Відкриття рентгенівських променів Рентгенівські промені було відкрито 1895 р. німецьким фізиком Вільгельмом Рентгеном. Рентген умів спостерігати, умів помічати нове там, де багато вчених до нього не виявляли нічого примітного. Цей особливий дар допоміг йому зробити чудове відкриття. Наприкінці ХІХ століття загальну увагу фізиків привернув газовий розряд за малого тиску. За цих умов у газорозрядній трубці створювалися потоки дуже швидких електронів. На той час їх називали катодними променями. Природа цих променів ще була з достовірністю встановлена. Відомо було лише, що ці промені беруть початок на катоді трубки. Зайнявшись дослідженням катодних променів, Рентген незабаром помітив, що фотопластинка поблизу розрядної трубки виявлялася засвіченою навіть у тому випадку, коли вона була загорнута в чорний папір. Після цього йому вдалося спостерігати ще одне явище, що дуже вразило його. Паперовий екран, змочений розчином платиносинеродистого барію, починав світитися, якщо ним обгорталася розрядна трубка. Причому коли Рентген тримав руку між трубкою та екраном, то на екрані були видні темні тіні кісток на тлі світліших обрисів усієї кисті руки.
Відкриття рентгенівських променів Вчений зрозумів, що при роботі розрядної трубки виникає якесь невідоме випромінювання, що раніше сильно проникає. Він назвав його Х-променями. Згодом за цим випромінюванням міцно зміцнився термін «рентгенівські промені». Рентген виявив, що нове випромінювання з'являлося там, де катодні промені (потоки швидких електронів) зіштовхувалися зі скляною стінкою трубки. Тут скло світилося зеленим світлом. Наступні досліди показали, що Х-промені виникають при гальмуванні швидких електронів будь-якою перешкодою, зокрема, металевими електродами.
Властивості рентгенівських променів Промені, відкриті Рентгеном, діяли на фотопластинку, викликали іонізацію повітря, але помітним чином не відбивалися від будь-яких речовин і не зазнавали заломлення. Електромагнітне поле не мало жодного впливу на напрямок їх поширення.
Властивості рентгенівських променів Відразу виникло припущення, що рентгенівські промені - це електромагнітні хвилі, які випромінюються при різкому гальмуванні електронів. На відміну від світлових променів видимої ділянки спектра та ультрафіолетових променів рентгенівські промені мають набагато меншу довжину хвилі. Їхня довжина хвилі тим менша, чим більша енергія електронів, що стикаються з перешкодою. Велика проникаюча здатність рентгенівських променів та інші особливості зв'язувалися саме з малою довжиною хвилі. Але ця гіпотеза потребувала доказів, і докази були отримані через 15 років після смерті Рентгена.
Дифракція рентгенівських променів Якщо рентгенівське випромінювання є електромагнітними хвилями, воно має виявляти дифракцію - явище, властиве всім видам хвиль. Спочатку пропускали рентгенівські промені через дуже вузькі щілини у свинцевих платівках, але нічого схожого на дифракцію виявити не вдавалося. Німецький фізик Макс Лауе припустив, що довжина хвилі рентгенівських променів дуже мала для того, щоб можна було виявити дифракцію цих хвиль на штучно створених перешкодах. Адже не можна зробити щілини розміром 10 -8 см, оскільки такий розмір самих атомів. А якщо рентгенівські промені мають приблизно таку ж довжину повні? Тоді залишається єдина можливість – використовувати кристали. Вони є упорядкованими структурами, в яких відстані між окремими атомами по порядку величини дорівнюють розміру самих атомів, тобто 10 -8 см. Кристал з його періодичною структурою і є той природний пристрій, який неминуче повинен викликати помітну дифракцію хвиль, якщо довжина їх близька до розмірів атомів.
Дифракція рентгенівських променів І ось вузький пучок рентгенівських променів був направлений на кристал, за яким була розташована фотопластинка. Результат повністю узгодився з найоптимістичнішими очікуваннями. Поряд з великою центральною плямою, яку давали промені, що розповсюджуються по прямій, виникли регулярно розташовані невеликі плями навколо центральної плями (рис. 50). Появу цих цяток можна було пояснити лише дифракцією рентгенівських променів на впорядкованій структурі кристала. Дослідження дифракційної картини дозволило визначити довжину хвилі рентгенівських променів. Вона виявилася меншою за довжину хвилі ультрафіолетового випромінювання і по порядку величини дорівнювала розмірам атома (10 -8 см).
