伦琴射线谁发现的（伦琴射线浅谈）

X射线辐射

Рентгеновское излучение широко используется для широкого круга исследований в различных отраслях, в том числедля анализа структуры кристаллов и других веществ, определения физических констант, изучения структуры внутренних электронных оболочек атомов, в физике твердого тела – для структурного анализа, в медицине – для диагностики и терапии, в пищевой промышленности – для стерилизации, в живописи – при анализе живописных полотен и для других целей.

X射线辐射广泛用于各种领域的研究，包括晶体和其他物质的结构分析，物理常数的确定，原子内电子壳层的研究，固体物理学中的结构分析，医学中的诊断和治疗，在食品工业中 – 用于消毒，在绘画中 – 用于绘画分析和其他目的。

где выражено в нанометрах; V – в киловольтах. На рис. 5.10 показана характерная для данного излучения зависимость спектра от величины начальной энергии возбуждающих его электронов. Распределение энергии по спектру длин волн описывается выражением

其中 以纳米表示; V - 以千伏为单位。 在图5.10中显示了给定辐射的光谱对激发它的电子的初始能量的特征依赖性。下面的表达式描述了波长谱中的能量分布

где I – интенсивность излучения; В– константа.

这里I – 辐射强度; В– 常数.

Классическая физика учит, что движущийся с ускорением (торможе- ние – это ускорение со знаком минус) заряд является источником электромаг нитного излучения. Энергия dEизл, излучаемая движущейся с ускорением заряженной частицей за время dt и равная потере энергии на излучение – dEпот за это же время, в нерелятивистском приближении описывается формулой Лармора:

经典物理学认为，加速运动的（韧致是带有负号的加速度）电荷是电磁辐射的来源。 拉莫尔公式描述了在非相对论近似下在时间dt内加速度运动的带电粒子辐射的能量，这个能量等于在同一时间内辐射能量损失：

Ускорение a, приобретаемое заряженной частицей в поле ядра атома метала F=Ze/r2(Ze–заряд ядра; r –модуль радиус-вектора, проведенный от центра ядра к частице), определяется формулой

由带电粒子在金属原子核的场F = Ze / r2中（Ze – 核电荷，r –从核的中心到粒子的半径矢量的模）获得的加速度α由下面的公式确定

Знак минус отражает тот факт, что заряженная частица с массой тормозится полем ядра. Подстановка и в (5.36) в (5.35) приводит к следующему выражению для энергии излучения:

负号表示质量为 的带电粒子被核场减速的事实。把（5.36）中的替换u代入（5.35）得到以下辐射能量表达式：

Согласно (5.37) потери на излучение с увеличением заряда ядер атомов металла увеличиваются и сильно зависят от массы заряженной частицы те, генерирующей излучение. Для электронов они много больше, чем для протонов. Эти закономерности тормозного излучения подтверждаются на опыте. Сплошной характер наблюдаемого спектра объясняется тем, что при торможении электрон (или другая заряженная частица) с энергией eV может отдать атомам металла любую долю своей кинетической энергии.

根据（5.37），随着金属原子核电荷的增加辐射损耗增加并且强烈依赖于产生产生辐射的带电粒子的质量。 电子的辐射损耗比质子大得多。 这些韧致辐射定律是通过实验确认的。观察到的光谱的连续性由以下事实解释：当减速时，具有能量eV的电子（或另一带电粒子）可将其任意部分的动能传递给金属原子。

特征X射线辐射

Если энергия налетающего на металл первичного электрона доста- точна для того, чтобы выбить атомные электроны, находящиеся в состоянии с квантовыми числамиn, l, j, то есть если eV Enjl, (5.38) то возникает рентгеновское излучение, которое называется характеристическим.

如果入射在金属上的初级电子的能量足以打出处于量子数为n，l，j状态的原子电子，即如果eV≥Enj1（5.38），则产生被称为特征辐射的x射线。

Это излучение имеет линейчатый спектр, который зависит от вида металла (химического элемента). Каждый элемент дает только ему присущий спектр, который не зависит от того, находится элемент в свободном состоянии или входит в состав химического соединения. При облучении элементов электронами возникает характеристическое излучение, которое накладывается на сплошной спектр (рис. 5.11). С повышением разности потенциалов V положение пиков в спектре излучения не изменяется, а интенсивность возрастает. При облучении элементов α-частицами (ядрами атома гелия) или протонами возбуждается только характеристическое излучение (без сплошного спектра).

