Гальмівне рентгенівське випромінювання

Рентгенівські промені виникають при бомбардуванні швидкими електронами твердих тіл. Такий процес реалізується в рентгенівських трубках. У найпростішому випадку це – дво-електродна вакуумна трубка (рис.6.31), катод К якої є джерелом електронів, що виникають внаслідок явища термоелектронної емісії. Анод А, виготовлений із важких металів (Cu, Fe, Co, W тощо), служить мішенню.

Якщо між катодом і анодом прикладена велика напруга U, то електрони розганяються до енергій . Попадаючи в речовину анода, електрони сильно гальмуються, втрачають енергію і тому випромінюють електромагнітні хвилі – гальмівне рентгенівське випромінювання.

Відомо, що заряд, який рухається прискорено, є джерелом електромагнітних хвиль із неперервним спектром. Спектр гальмівного рентгенівського випромінювання (рис.6.32) хоч і суцільний, але обмежений з боку малих довжин хвиль так званою короткохвильовою межею . З ростом прискорюючої напруги U зменшується. Класична електродинаміка не пояснює появи короткохвильової межі гальмівного випромінювання. Її існування безпосередньо випливає з квантової природи випромінювання. Якщо врахувати, що максимальна енергія рентгенівського кванта не може перевищувати кінетичної енергії електрона, то

. (6.75)

Звідси

, (6.76)

що відповідає експериментальним вимірюванням. Оскільки електрон віддає довільну і випадкову частину своєї енергії, то поява електромагнітного випромінювання різних довжин хвиль цілком зрозуміла.

При достатньо великій швидкості електронів, крім гальмівного випромінювання, виникає також характеристичне випромінювання (див. §7.9) у вигляді окремих спектральних ліній, що накладаються на суцільний спектр випромінювання (рис. 6.33).