Рентгенівські промені знайшли собі багато дуже важливих практичних застосувань. У медицині вони застосовуються для встановлення правильного діагнозу захворювання, а також для лікування ракових захворювань. Дуже широкі застосування рентгенівських променів у наукових дослідженнях. По дифракційної картині, що дається рентгенівськими променями за її проходження крізь кристали, вдається встановити порядок розташування атомів у просторі - структуру кристалів. Зробити це для неорганічних кристалічних речовин виявилося дуже складно. Але з допомогою рентгеноструктурного аналізу вдається розшифрувати будову найскладніших органічних сполук, включаючи білки. Зокрема, було визначено структуру молекули гемоглобіну, що містить десятки тисяч атомів.
1 із 15
Презентація на тему:Вільгельм Конрад Рентген
№ слайду 1
Опис слайду:
№ слайду 2
Опис слайду:
Німецький фізик Вільгельм Конрад Рентген народився в Леннепі, невеликому містечку поблизу Ремшейда в Пруссії, і був єдиною дитиною в сім'ї процвітаючого торговця текстильними товарами Фрідріха Конрада Рентгена та Шарлотти Констанци (у дівоцтві Фровейн) Рентген. У 1848 р. сім'я переїхала до голландського міста Апельдорн – батьківщину батьків Шарлотти. Експедиції, здійснені Рентгеном у дитячі роки в густих лісах на околицях Апельдорна, на все життя прищепили йому любов до живої природи.
№ слайду 3
Опис слайду:
Рентген вступив до Утрехтської технічної школи в 1862 р., але був виключений за те, що відмовився назвати свого товариша, який намалював нешанобливу карикатуру на нелюбого викладача. Не маючи офіційного свідоцтва про закінчення середнього навчального закладу, він формально не міг вступити до вищого навчального закладу, але як вільний слухач прослухав кілька курсів в Утрехтському університеті. Після складання вступного іспиту Рентген в 1865 р. був зарахований студентом до Федерального технологічного інституту в Цюріху, оскільки мав намір стати інженером-механіком, і в 1868 р. отримав диплом. Август Кундт, видатний німецький фізик і професор фізики цього інституту, звернув увагу на блискучі здібності Рентгена і порадив йому зайнятися фізикою. Той послухався поради Кундта і через рік захистив докторську дисертацію в Цюріхському університеті, після чого був негайно призначений Кундтом першим асистентом у лабораторії. Рентген вступив до Утрехтської технічної школи в 1862 р., але був виключений за те, що відмовився назвати свого товариша, який намалював нешанобливу карикатуру на нелюбого викладача. Не маючи офіційного свідоцтва про закінчення середнього навчального закладу, він формально не міг вступити до вищого навчального закладу, але як вільний слухач прослухав кілька курсів в Утрехтському університеті. Після складання вступного іспиту Рентген в 1865 р. був зарахований студентом до Федерального технологічного інституту в Цюріху, оскільки мав намір стати інженером-механіком, і в 1868 р. отримав диплом. Август Кундт, видатний німецький фізик і професор фізики цього інституту, звернув увагу на блискучі здібності Рентгена і порадив йому зайнятися фізикою. Той послухався поради Кундта і через рік захистив докторську дисертацію в Цюріхському університеті, після чого був негайно призначений Кундтом першим асистентом у лабораторії.
