентгендік деңгейлер схемасы сутегі тәрізді атомның деңгейлер схемасына ұксас болады.
Слайд 18Көп электронды атомның рентгендік деңгейлерінің схемасы
Слайд 19
Қорытынды:
Денсаулығымыды қадағалау үшін жылына кем дегенде бір рет "рентгенге" түсетініміз бар.
Бірақ, рентген сәулелерінің қаншалықты зиянды екенін көбіміз біле бермейміз. Жылдам электрондар кенеттен тежелгенде пайда болатын толқын ұзындығы өте қысқа (10−12÷ 10−9м) электромагниттік сәулелер рентген сәулелері болып табылады. Рентген сәуле шығаруын классикалық электромагниттік теорияның аясында түсіндіруге болады. Бұл теория бойынша үдей қозғалатын зарядталған бөлшек міндетті түрде сәулеленуі тиіс.Қарастырылып отырған жағдайда электрон антикатодқа соғылып тежеледі де, теріс үдеу алады, сондықтан ол сәулеленеді. Жалпы, рентген сәулелері көптеген өте маңызды практикалық қолдау тапты. Медицинада олар аурудың диагнозын дұрыс қою үшін, сондай-ақ, рак ауруын емдеу үшін қолданылады.
Слайд 20
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ:
1 Физика: Жалпы білім беретін мектептің жаратылыстану-Ф49 математика бағытындағы
11 сыныбына арналған оқулық /С. Түяқбаев, Ш. Насохова, Б. Кронгарт, т.б. — Алматы: "Мектеп" баспасы. — 384 бет, суретті. ISBN 9965-36-055-3.
2 Гумарова Л.Ж. «Радиобиология»: оқулық – Алматы: ЖШБ РПБК «Дәуір», 2011. 27-29 беттер.
3 И.Н. Бекман «Ядерная физика» - Москва, 2004.
4 Абдуллаев Ж. «Физика курсы » Алматы: «Білім», 1994.
5 Арызханов Б. «Физика курсы» - оқулық – Алматы «Мектеп»,1998, 39-44 беттер.