1. Кіріспе Пәннің мақсаты мен мазмұны Кристалдардың құрылымы
Тақырып 8. Рентгенқұрылымдық талдау әдістерінің физикалық негіздері
жүктеу/скачать 1,81 Mb.
|
357434-1
Есептер жиынтығы, биоинфо Асыл, Джексон Эндрю
- Бұл бет үшін навигация:
- Рентген сәулелерінің табиғаты туралы қысқаша мәліметтер.
| Тақырып 8. Рентгенқұрылымдық талдау әдістерінің физикалық негіздері
1. Рентген сәулелерінің табиғаты туралы қысқаша мәліметтер 2. Рентген сәулелерінің көздері рентгенқұрылымдық талдау әдістерінің физикалық негіздері Дәріс жоспары: Рентген сәулелерінің табиғаты туралы қысқаша мәліметтер. Рентген сәулелерінің көздері. Рентген сәулелерінің спектрлері. Үздіксіз рентген спектрі. Рентген сәулелерінің сипаттамалық спектрі. Рентген сәулелерінің табиғаты туралы қысқаша мәліметтер. Рентген сәулелерін 1895 жылы атақты неміс физигі В.К. рентген ашқан. Алайда рентген сәулелерінің толқындық сипатын анықтау үшін он жылдан астам уақыт қажет болды. Осы уақытқа дейін X сәулелерінің кейбір ерекше қасиеттері анықталды: рентген сәулелері көрінбейді, түзу таралады, көрінетін жарық үшін мөлдір емес денелерден өтеді, фотографиялық пленкалар мен қағаздарды жарықтандырады, сонымен қатар көптеген заттардың люминесценциясын тудырады. Тек 1912 жылы Макс лау рентген сәулелері жарық сияқты дифракцияға ие екенін, сондықтан кристалдан өтіп, ауытқып кететінін анықтады (сурет.2.1). Сәулеленген рентген сәулесінің артында орналасқан фотопластинде симметриялы түрде орналасқан дақтар пайда болды, олардың тәртібі мен орналасуы Кристалл құрылымына байланысты болды. Сур. 2.1 кристалдағы Дифракция. Алюминий кристалының лауэграмы Радиотолқындар сияқты рентген сәулелері, Жарық (инфрақызыл, көрінетін және ультракүлгін) сәулелер, радиоактивті сәуле сияқты, ұзындығы 4*10-8 ÷ 10-14 М электромагниттік толқындар. Рентген сәулесі электронды түтіктерде жүретін процестер нәтижесінде пайда болады. Электромагниттік толқын өткізетін энергия мөлшері Эйнштейн-Планктың тербеліс жиілігіне қатынасына байланысты: Мұндағы – Планк тұрақтысы, = 6,62*10-27 эрг*сек; – секундына тербеліс жиілігі. Рентген сәулесінің әр кванты электромагниттік толқындардың барлық түрлерінен ең көп энергия алады. Олар газдарды иондайды, сәулелендірілген ортаның молекулаларын бұзады, тірі организм мен қоршаған ортаға биологиялық әсер етеді. Сондықтан рентген сәулесі "иондаушы сәулелену"тобына жатады. Оның толқын ұзындығының интервалындағы сәулелену қарқындылығының өзгеру сипаты (Вјл) графикалық түрде j координаталарында көрсетілген және эмиссия спектрі деп аталады (сурет.2.2). Қысқа толқын ұзындығы бар рентген сәулелері үшін спектрге ыдырайтын дифракциялық тор (электромагниттік сәулеленудің қарқындылығын тарату) әртүрлі кристалдар бола алады. Сур. 2.2 рентген сәулесінің тұтас спектрі-толқын ұзындығы бойынша қарқындылықтың таралуы Құлаған рентген сәулелерінің электромагниттік өрісінің энергиясының әсерінен атомдардың электрондары қозғалады және бастапқы энергия күйіне қайта оралады, олар бастапқы рентген сәулесінің толқын ұзындығына тең толқын ұзындығы бар сфералық толқындардың көздеріне айналады. Әрбір жеке Кристалл атомдары шығаратын сфералық толқындар кеңістікте қабаттасады және кедергі нәтижесінде бір-бірін бір бағытта сөндіріп, басқаларында күшейтеді. Осылайша, кристалға (дифракция торына) түсетін электромагниттік толқынның фронты дифракцияға (Кристалл атомдарында) өтіп, кедергі келтіретін когерентті сәулелерге бөлінеді. Дифракциялық сурет рентген сәулесінің "шағылысуының" бір түрі ретінде қарастырылады. Кристаллдағы рентген сәулелерін дифракциялау мүмкіндігі толқын ұзындығы мен Кристалл құрылымының геометриялық параметрлерінің арақатынасымен анықталатыны анық. Рентген сәулелерінің көздері. Рентген сәулелерінің ең көп таралған көзі-рентгендік электронды түтік, оның схемасы суретте көрсетілген.2.3. Сур. 2.3 рентген түтігінің схемасы 1-катод; 2-фокустайтын қалпақ; 3-бериллий терезелері; 4-Қорғаныс цилиндрі; 5-анод Егер катод (вольфрам жіптері немесе спираль) 2200-2400 ° C температураға дейін қыздырылса, онда термоэлектрондық эмиссия нәтижесінде оның айналасында электрондар бұлты пайда болады. Потенциалдар айырмасының түтігіне қолданған кезде электрондар ағыны катодтан металл анодқа өтеді, ал қолданылатын кернеу U неғұрлым жоғары болса, жылдам ұшатын электрондардың жылдамдығы мен энергиясы э = эу, мұндағы е – электронның заряды. Жылдам ұшатын электрондардың анодпен соқтығысуы олардың кинетикалық энергиясының басым бөлігінің жылу энергиясына айналуына әкеледі, бұл анодтың қызуын тудырады және тек ~ 1% - ы рентген сәулесінің электромагниттік тербелістерінің энергиясына, оның ішінде 0,1% - дан азы тән сәулеленуге айналады. Рентген түтіктерінің маңызды сипаттамалары-фокустың мөлшері, яғни электрондар сәулесі бағытталған анодтың ауданы және түтіктің қуаты. Түтіктің фокусы көбінесе рентген құрылымын талдауда да, рентгендік дефектоскопияда да алынған рентгенограммалардың сапасын анықтайды. Түтіктің қуаты рентген сәулелерінің қарқындылығын, демек жұмыс режимдерін анықтайды (фотографиялық тіркеу әдісімен экспозиция уақыты, дифрактограммаларды түсіру кезінде сканерлеу қадамы). 2.2-кестеде құрылымдық талдау үшін кейбір рентген түтіктерінің техникалық сипаттамалары берілген. Кесте 2.2. Рентген түтіктерінің техникалық сипаттамалары
жүктеу/скачать 1,81 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|