№ слайда 4
Опис слайду:
№ слайду 5
Опис слайду:
Експериментальні дослідження, проведені Рентгеном у Страсбурзі, стосувалися різних областей фізики, таких як теплопровідність кристалів та електромагнітне обертання площини поляризації світла в газах, і, за словами його біографа Отто Глазера, здобули Рентгену репутацію «тонкого класичного фізика-експериментатора». У 1879 р. Рентген був призначений професором фізики Гессенського університету, в якому він залишався до 1888 р., відмовившись від пропозицій зайняти кафедру фізики послідовно в університетах Єни та Утрехта. У 1888 р. він повертається у Вюрцбурзький університет як професор фізики та директор Фізичного інституту, де продовжує вести експериментальні дослідження широкого кола проблем, у т.ч. стисливості води та електричних властивостей кварцу. У 1894 р., коли Pентген був обраний ректором університету, він приступив до експериментальних досліджень електричного розряду в скляних вакуумних трубках. У цій галузі багато вже було зроблено іншими. У 1853 р. французький фізик Антуан Філібер Массон зауважив, що високовольтний розряд між електродами в скляній трубці, що містить газ при дуже низькому тиску, породжує червоне свічення (такі трубки з'явилися першими попередниками сучасних неонових трубок). Коли інші експериментатори почали відкачувати газ з трубки до більшого розрідження, світіння почало розпадатися на складну послідовність окремих шарів, що світяться, колір яких залежав від газу. Експериментальні дослідження, проведені Рентгеном у Страсбурзі, стосувалися різних областей фізики, таких як теплопровідність кристалів та електромагнітне обертання площини поляризації світла в газах, і, за словами його біографа Отто Глазера, здобули Рентгену репутацію «тонкого класичного фізика-експериментатора». У 1879 р. Рентген був призначений професором фізики Гессенського університету, в якому він залишався до 1888 р., відмовившись від пропозицій зайняти кафедру фізики послідовно в університетах Єни та Утрехта. У 1888 р. він повертається у Вюрцбурзький університет як професор фізики та директор Фізичного інституту, де продовжує вести експериментальні дослідження широкого кола проблем, у т.ч. стисливості води та електричних властивостей кварцу. У 1894 р., коли Pентген був обраний ректором університету, він приступив до експериментальних досліджень електричного розряду в скляних вакуумних трубках. У цій галузі багато вже було зроблено іншими. У 1853 р. французький фізик Антуан Філібер Массон зауважив, що високовольтний розряд між електродами в скляній трубці, що містить газ при дуже низькому тиску, породжує червоне свічення (такі трубки з'явилися першими попередниками сучасних неонових трубок). Коли інші експериментатори почали відкачувати газ з трубки до більшого розрідження, світіння почало розпадатися на складну послідовність окремих шарів, що світяться, колір яких залежав від газу.
№ слайду 6
Опис слайду:
Рентген повторив деякі з більш ранніх експериментів, зокрема показавши що катодні промені (тоді ще невідомі), що виходять з вікна Ленарда, викликають флуоресценцію екрану, покритого ціаноплатінітом барію. Одного разу (це сталося 8 листопада 1895 р.) Рентген, щоб полегшити спостереження, затемнив кімнату і обернув трубку Крукса (без віконця Ленарда) щільним непрозорим чорним папером. На свій подив, він побачив на екрані, вкритому ціаноплатінітом барію, смугу флуоресценції. Ретельно проаналізувавши і усунувши можливі причини помилок, він встановив, що флуоресценція з'являлася щоразу, коли він включав трубку, що джерелом випромінювання є саме трубка, а не якась інша частина ланцюга і що екран флуоресціював навіть на відстані майже двох метрів від трубки , що набагато перевершував можливості короткодіючих катодних променів. Рентген повторив деякі з більш ранніх експериментів, зокрема показавши що катодні промені (тоді ще невідомі), що виходять з вікна Ленарда, викликають флуоресценцію екрану, покритого ціаноплатінітом барію. Одного разу (це сталося 8 листопада 1895 р.) Рентген, щоб полегшити спостереження, затемнив кімнату і обернув трубку Крукса (без віконця Ленарда) щільним непрозорим чорним папером. На свій подив, він побачив на екрані, вкритому ціаноплатінітом барію, смугу флуоресценції. Ретельно проаналізувавши і усунувши можливі причини помилок, він встановив, що флуоресценція з'являлася щоразу, коли він включав трубку, що джерелом випромінювання є саме трубка, а не якась інша частина ланцюга і що екран флуоресціював навіть на відстані майже двох метрів від трубки , що набагато перевершував можливості короткодіючих катодних променів.
№ слайду 7
Опис слайду:
Наступні сім тижнів він провів, досліджуючи явище, яке він назвав ікс-променями (тобто невідомими променями). Тінь, яку відкидав на флуоресцирующий екран провідник від індукційної котушки, що створювала необхідне розряду висока напруга, навела Рентгена на думку про дослідження проникаючої здатності ікс-променів у різних матеріалах. Він виявив, що ікс-промені можуть проникати майже всі предмети на різну глибину, що залежить від товщини предмета і щільності речовини. Тримаючи невеликий свинцевий диск між розрядною трубкою і екраном, Ронтген помітив, що свинець непроникний для ікс-променів, і тут зробив разюче відкриття: кістки його руки відкидали на екран темнішу тінь, оточену світлішою тінню від м'яких тканин. Наступні сім тижнів він провів, досліджуючи явище, яке він назвав ікс-променями (тобто невідомими променями). Тінь, яку відкидав на флуоресцирующий екран провідник від індукційної котушки, що створювала необхідне розряду висока напруга, навела Рентгена на думку про дослідження проникаючої здатності ікс-променів у різних матеріалах. Він виявив, що ікс-промені можуть проникати майже всі предмети на різну глибину, що залежить від товщини предмета і щільності речовини. Тримаючи невеликий свинцевий диск між розрядною трубкою і екраном, Ронтген помітив, що свинець непроникний для ікс-променів, і тут зробив разюче відкриття: кістки його руки відкидали на екран темнішу тінь, оточену світлішою тінню від м'яких тканин.