这种辐射具有取决于金属（化学元素）种类的线性谱。每个元素只给出其固有的光谱，这不取决于元素是处于自由状态还是属于化合物的一部分。当元素被电子辐射时，产生特征辐射，它叠加在连续光谱上（图5.11）。随着电位差V的增加，辐射光谱中峰的位置不变，但强度增加。当元素受到α粒子（氦原子核）或质子的辐照时，只有特征辐射（没有连续谱）被激发。

Согласно квантовой механике каждая линия рентгеновского характеристического излучения возникает в результате перехода атома облучаемого заряженными частицами элемента с одного энергетического уровня на другой. Частота ω излучения определяется правилом частот Бора: hω=E2–E1. При переходе от одного элемента к другому структура внутренних электронных оболочек атома изменяется очень мало, этим объясняется простота и однотипность рентгеновских линейчатых спектров.

根据量子力学每一个特征X射线是被带电粒子辐照的元素的原子从一个能级过渡到另一个能级的结果。辐射频率ω由玻尔频率定则确定：hω=E2–E1.。当从一种元素变成另一种元素时原子的内层电子结构变化非常小，这一现象可以用X射线线性谱的简单性和均匀性来解释。

Линии спектра группируются в серии, которые обозначают K, L, М, N, и т. д. Обозначению K соответствует самая коротковолновая серия, затем по мере увеличения X идут спектры L, М и т. д. Каждая серия насчитывает несколько линий, обозначаемых в порядке возрастания частоты индексами α, β, γ,…, то есть Kα, Kβ, Kγ,…, Lα, Lβ, Lγ,…, Мα,... и т. д. Число серий в спектре растет c увеличением атомного номера Z элемента. Физическое объяснение возникновения характеристического рентгеновского излучения состоит в том, что заряженная частица, например первичный электрон, падающий на металл, может передать свою энергию одному из электронов в состоянии n, j, l внутренних оболочек атома металла, если его энергия удовлетворяет условию (5.38), и выбить его из атома.

谱线分为K，L，M，N等系列。最短波系列对应于符号K，然后随这波长的的增加出现谱线系L，M等。每个系列由若干条谱线组成，随着频率的增加分别用指数α，β，γ，...，来表示，即Kα，Kβ，Kγ，...，Lα，Lβ，Lγ，...，Μα，...等。光谱中谱线系的数目随着元素原子序数Z的增加而增加。特征X射线辐射出现的物理解释是，如果其能量满足条件（5.38），则带电粒子（例如入射在金属上的初级电子）可以将其能量传递给金属原子内层处于状态n，j，l中的一个电子， 并将其从原子中打出来。

Происходит ионизация атома заряженной частицей с образованием вакансии (дырки) в одной из ее внутренних оболочек. Эта вакансия заполняется одним из электронов, находящимся на более удаленной от ядра оболочке (см. рис. 5.12) и, следовательно, в состоянии с большей энергией. Разность этих энергий определяет частоту испущенного атомом фотона, соответствующую одной из линий характеристи-ческого излучения. Если под воздействием заряженной частицы выбивается один из двух электронов самой глубокой (K) оболочки, то возникшая ва-кансия может быть заполнена электроном из любой внутренней оболочки L, М, N и т. д. Переходу L→Kсоответствует линия Kα, переходу М→K – линия Kβ, переходу N→K– линия Kγ(рис. 5.12) и т. д. Так образуется K-серия.

原子被带电粒子电离，在其中一个内壳中形成空位（空穴）。这个空位被位于远离核的壳层中的一个电子填充（见图5.12），也就是处于更高能量状态的电子。这些能量差决定了原子发射的对应于特征X射线辐射之一的光子的频率。如果在带电粒子的作用下最深（K）外壳的两个电子中的一个被打出，那么所产生的空位可以被任何电子来自L，M，N等的内层电子填充。L→K层的过渡对应于谱线Kα，M→ K层的过渡是Kβ线，N→K层的过渡是Kγ线（图5.12）等，这样就形成了K谱线系。