№ слайду 8
Опис слайду:
Незабаром він виявив, що ікс-промені викликають не тільки свічення екрану, покритого ціаноплатінітом барію, а й потемніння фотопластинок (після прояву) у тих місцях, де ікс-промені потрапляють на фотоемульсію. Так Ронтген став першим у світі радіологом. На честь нього ікс-промені стали називати рентгенівськими променями. Широкої популярності набула виконана Рентгеном в рентгенівських променях фотографія (рентгенограма) кисті дружини. На ній, чітко видно кістки (білі, так як щільніша кісткова тканина затримує ікс-промені, не даючи їм потрапити на фотопластинку) на тлі темнішого зображення м'яких тканин (затримують ікс-промені меншою мірою) і білі смужки від кілець на пальцях . Незабаром він виявив, що ікс-промені викликають не тільки свічення екрану, покритого ціаноплатінітом барію, а й потемніння фотопластинок (після прояву) у тих місцях, де ікс-промені потрапляють на фотоемульсію. Так Ронтген став першим у світі радіологом. На честь нього ікс-промені стали називати рентгенівськими променями. Широкої популярності набула виконана Рентгеном в рентгенівських променях фотографія (рентгенограма) кисті дружини. На ній, чітко видно кістки (білі, так як щільніша кісткова тканина затримує ікс-промені, не даючи їм потрапити на фотопластинку) на тлі темнішого зображення м'яких тканин (затримують ікс-промені меншою мірою) і білі смужки від кілець на пальцях .
№ слайду 9
Опис слайду:
Перше повідомлення Рентгена про його дослідження, опубліковане в місцевому науковому журналі наприкінці 1895 р., викликало величезний інтерес і в наукових колах, і широкої публіки. "Незабаром ми виявили, - писав Рентген, - що всі тіла прозорі для цих променів, хоча й дуже різною мірою". Експерименти Рентгена були негайно підтверджені іншими вченими. Рентген опублікував ще дві статті про ікс-промені у 1896 та 1897 рр., але потім його інтереси перемістилися в інші області. Перше повідомлення Рентгена про його дослідження, опубліковане в місцевому науковому журналі наприкінці 1895 р., викликало величезний інтерес і в наукових колах, і широкої публіки. "Незабаром ми виявили, - писав Рентген, - що всі тіла прозорі для цих променів, хоча й дуже різною мірою". Експерименти Рентгена були негайно підтверджені іншими вченими. Рентген опублікував ще дві статті про ікс-промені у 1896 та 1897 рр., але потім його інтереси перемістилися в інші області.
№ слайду 10
Опис слайду:
Медики одразу усвідомили значення рентгенівського випромінювання для діагностики. У той же час ікс-промені стали сенсацією, про яку розтрубили по всьому світу газети та журнали, нерідко подаючи матеріали на істеричній ноті або з комічним відтінком. Рентгена дратувала популярність, що раптово впала на нього, відривала у нього дорогоцінний час і заважала подальшим експериментальним дослідженням. З цієї причини він став рідко виступати з публікаціями статей, хоч і не припиняв це робити повністю: за своє життя Ронтген написав 58 статей. У 1921 р., коли йому було 76 років, він опублікував статтю про електропровідність кристалів. Медики одразу усвідомили значення рентгенівського випромінювання для діагностики. У той же час ікс-промені стали сенсацією, про яку розтрубили по всьому світу газети та журнали, нерідко подаючи матеріали на істеричній ноті або з комічним відтінком. Рентгена дратувала популярність, що раптово впала на нього, відривала у нього дорогоцінний час і заважала подальшим експериментальним дослідженням. З цієї причини він став рідко виступати з публікаціями статей, хоч і не припиняв це робити повністю: за своє життя Ронтген написав 58 статей. У 1921 р., коли йому було 76 років, він опублікував статтю про електропровідність кристалів.
№ слайду 11
Опис слайду:
У 1899 р., невдовзі після закриття кафедри фізики в Лейпцизькому університеті, Ронтген став професором фізики та директором Фізичного інституту при Мюнхенському університеті. Перебуваючи в Мюнхені, Рентген дізнався про те, що він став першим (1901 р.) лауреатом Нобелівської премії з фізики «на знак визнання надзвичайно важливих заслуг перед наукою, що виразилися у відкритті чудових променів, названих згодом на його честь». Під час презентації лауреата К. Т. Одхнер, член Шведської королівської академії наук, сказав: «Немає сумніву, наскільки великого успіху досягне фізична наука, коли ця невідома раніше форма енергії буде достатньо досліджена». Потім Одхнер нагадав присутнім, що рентгенівські промені вже знайшли численні практичні додатки в медицині. У 1899 р., невдовзі після закриття кафедри фізики в Лейпцизькому університеті, Ронтген став професором фізики та директором Фізичного інституту при Мюнхенському університеті. Перебуваючи в Мюнхені, Рентген дізнався про те, що він став першим (1901 р.) лауреатом Нобелівської премії з фізики «на знак визнання надзвичайно важливих заслуг перед наукою, що виразилися у відкритті чудових променів, названих згодом на його честь». Під час презентації лауреата К. Т. Одхнер, член Шведської королівської академії наук, сказав: «Немає сумніву, наскільки великого успіху досягне фізична наука, коли ця невідома раніше форма енергії буде достатньо досліджена». Потім Одхнер нагадав присутнім, що рентгенівські промені вже знайшли численні практичні додатки в медицині.
Опис слайду:
Скромному, сором'язливому Рентгену глибоко занепала сама думка, що його персона може привертати загальну увагу. Він любив бувати на природі, багато разів відвідував під час відпусток Вейльхайм, де робив сходження на сусідні баварські Альпи і полював із друзями. Він пішов у відставку зі своїх постів у Мюнхені 1920 р., невдовзі після смерті дружини. Він помер за три роки від раку внутрішніх органів. Скромному, сором'язливому Рентгену глибоко занепала сама думка, що його персона може привертати загальну увагу. Він любив бувати на природі, багато разів відвідував під час відпусток Вейльхайм, де робив сходження на сусідні баварські Альпи і полював із друзями. Він пішов у відставку зі своїх постів у Мюнхені 1920 р., невдовзі після смерті дружини. Він помер за три роки від раку внутрішніх органів.
№ слайду 14
Опис слайду:
Хоча Рентген був цілком задоволений свідомістю того, що його відкриття має таке велике значення для медицини, він ніколи не думав ні про патент, ні про фінансову винагороду. Він був удостоєний багатьох нагород, окрім Нобелівської премії, у тому числі медалі Румфорда Лондонського королівського товариства, золотої медалі Барнарда за визначні заслуги перед наукою Колумбійського університету, і був почесним членом і членом-кореспондентом наукових товариств багатьох країн. Хоча Рентген був цілком задоволений свідомістю того, що його відкриття має таке велике значення для медицини, він ніколи не думав ні про патент, ні про фінансову винагороду. Він був удостоєний багатьох нагород, окрім Нобелівської премії, у тому числі медалі Румфорда Лондонського королівського товариства, золотої медалі Барнарда за визначні заслуги перед наукою Колумбійського університету, і був почесним членом і членом-кореспондентом наукових товариств багатьох країн.
№ слайду 15
Опис слайду:
Слайд 2
Історичні події: виповнилося 110 років відкриття рентгенівського випромінювання (1895-2005), 100 років тому стало відомо про характеристичне рентгенівське випромінювання (1906-2006). Значимість відкриття Х-променів у розвиток науки та розуміння устрою світу неможливо переоцінити. Вільгельм Конрад Рентген, німецький фізик.
Слайд 3
План:
Відкриття Х-променів Вільгельм Рентген Властивості рентгенівських променів Дифракція рентгенівських променів Влаштування рентгенівської трубки Застосування рентгенівських променів: Медицина Наукові дослідження Рентгеноструктурний аналіз Дефектоскопія
Слайд 4
Відкриття Х-променів
В 1895 Вільгельм Рентген експериментував з однією з вакуумних трубок (Крукса). Він раптом помітив, що деякі кристали, що були поруч, яскраво засвітилися. Так як Рентген знав, що промені, відкриті раніше не могли проникнути через скло, щоб зробити цей ефект, він припустив, що це має бути новий вид променів, які він назвав Х-променями, наголосивши на цьому незвичайність їх властивостей.
Слайд 5
Справді, невидимі оком промені легко проникали через непрозору тканину, папір, дерево і навіть метали, засвічуючи ретельно упаковану фотоплівку. Свій внесок до відома Рентгена зробила також знаменита фотографія руки його дружини, яку він опублікував у статті. За відкриття променів, які мають його ім'я, В. Рентгену ПЕРШУ в історії Нобелівську премію з фізики (1901 р.)
Слайд 6
Властивості рентгенівських променів
Промені, відкриті Рентгеном, діяли на фотопластинку, викликали іонізацію повітря, не відбивалися, не заломлювалися, але й не відхилялися в магнітному полі. Відразу виникло припущення, що це електромагнітні хвилі, які випромінюються при різкому гальмуванні електронів. Докази цього були отримані лише через 15 років після смерті Рентгена. Перша сторінка статті В. Рентгена про Х-промені
Слайд 7
Дифракція рентгенівських променів
Вузький пучок рентгенівських променів був спрямований на кристал, за яким була розташована фотопластинка. Навколо центральної плями на пластині виникли регулярно розташовані невеликі цятки. Їхню появу можна пояснити лише дифракцією, властивою всім видам електромагнітних хвиль. Отже, і рентгенівське випромінювання – електромагнітне.
Слайд 8
РЕНТГЕНІВСЬКА ТРУБКА – …електровакуумний прилад для отримання рентгенівських променів. Найпростіша рентгенівська трубка складається зі скляного балона з впаяними електродами - катодом і анодом Електрони, що випускаються катодом, прискорюються сильним електричним полем у просторі між електродами та бомбардують анод. При ударі електронів про анод їх кінетична енергія частково перетворюється на енергію рентгенівського випромінювання.
Слайд 9
Схематичне зображення рентгенівської трубки.
X - рентгенівські промені, K -катод, А - анод, С - тепловідведення, Uh - напруга розжарення катода, Ua - напруга, що прискорює, Win - впуск водяного охолодження, Wout - випуск водяного охолодження Попередній слайд
Слайд 10
Загальний вид рентгенівських трубок для структурного аналізу (а), дефектоскопії (б) та медичної (в) рентгено-діагностики
Слайд 11
Біологічний вплив
Рентгенівське випромінювання є іонізуючим. Воно впливає на живі організми і може бути причиною променевої хвороби та раку. Тому при роботі з рентгенівським випромінюванням необхідно дотримуватися заходів захисту. До виникнення раку веде ушкодження спадкової інформації ДНК. Вважається, що поразка прямо пропорційно поглиненою дозою випромінювання. Рентгенівське випромінювання є мутагенним фактором.
Слайд 12
Застосування рентгенівських променів
У наукових дослідженнях: Рентгеноструктурний аналіз Матеріалознавстві Кристалографії Хімії Біології Дефектоскопія
Слайд 13
Медицина
За допомогою рентгенівських променів можна просвітити людське тіло, внаслідок чого можна отримати зображення кісток та внутрішніх органів. Також застосовуються для лікування ракових захворювань.
Слайд 14
Рентгеноструктурний аналіз
По дифракційної картині, що дається рентгенівськими променями за її проходження крізь кристали, вдається встановити порядок розташування атомів у просторі – структуру кристалів.
Слайд 15
У матеріалознавстві, кристалографії, хімії та біохімії рентгенівські промені використовуються для з'ясування структури речовин на атомному рівні за допомогою дифракційного розсіювання рентгенівського випромінювання (рентгено-дифракційний аналіз). Відомим прикладом є визначення структури ДНК.
Слайд 16
Крім того, за допомогою рентгенівських променів можна визначити хімічний склад речовини. В електроннопроменевому мікроскопі аналізована речовина опромінюється електронами або Х-променями, при цьому атоми іонізуються та випромінюють характеристичне рентгенівське випромінювання. Цей аналітичний метод називається рентгенофлюоресцентним аналізом.
Слайд 17
Рентгенівська дефектоскопія
Метод виявлення раковин у виливках, тріщин у рейках, перевірки якості зварних швів тощо. Заснована на зміні поглинання рентгенівських променів у виробі за наявності у ньому порожнини чи сторонніх включень. Рентгенівський дефектоскоп
Переглянути всі слайди
Презентація на тему «Рентгенівське проміння» вчителі МАОУ ліцею №14 Єрмакова Т.В.
- Відкриття рентгенівських променів
- Пристрій рентгенівської трубки
- Література
- Рентгенівські промені було відкрито 1895 р. німецьким фізиком Вільгельмом Рентгеном.
- Він умів спостерігати, умів помічати нове там, де багато вчених до нього не виявляли нічого примітного. Цей особливий дар допоміг йому зробити чудове відкриття.
- Наприкінці ХІХ століття загальну увагу фізиків привернув газовий розряд за малого тиску. За цих умов у газорозрядній трубці створювалися потоки дуже швидких електронів. На той час їх називали катодними променями. Природа цих променів ще була з достовірністю встановлена. Відомо було лише, що ці промені беруть початок на катоді трубки.
- Зайнявшись дослідженням катодних променів, Рентген незабаром помітив, що фотопластинка поблизу розрядної трубки виявлялася засвіченою навіть у тому випадку, коли вона була загорнута в чорний папір. Після цього йому вдалося спостерігати ще одне явище, що дуже вразило його. Паперовий екран, змочений розчином платиносинеродистого барію, починав світитися, якщо ним обгорталася розрядна трубка. Причому коли Рентген тримав руку між трубкою та екраном, то на екрані були видні темні тіні кісток на тлі світліших обрисів усієї кисті руки.
- Вчений зрозумів, що під час роботи розрядної трубки виникає якесь невідоме раніше сильно проникаюче випромінювання. Він назвав його Х-Променями. Згодом за цим випромінюванням міцно зміцнився термін «рентгенівське проміння».
- Рентген виявив, що нове випромінювання з'являлося там, де катодні промені (потоки швидких електронів) зіштовхувалися зі скляною стінкою трубки. Тут скло світилося зеленим світлом.
- Наступні досліди показали, що Х-промені виникають при гальмуванні швидких електронів будь-якою перешкодою, зокрема, металевими електродами.
- Промені, відкриті Рентгеном, діяли на фотопластинку, викликали іонізацію повітря, але помітно не відбивалися від будь-яких речовин і не зазнавали заломлення. Електромагнітне поле не мало жодного впливу на напрямок їх поширення.
- Відразу виникло припущення, що рентгенівські промені - це електромагнітні хвилі, які випромінюються при різкому гальмуванні електронів. На відміну від світлових променів видимої ділянки спектра та ультрафіолетових променів рентгенівські промені мають набагато меншу довжину хвилі. Їхня довжина хвилі тим менша, чим більша енергія електронів, що стикаються з перешкодою. Велика проникаюча здатність рентгенівських променів та інші особливості зв'язувалися саме з малою довжиною хвилі. Але ця гіпотеза потребувала доказів, і докази були отримані через 15 років після смерті Рентгена.
Якщо рентгенівське випромінювання є електромагнітними хвилями, то воно повинно виявляти дифракцію - явище, властиве всім видам хвиль. Спочатку пропускали рентгенівські промені через дуже вузькі щілини у свинцевих платівках, але нічого схожого на дифракцію виявити не вдавалося. Німецький фізик Макс Лауе припустив, що довжина хвилі рентгенівських променів дуже мала для того, щоб можна було виявити дифракцію цих хвиль на штучно створених перешкодах. Адже не можна зробити щілини розміром 10 -8 см, оскільки такий розмір самих атомів. А якщо рентгенівські промені мають приблизно таку ж довжину хвилі? Тоді залишається єдина можливість – використовувати кристали. Вони є упорядкованими структурами, в яких відстані між окремими атомами по порядку величини дорівнюють розміру самих атомів, тобто 10 -8 см. Кристал з його періодичною структурою і є той природний пристрій, який неминуче повинен викликати помітну дифракцію хвиль, якщо довжина їх близька до розмірів атомів.
- І ось вузький пучок рентгенівських променів був спрямований на кристал, за яким була розташована фотопластинка. Результат повністю узгодився з найоптимістичнішими очікуваннями. Поряд з великою центральною плямою, яку давали промені, що розповсюджуються по прямій, виникли регулярно розташовані невеликі плями навколо центральної плями (рис. 50). Появу цих цяток можна було пояснити лише дифракцією рентгенівських променів на впорядкованій структурі кристала.
- Дослідження дифракційної картини дозволило визначити довжину хвилі рентгенівських променів. Вона виявилася меншою за довжину хвилі ультрафіолетового випромінювання і по порядку величини дорівнювала розмірам атома (10 -8 см).
Рентгенівські промені знайшли багато дуже важливих практичних застосувань.
У медицині вони застосовуються для встановлення правильного діагнозу захворювання, а також для лікування ракових захворювань.
Дуже широкі застосування рентгенівських променів у наукових дослідженнях. По дифракційної картині, що дається рентгенівськими променями за її проходження крізь кристали, вдається встановити порядок розташування атомів у просторі - структуру кристалів. Зробити це для неорганічних кристалічних речовин виявилося дуже складно. Але з допомогою рентгеноструктурного аналізу вдається розшифрувати будову найскладніших органічних сполук, включаючи білки. Зокрема, було визначено структуру молекули гемоглобіну, що містить десятки тисяч атомів.
- Рентгенівські промені мають довжини хвиль у діапазоні від 10 -9 до 10 -10 м. Вони мають велику проникаючу здатність і використовуються в медицині, а також для дослідження структури кристалів і складних органічних молекул.
1 слайд
Тема «Рентгенівське випромінювання» Роботу виконала учениця 11 «А» класу МОУ «ЗОШ №95 ім. Н. Щукіна п. Архара »Гогулова Христина Валеріївна.
2 слайд
3 слайд
Завдання: 1. З'ясувати, що таке рентгенівське випромінювання. 2. З'ясувати, чому кістки зупиняють рентгенівські промені. 3. Використовуючи знання про рентгенівське випромінювання, ми можемо з'ясувати його застосування в медицині.
4 слайд
5 слайд
Рентген Вільгельм Конрад. Народився – 27 березня 1845 року, Леннеп, поблизу Дюссельдорфа. Найбільший німецький фізик експериментатор, член Берлінської академії наук. Відкрив у 1895 рентгенівські промені, досліджував з властивості.
6 слайд
«Вишліть мені трохи променів у конверті» Через рік після відкриття x-променів Рентген отримав листа від англійського моряка «Сер, з часів війни у мене в грудях застрягла куля, але її ніяк не можуть видалити, оскільки її не видно. І ось я почув, що ви знайшли промені, через які мою кулю можна побачити. Якщо це можливо, надішліть мені трохи променів у конверті, лікарі знайдуть кулю, і я вишлю вам промені назад». Відповідь Рентгена була такою: «На даний момент я не маю такої кількості променів. Але якщо вам не важко надішліть мені вашу грудну клітку, а я знайду кулю і вишлю вашу грудну клітку назад»
7 слайд
8 слайд
Що таке X-промені? Електрони, що вилітають із розпеченої нитки катода, розганяються під дією електричного поля та стикаються з поверхнею анода. Електрон, що зіткнувся з поверхнею анода, може відхилитися внаслідок взаємодії з ядром, чи вибити одне із електронів внутрішньої оболонки атома, тобто. іонізувати його. У першому випадку призводить до випромінювання фотона рентгенівського випромінювання, довжина хвилі може лежати в діапазоні 0,01-10 нм (безперервний спектор)
9 слайд
Інтенсивність такого випромінювання пропорційно заряду Z з якого зроблений анод. Чим більша напруга прикладена між катодом і анодом рентгенівської трубки, тим більша потужність рентгенівських променів. У другому випадку місце, що вибив електрона, місце займає електрон з більш «високою» оболонкою, а різниця їх потенційної енергії виділяється з виду рентгенівського фотона відповідної частоти.
10 слайд
11 слайд
Що таке рентгенівська спектроскопія? Кожен хімічний елемент особливо поглинає рентгенівське випромінювання строго певної, характеристичної довжини хвилі. При цьому відбувається перехід атома з нормального стану в іонізований з одним віддаленим електроном. Тому, вимірюючи частоти рентгенівського випромінювання, у яких випромінювання особливо велике, можна дійти невтішного висновку у тому, які елементи входять у склад речовини. Це і є основою рентгенівської спектроскопії.
12 слайд
13 слайд
Чому кістки зупиняють рентгенівське проміння? Проникаюча здатність рентгенівських променів, іншими словами, їх жорсткість, від енергії їх фотонів. Прийнято називати випромінювання довжиною хвилі, більшою за 0,1 нм, м'яким, а решта – жорстким. Для діагностики мети слід використовувати жорстке випромінювання не більше 0,01 нм, інакше рентгенівські промені не пройдуть через тіло. Виявилося, що речовина тим більше поглинає рентгенівське випромінювання, чим більша щільність матеріалу. Чим більше атомів на своєму шляху зустріне рентгенівське випромінювання і чим більше електронів буде в оболонках цих атомів, тим більша ймовірність поглинання фотону.
14 слайд
У тілі людини рентгенівські промені найсильніше поглинаються в кістках, щільність яких відносно висока і багато атомів кальцію. При проходженні променів через кістки інтенсивність випромінювань зменшується вдвічі через кожні 1,2 см. Кров, м'язи, жир і шлунково-кишковий тракт набагато менше поглинають рентгенівські промені (шар товщиною 3,5 см. зменшується вдвічі) удвічі при товщині шару 192 м.) Тому кістки в рентгенівських променях відкидають тінь на фотоплівку, і в цих місцях вона залишається прозорою. Там, де променям вдалося засвітити плівку, вона стає темною, і лікарі бачать пацієнта «наскрізь»
